Các loại cảm biến khác nhau trên ô tô và chức năng của nó

Ô tô đã trở nên phức tạp hơn trong những năm qua với sự gia tăng của các linh kiện điện tử và một trong những thiết bị điện tử quan trọng nhất là cảm biến. Có một số cảm biến trong ô tô có chức năng giám sát các khía cạnh khác nhau của xe và gửi thông tin đến người lái xe hoặc ECU (Bộ điều khiển điện tử). Trong bài viết này, chúng tôi làm sáng tỏ các loại cảm biến khác nhau trên ô tô và chức năng của chúng.

Cảm biến ô tô là gì?

Cảm biến ô tô là một thiết bị điện tử giám sát các khía cạnh khác nhau của xe và gửi thông tin đến người lái hoặc ECU (Bộ điều khiển điện tử). Trong một số trường hợp nhất định, ECU sẽ tự động điều chỉnh bộ phận cụ thể dựa trên thông tin nhận được từ cảm biến. Các điểm dưới đây bao gồm nhiều chi tiết hơn về cảm biến ô tô.

• Cảm biến có thể giám sát các khía cạnh khác nhau của ô tô, chẳng hạn như nhiệt độ, hệ thống làm mát, động cơ, áp suất dầu, mức khí thải, tốc độ xe, v.v.
• Các cơ quan cảm giác của con người (mắt, mũi, miệng, lưỡi và tay) là những ví dụ tốt nhất để hiểu nguyên lý hoạt động của cảm biến. Họ gửi tín hiệu đến não để đưa ra quyết định.
• Tương tự, các cảm biến trên ô tô sẽ gửi tín hiệu đến ECU để có những điều chỉnh phù hợp hoặc cảnh báo cho người lái xe.
• Các cảm biến liên tục theo dõi các khía cạnh khác nhau của xe kể từ thời điểm động cơ nổ máy.
• Trong một chiếc ô tô hiện đại, các cảm biến có ở khắp mọi nơi, từ động cơ đến bộ phận điện ít quan trọng nhất của xe.

Chức năng của cảm biến ô tô tự động

Cảm biến ô tô tự động là thành phần thiết yếu của ô tô hiện đại vì chúng cung cấp thông tin quan trọng cho hệ thống điều khiển của xe. Những cảm biến này đo lường và giám sát các khía cạnh khác nhau về hiệu suất của ô tô, bao gồm tốc độ, nhiệt độ, áp suất và các thông số quan trọng khác.

Một trong những chức năng chính của cảm biến là cải thiện sự an toàn. Chẳng hạn, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) sử dụng cảm biến bánh xe để theo dõi tốc độ của từng bánh xe. Nếu bánh xe ngừng quay trong khi xe vẫn đang di chuyển, ABS sẽ giảm áp lực phanh để chống trượt và đảm bảo người lái duy trì khả năng kiểm soát xe.

Tương tự, hệ thống túi khí sử dụng cảm biến để phát hiện những thay đổi đột ngột về tốc độ của xe, bung túi khí để bảo vệ người ngồi trong trường hợp xảy ra va chạm.

Một chức năng thiết yếu khác của cảm biến là cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Các cảm biến như cảm biến oxy, cảm biến áp suất nhiên liệu và cảm biến lưu lượng khí khối phối hợp với nhau để tối ưu hóa hệ thống cung cấp nhiên liệu của ô tô, đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả.

Bằng cách giám sát hỗn hợp nhiên liệu-không khí, các cảm biến có thể điều chỉnh lưu lượng nhiên liệu để tối đa hóa hiệu suất đốt cháy, từ đó giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải. Cảm biến đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất, an toàn và hiệu quả của ô tô.

25 loại cảm biến ô tô

Bảng dưới đây biểu thị các loại cảm biến khác nhau trên ô tô và chức năng của chúng.

Cảm biến dòng không khí

Cảm biến lưu lượng khí thường là cảm biến lưu lượng khí khối dạng dây nóng nằm trong đường nạp khí. Nó đo lượng không khí đi vào động cơ bằng cách sử dụng một phần tử dây được làm nóng có không khí chạy qua nó.

