Cảm biến tốc độ ô tô là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bên trong mỗi chiếc ô tô, ẩn chứa một thế giới công nghệ phức tạp. Trong đó, cảm biến tốc độ ô tô đóng vai trò như một chiếc la bàn, định hướng cho mọi chuyển động của chiếc xe. Nhờ vậy mà ô tô không chỉ là phương tiện di chuyển mà còn là những cỗ máy thông minh, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người lái. Cùng Hypergard.vn tìm hiểu chi tiết về cảm biến tốc độ ô tô trong bài viết dưới đây!

Định nghĩa cảm biến tốc độ ô tô là gì?

Cảm biến tốc độ ô tô (VSS) là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của xe. Nhiệm vụ chính của cảm biến này là đo lường tốc độ di chuyển của xe. Đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn bánh xe bị khóa khi phanh gấp hoặc tốc độ xe thay đổi đột ngột.

Khi xe được trang bị cảm biến tốc độ sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ trượt bánh và giữ cho hướng lái ổn định. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống khẩn cấp, hỗ trợ người lái kiểm soát xe tốt hơn ngay cả khi mất đi sự kiểm soát ban đầu. Bộ phận này tạo ra tín hiệu dựa trên mức tiêu thụ hiện tại và gửi một dòng điện tín hiệu thấp đến hệ thống điều khiển động cơ (ECM – Engine Control Module).

=>> Xem thêm: Tìm hiểu về cảm biến lưu lượng khí nạp đo gió trên ô tô

Lợi ích khi sử dụng cảm biến cho ô tô

Cảm biến tốc độ không chỉ đo lường số km thực tế mà ô tô đã di chuyển mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và cảnh báo nhiều hệ thống khác. Cụ thể, nó hỗ trợ:

• Điều khiển tốc độ không tải (Idle Speed Control – ISC): Đảm bảo động cơ chạy ổn định khi không tải.
• Điều khiển hộp số: Giúp hộp số hoạt động mượt mà khi tài xế chuyển số.
• Hiệu chỉnh tỷ lệ hòa khí: Điều chỉnh tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí để tối ưu hiệu suất động cơ.
• Điều khiển mô tơ trợ lực lái: Hỗ trợ hệ thống trợ lực lái điện tử, giúp lái xe an toàn và nhẹ nhàng hơn.
• Điều khiển mô tơ gạt mưa theo tốc độ: Tự động điều chỉnh tốc độ gạt mưa phù hợp với tốc độ di chuyển của xe.
• Auto lock: Hệ thống khóa cửa tự động khi xe đạt tốc độ nhất định.
• Điều khiển độ cao gầm xe: Quản lý hệ thống nâng hạ gầm điện tử để điều chỉnh độ cao gầm xe phù hợp với điều kiện địa hình.

Phân loại cảm biến tốc độ phổ biến hiện nay

Phân loại cảm biến tốc độ theo cấu tạo hở và kín

Khi phân loại cảm biến tốc độ theo cấu tạo hở và kín thì sẽ có hai loại cảm biến chính dùng để đo tốc độ ô tô:

• Cảm biến hở: Loại này bao gồm một vòng kim loại và đầu đọc tách rời nhau. Tuy nhiên, cảm biến hở dễ bị bám bụi, cát hoặc các mảnh kim loại,… gây ảnh hưởng xấu đến quá trình hoạt động, làm biến đổi dòng cảm ứng thu được. Nếu gặp vấn đề, đèn báo ABS trên hệ thống phanh sẽ sáng.
• Cảm biến kín: Cảm biến kín có thiết kế với nam châm và bánh răng kim loại khít nhau, hạn chế tình trạng bụi bẩn bám vào. Vì vậy, cảm biến này ít cần bảo dưỡng và giúp xe hoạt động ổn định, hiệu quả hơn.

Mỗi dòng ô tô thường được trang bị một loại cảm biến tốc độ bánh xe khác nhau. Để xác định loại cảm biến, bạn có thể kiểm tra hệ thống phanh và tìm kiếm ở mặt sau.