Tốc độ mất nhiệt tương ứng với mật độ không khí và lưu lượng. Dữ liệu này được gửi đến ECU để tính toán thời điểm phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa để đốt cháy tối ưu một cách chính xác. Lỗi làm cho động cơ chạy nhiều hoặc yếu dẫn đến mất điện, đánh lửa sai, chết máy hoặc

Cảm biến kích nổ trên động cơ

Cảm biến kích nổ là một gia tốc kế được gắn vào khối động cơ để lắng nghe các rung động do đánh lửa sớm hoặc tiếng nổ động cơ. Nổ có thể làm hỏng piston, vòng đệm, vòng bi và ống lót theo thời gian. Cảm biến tiếng gõ phát hiện âm thanh này và báo hiệu cho ECU làm chậm thời điểm đánh lửa để ngăn ngừa phát nổ phá hủy. Điều này bảo vệ các thành phần động cơ khỏi bị hư hại.

Cảm biến tốc độ động cơ

Cảm biến tốc độ thường là cảm biến hiệu ứng Hall được gắn trên trục khuỷu để theo dõi tốc độ và vị trí của trục khuỷu khi nó quay. Điều này cho phép ECU xác định chính xác thời gian phun nhiên liệu và đánh lửa tới từng xi-lanh dựa trên vị trí tay quay. Thời điểm thích hợp của những sự kiện này là rất quan trọng để động cơ vận hành trơn tru, cung cấp năng lượng và kiểm soát khí thải.

Cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam được lắp trên đầu xi lanh và theo dõi chuyển động quay của trục cam làm vận hành các van. Điều này giúp ECU đồng bộ hóa việc đóng/mở van nạp và van xả với các sự kiện phun nhiên liệu và đánh lửa. Thời điểm chính xác này tối ưu hóa nhịp thở của động cơ để tăng công suất và tính kinh tế.

Cảm biến áp suất tuyệt đối đa dạng (MAP)

Cảm biến áp suất tuyệt đối MAP hoặc đường ống nạp được gắn trên đường ống nạp. Nó đo sự thay đổi áp suất chân không bên trong ống góp khi tải động cơ thay đổi. ECU sử dụng dữ liệu MAP để tính toán tải và tối ưu hóa tỷ lệ không khí-nhiên liệu. Lỗi gây ra các vấn đề về khả năng lái xe kém, tổn thất điện năng và khí thải.

Cảm biến vị trí bướm ga

Được gắn trên thân bướm ga, cảm biến này đo góc của van tiết lưu khi nhấn bàn đạp ga. Đầu vào này giúp ECU xác định nhu cầu năng lượng của người lái và tính toán tỷ lệ không khí/nhiên liệu và thời gian cần thiết. Việc đọc sai sẽ gây ra hoạt động thất thường của động cơ.

Cảm biến điện áp

Bằng cách giám sát điện áp hệ thống, cảm biến này hỗ trợ điều chỉnh máy phát điện để duy trì mức sạc phù hợp. Nó cũng tối ưu hóa tốc độ không tải dựa trên tải điện. Cảm biến ngăn ngừa hao pin và sạc quá mức.

Cảm biến khí oxi

Được gắn trong ống xả, cảm biến O2 theo dõi hàm lượng oxy để xác định xem hỗn hợp không khí/nhiên liệu giàu hay nghèo. Phản hồi từ cảm biến O2 cho phép ECU kiểm soát hỗn hợp để đạt hiệu suất cao nhất một cách chính xác. Cảm biến bị nhiễm bẩn gây ra tình trạng kém kinh tế và phát thải.

Cảm biến NOx

Nằm sau bộ chuyển đổi xúc tác, cảm biến này phát hiện các oxit của mức phát thải nitơ. ECU sử dụng dữ liệu này để đảm bảo bộ chuyển đổi xúc tác hoạt động thích hợp và thực hiện các điều chỉnh để giảm lượng khí thải NOx. NOx không cháy hết cho thấy động cơ có vấn đề.

Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát, khí nạp và khí thải đo nhiệt độ vận hành. ECU sử dụng các số đọc này để quản lý thời điểm đánh lửa, cung cấp nhiên liệu, quạt làm mát cũng như đèn điều khiển và cảnh báo nhằm ngăn ngừa hư hỏng do quá nhiệt.

Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

Cảm biến này sử dụng nhiệt điện trở hoặc cặp nhiệt điện để đo chính xác nhiệt độ của nhiên liệu trong đường cung cấp dẫn đến kim phun. Nó theo dõi sự thay đổi nhiệt độ nhiên liệu trong quá trình khởi động động cơ và khởi động lại nóng.

Vì mật độ nhiên liệu giảm khi nhiệt độ tăng nên ECU sử dụng dữ liệu này để điều chỉnh độ rộng xung của kim phun nhằm cung cấp lượng nhiên liệu chính xác. Nhiên liệu lạnh hơn, đặc hơn đòi hỏi thời gian xung ít hơn. ECU cũng có thể điều chỉnh tốc độ không tải dựa trên độ biến động của nhiên liệu và áp suất hơi ở các nhiệt độ khác nhau để tránh hiện tượng chết máy.

Cảm biến tốc độ bánh xe

Cảm biến tốc độ bánh xe từ tính sử dụng dây cuộn và nam châm để tạo ra tín hiệu AC khi bánh xe quay. Cảm biến hoạt động dạng vòng có một vòng răng trên trục quay qua đầu cảm biến. Tần số và điện áp của tín hiệu cho biết chính xác tốc độ và hướng quay của bánh xe.

Những cảm biến hoạt động này cung cấp dữ liệu cho hệ thống ABS, kiểm soát độ bám đường và kiểm soát độ ổn định để phát hiện tình trạng trượt lốp và bó cứng bánh xe khi phanh gấp hoặc tăng tốc.

Cảm biến đỗ xe

Cảm biến siêu âm tầm ngắn đặt ở cản trước và cản sau phát ra sóng âm tần số cao và đo thời gian phản hồi để phát hiện các chướng ngại vật ở gần. Quá trình xử lý tín hiệu kỹ thuật số tiên tiến xác định khoảng cách khi lái xe ở tốc độ thấp hoặc khi đỗ xe dựa trên thời gian trôi qua giữa lúc phát ra và quay trở lại.

Hệ thống hỗ trợ đỗ xe cảnh báo người lái bằng tiếng bíp và đồ họa trực quan trên màn hình hiển thị khoảng cách với chướng ngại vật để tránh va đập, trầy xước và va chạm tốn kém hơn.

Cảm biến mưa

Cảm biến mưa quang học sử dụng nguồn sáng LED nhắm vào lăng kính phản chiếu ánh sáng lên cảm biến ảnh ở góc 45 độ. Khi những hạt mưa chạm vào kính, chúng sẽ phân tán ánh sáng, làm giảm điện áp mà cảm biến đo được.

Cảm biến hồng ngoại hoạt động tương tự nhưng phát hiện phổ hồng ngoại. Điện áp thay đổi do hạt mưa gây ra sẽ kích hoạt mô-tơ gạt nước mà không cần đến trình điều khiển. Điều này mang lại sự an toàn và tiện lợi hơn bằng cách tự động kích hoạt cần gạt nước khi cần thiết.

Cảm biến áp suất lốp

Cảm biến giám sát áp suất lốp không dây được gắn bên trong mỗi lốp trên vành bánh xe hoặc thân van. Chúng chứa bộ chuyển đổi áp suất, nguồn năng lượng pin và bộ phát không dây. Cảm biến động cũng phát hiện nhiệt độ. Các cảm biến phát tín hiệu RF với dữ liệu áp suất và nhiệt độ đến mô-đun máy thu trung tâm.

Nếu áp suất giảm 25% so với giới hạn cài đặt của người lái, bộ thu sẽ kích hoạt đèn cảnh báo để cảnh báo người lái về áp suất thấp hoặc rò rỉ trước khi ảnh hưởng đến an toàn.

Cảm biến tốc độ ngáp

Cảm biến quan trọng này đo vận tốc góc lắc lư hoặc quay quanh trục thẳng đứng của ô tô, được gọi là tốc độ lệch. Nó sử dụng các phần tử cảm biến con quay hồi chuyển MEMS rung khi xoay để phát hiện lực G sang một bên.