Phân loại cảm biến theo cách hoạt động 

Dựa trên nguyên lý hoạt động, cảm biến được phân thành nhiều loại khác nhau. Dưới đây là một số phân loại phổ biến:

• Cảm biến lưỡi gà: Đây là loại cảm biến truyền thống, sử dụng dây cáp truyền động từ hộp số lên đồng hồ trên bảng táp lô. Thường được lắp trong các bảng đồng hồ cơ loại kim.
• Cảm biến quang học: Loại cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý đèn LED chiếu vào transistor quang học. Hiện nay, nó được sử dụng khá phổ biến trong các hệ thống đồng hồ điện tử.
• Cảm biến điện từ: Là loại cảm biến tốc độ được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay. Hoạt động của nó dựa trên nguyên lý khi trục thứ cấp của hộp số quay, khoảng cách giữa lõi của cuộn dây và roto thay đổi, tạo ra điện áp xoay chiều (AC) trong cuộn dây. Tần số của điện áp xoay chiều này tỉ lệ với tốc độ quay của roto, từ đó xác định được tốc độ di chuyển của xe.

Vị trí và cấu tạo của cảm biến tốc độ trên xe ô tô

Cảm biến giảm tốc độ được cấu tạo từ một nam châm vĩnh cửu, một lõi từ và cuộn dây. Vị trí lắp đặt của cảm biến này tùy thuộc vào từng loại xe. Thông thường, nó được đặt ở hốc bánh xe khi cả bốn bánh đều sử dụng đĩa phanh. Trong một số trường hợp, cảm biến nằm ở hộp vi sai nếu bánh sau của xe được trang bị phanh tang trống. Đây là cấu tạo cơ bản của cảm biến đo tốc độ trên hầu hết các dòng xe ô tô hiện nay.

Thông thường, cảm biến được đặt trong hốc của bánh xe để nhận tín hiệu từ trường. Nếu xe sử dụng phanh tang trống ở bánh sau, cảm biến sẽ nằm ở vị trí hộp vi sai. Điển hình cho kiểu đặt này là các dòng xe Honda như City, CRV, Accord, v.v. Trong khi đó, cảm biến tốc độ loại MRE thường được lắp đặt trực tiếp trên hộp số hoặc hộp số phụ.

=>> Xem thêm: Cảm biến kích nổ là gì? Chức năng, cấu tạo và nguyên lý

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ xe ô tô

Hệ thống cảm biến tốc độ xe hơi hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng từ. Khi bánh xe quay, bánh răng cũng chuyển động theo. Khi các răng bánh răng lướt qua nam châm, chúng tạo ra dòng điện xoay chiều, được xem như tín hiệu điện. Các tín hiệu này được gửi qua số lượng xung đến bộ mạch cảm biến tốc độ, nơi chúng được tính toán để xác định vận tốc của xe. Đây là cách mà cảm biến tốc độ hoạt động.

Một số dấu hiệu nhận biết cảm biến tốc độ ô tô có vấn đề

Khi cảm biến tốc độ gặp trục trặc sẽ có những dấu hiệu dễ nhận biết nếu bạn chú ý quan sát. Nếu phát hiện các dấu hiệu sau, bạn nên đưa xe đi kiểm tra và sửa chữa hoặc tự khắc phục nếu có thể.

Đèn ABS sáng

Hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) là một tính năng quan trọng trên nhiều xe hiện nay. Chức năng của ABS là ngăn chặn tình trạng bó cứng của phanh khi xe dừng gấp, giúp tài xế kiểm soát xe tốt hơn và tăng cường an toàn. Nếu đèn ABS không sáng khi bạn bật chìa khóa, việc điều khiển xe có thể trở nên khó khăn và dễ dẫn đến trượt bánh, gây nguy hiểm.

Khi bạn đạp phanh, hệ thống ABS sẽ theo dõi tốc độ của bánh xe và điều chỉnh áp suất phanh để tránh bó cứng. Đèn báo ABS sẽ sáng khi bạn bật chìa khóa và tắt ngay sau khi động cơ khởi động. Nếu đèn ABS sáng liên tục hoặc đột ngột sau khi động cơ đã nổ, có thể hệ thống đang gặp sự cố.

Nguyên nhân có thể bao gồm cảm biến tốc độ bị gỉ sét, giắc cắm lỏng hoặc má phanh mòn,.. Những vấn đề này có thể làm cho hệ thống nhận tín hiệu sai và kích hoạt đèn báo ABS. Khi gặp tình trạng này, bạn nên kiểm tra và sửa chữa kịp thời để đảm bảo an toàn khi lái xe.

Hệ thống ABS không ổn định

Hệ thống ABS gồm nhiều thành phần quan trọng như: hệ thống điều khiển, van thủy lực và cảm biến đo tốc độ,… Tất cả đều phối hợp để bảo đảm an toàn cho tài xế khi phanh gấp. Để hoạt động hiệu quả, hệ thống ABS cần điều chỉnh áp suất dầu cho từng bánh xe theo chỉ dẫn của ECU, dựa trên tốc độ quay của bánh.