Tín hiệu tốc độ lệch hỗ trợ mô-đun kiểm soát độ ổn định điện tử trong việc áp dụng phanh cho từng bánh xe và quản lý ga động cơ để chống lại hiện tượng trượt lái quá mức hoặc thiếu lái. Nó giúp ngăn ngừa tình trạng quay vòng, lật xe và mất kiểm soát nguy hiểm, đặc biệt là trong điều kiện lực kéo thấp.

Cảm biến góc lái

Được gắn trên cột lái, cảm biến này theo dõi góc và tốc độ quay chính xác của vô lăng bằng cách sử dụng cảm biến dựa trên từ tính, quang học hoặc chiết áp. Bằng cách phát hiện vị trí và chuyển động của tay lái, nó có thể xác định ý định và ý định của người lái xe.

Dữ liệu này giúp tăng cường khả năng kiểm soát độ ổn định, cảnh báo chệch làn đường, hệ thống đỗ xe tự động và các chức năng kiểm soát khung gầm tiên tiến khác để cải thiện độ an toàn và khả năng lái xe.

Gia tốc kế

Cảm biến quán tính quan trọng này đo lực G dọc và ngang bằng cách sử dụng phần tử rung cực nhỏ. Việc kết hợp các tín hiệu gia tốc này với con quay hồi chuyển sẽ mang lại cảm biến chuyển động 3 trục hoàn chỉnh. Dữ liệu hỗ trợ hệ thống túi khí xác định các tác động nguy hiểm và triển khai ở tốc độ và lực phù hợp.

Nó cũng phát hiện các thao tác mạnh, phóng mạnh và độ nghiêng quá mức của thân xe để phát hiện và ngăn ngừa hệ thống ngăn ngừa lật xe.

Cảm biến con quay hồi chuyển

Con quay hồi chuyển MEMS hiển vi sử dụng các phần tử rung để đo chính xác hướng và vận tốc góc xung quanh trục X, Y và Z. Điều này xác định tốc độ cao độ, độ lệch và cuộn. Dữ liệu con quay hồi chuyển bổ sung cho đầu vào của gia tốc kế để xác định đầy đủ chuyển động của xe theo mọi hướng.

Cảm biến chuyển động sáu trục toàn diện này cung cấp phản hồi quan trọng để kiểm soát độ ổn định, hỗ trợ chuyển làn đường và hệ thống lái tự động để cải thiện độ an toàn.

Cảm biến điểm mù

Các cảm biến radar, siêu âm hoặc quang học gắn ở cản sau liên tục theo dõi các vùng mù bên của xe. Khi phát hiện có xe khác, đèn cảnh báo LED sẽ chiếu sáng gương chiếu hậu hoặc màn hình trên đầu xe. Điều này cảnh báo người lái xe về phương tiện giao thông bị ẩn khỏi tầm nhìn để ngăn chặn việc chuyển làn và va chạm nguy hiểm. Cảm biến radar hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, không giống như máy ảnh và sóng siêu âm.

Cảm biến tầm nhìn ban đêm

Cảm biến này sử dụng camera hồng ngoại và hiển thị để nâng cao tầm nhìn của người lái vượt xa phạm vi đèn pha. Cảm biến hồng ngoại phát hiện dấu hiệu nhiệt của vật thể sống dựa trên độ tương phản nhiệt độ so với nền mát hơn.

Phần mềm phát hiện người đi bộ, động vật và chướng ngại vật trên đường và đưa ra cảnh báo nếu có khả năng xảy ra va chạm, giúp người lái xe có thêm thời gian phản ứng để ngăn ngừa tai nạn, đặc biệt là ở tốc độ cao.

Camera giám sát tài xế

Được gắn trên cột lái, camera này sử dụng thuật toán thị giác máy để theo dõi vị trí đầu, nhắm mắt, hướng nhìn và các biểu cảm vi mô trên khuôn mặt. Bằng cách giám sát người lái xe, nó có thể xác định tình trạng buồn ngủ, mất tập trung và thiếu tập trung có thể dẫn đến tai nạn.

Camera cung cấp cảnh báo bằng âm thanh và dấu gạch ngang để đánh thức những người lái xe đang buồn ngủ hoặc nhắc nhở những người lái xe bị phân tâm để tập trung lại sự chú ý của họ trên đường.

Cảm biến siêu âm hỗ trợ đỗ xe

Cảm biến đỗ xe siêu âm tầm ngắn được bố trí ở cản trước và cản sau. Chúng truyền sóng âm thanh tần số cao và đo thời gian phản hồi để phát hiện các chướng ngại vật tĩnh và chuyển động ở cự ly gần xung quanh xe khi di chuyển ở tốc độ thấp. Hệ thống hỗ trợ đỗ xe cảnh báo người lái xe bằng cách sử dụng âm thanh và màn hình hiển thị hiển thị khoảng cách và vị trí của vật thể để tránh va chạm và va chạm nhỏ.

Cảm biến nhập không cần chìa khóa từ xa

Cảm biến này được gắn ở cửa người lái sẽ phát hiện các tín hiệu vô tuyến được mã hóa từ chìa khóa thông minh từ xa ở khoảng cách gần với xe. Nó xác nhận mã khóa chính xác trước khi mở khóa cửa và cho phép khởi động nút ấn. Không cần nhấn bất kỳ nút nào, chủ sở hữu có thể mở khóa, vào và khởi động xe trong khi chìa khóa vẫn nằm trong túi hoặc ví để thuận tiện.

Camera dự phòng

Một camera góc rộng được gắn ở trung tâm phía sau của xe cung cấp tầm nhìn trực tiếp phía sau xe tới màn hình hiển thị trên bảng điều khiển. Điều này cho phép người lái xe dễ dàng xác định người, vật thể và chướng ngại vật khi lùi xe mà qua cửa sổ sau không nhìn thấy được. Camera dự phòng ngăn chặn các va chạm tốn kém vào các tòa nhà, cột điện và quan trọng nhất là trẻ nhỏ và vật nuôi trên đường lái xe.

Ưu điểm và nhược điểm của cảm biến ô tô

Dưới đây là những ưu điểm của cảm biến ô tô:

• Cảm biến ô tô giúp việc lái xe trở nên dễ dàng.
• Các cảm biến có thể dễ dàng phát hiện các bộ phận bị lỗi trong xe.
• Cảm biến đảm bảo rằng động cơ được duy trì chính xác.
• Các cảm biến còn cho phép điều khiển tự động các chức năng cụ thể như cần gạt nước kính chắn gió, đèn pha, v.v.
• ECU có thể thực hiện các điều chỉnh chính xác dựa trên thông tin nhận được từ các cảm biến.
• Các cảm biến cũng có thể chuyển tiếp thông tin cảnh báo đến người lái xe nếu có bất kỳ lỗi/trục trặc nào xảy ra với các bộ phận của ô tô.

Dưới đây là một số nhược điểm của cảm biến ô tô:

• Một nhược điểm lớn của việc có quá nhiều cảm biến trên tàu là chúng có thể bị hỏng theo thời gian.
• Cảm biến bị lỗi có thể dẫn đến hư hỏng các bộ phận quan trọng của xe. Bắt chúng sửa chữa hoặc thay thế có thể là một việc tốn kém.

Cảm biến ô tô đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo xe hoạt động an toàn và hiệu quả. Có nhiều loại cảm biến khác nhau trên ô tô, mỗi loại có chức năng cụ thể nhưng tất cả đều hoạt động cùng nhau để giám sát và điều chỉnh các hệ thống và bộ phận khác nhau. Điều cần thiết là phải giữ cho các cảm biến này hoạt động tốt để đảm bảo xe của bạn chạy trơn tru và ngăn ngừa các sự cố tiềm ẩn có thể phát sinh do cảm biến bị lỗi.

Nếu bạn cần cảm biến ô tô chính hãng, uy tín

Lidinco là công ty cung cấp các loại cảm biến ô tô uy tín nhập khẩu trực tiếp với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.

Ngoài ra, Lidinco còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.

Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com

Xem thêm: Cảm biến chuyển động là gì?