Nếu cảm biến gặp sự cố, tín hiệu gửi đến ECU có thể không chính xác, dẫn đến hiện tượng bó cứng phanh và tăng nguy cơ mất kiểm soát. Nếu bạn nhận thấy hệ thống ABS không hoạt động ổn định, hãy đưa xe đến trung tâm sửa chữa để kiểm tra và khắc phục kịp thời nhằm đảm bảo an toàn khi lái xe.

Đèn báo TCS phát sáng

Tương tự như đèn ABS, đèn TCS (Hệ thống kiểm soát lực kéo) cũng bật sáng khi có sự cố. TCS giúp đảm bảo an toàn cho tài xế bằng cách kiểm soát lực kéo khi bánh xe bị quay trơn, va chạm đột ngột hoặc phanh gấp. Hệ thống này hoạt động bằng cách giám sát, điều chỉnh và phân phối lực từ động cơ đến các bánh xe.

Nếu cảm biến tốc độ xe gặp sự cố, đèn TCS sẽ sáng ngay cả khi hệ thống đã được tắt. Điều này cho thấy hệ thống kiểm soát lực kéo đang gặp vấn đề và có thể không còn hoạt động hiệu quả.

Đèn Check Engine sáng

Nếu tài xế đã tắt hệ thống điện nhưng đèn Check Engine vẫn sáng thì nguyên nhân có thể là do lỗi cảm biến tốc độ. Tương tự như hệ thống ABS, hệ thống kiểm soát lực kéo phụ thuộc chặt chẽ vào cảm biến này để đảm bảo an toàn. Nó kiểm soát sự trượt của các bánh xe bằng cách điều chỉnh công suất từ động cơ. Vì vậy, khi cảm biến tốc độ gặp trục trặc, đèn kiểm soát lực kéo sẽ sáng, báo hiệu hệ thống đang gặp lỗi.

=>> Xem thêm: Cảm biến điểm mù ô tô: Vệ sĩ thầm lặng cho hành trình an toàn

Các chỉ số hoạt động trên cảm biến tốc độ ô tô

Đây là dấu hiệu thể hiện rõ nhất nếu cảm biến tốc độ ô tô đang bị hỏng và lỗi. Khi xe đang di chuyển nhưng các chỉ số trên bảng không hiển thị hoặc cảm giác lái ở vận tốc 100 km/h nhưng cảm biến lại chỉ báo mức rất thấp. Vậy đó là dấu hiệu của lỗi cảm biến tốc độ ô tô cần được khắc phục. Trong trường hợp này, chủ xe có thể tự vệ sinh cảm biến theo các bước hướng dẫn chi tiết mà chúng tôi sẽ chia sẻ bên dưới.

Nguyên nhân chính khiến cảm biến tốc độ ô tô bị hư hỏng

Cảm biến tốc độ xe ô tô có thể gặp lỗi do nhiều nguyên nhân nhưng chủ yếu là do không được bảo dưỡng định kỳ. Khi cảm biến chịu tác động từ va chạm hoặc thời tiết, các vấn đề sau có thể xảy ra:

• Bánh răng của cảm biến bị mòn hoặc vỡ.
• Vòng điện trở bị hao mòn.
• Cảm biến bị bẩn do hút bụi hoặc mạt kim loại trong quá trình hoạt động.
• Đầu cắm và mạch điện bị hở hoặc ngắn mạch, dẫn đến kết nối kém và chỉ số không chính xác.
• Hộp PCM hoặc EBCM (Electronic Brake Control Module) bị lỗi, dẫn đến chỉ số sai lệch.

Hướng dẫn vệ sinh cảm biến ô tô đúng cách

Cảm biến tốc độ có thể gặp lỗi do không được vệ sinh thường xuyên. Nếu muốn tự khắc phục, bạn có thể thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1: Đậu xe ở vị trí bằng phẳng và rộng rãi. Sử dụng kích nâng gầm xe và tháo lốp xe ra. Nếu vệ sinh cảm biến bên lái, hãy đánh vô lăng sang bên phụ.
• Bước 2: Tìm cảm biến trong hốc bánh xe, tháo nhẹ nhàng các bu lông cố định dây cáp và bu lông cố định cảm biến, rồi nhấc cảm biến ra.
• Bước 3: Sử dụng dung dịch vệ sinh chuyên dụng để làm sạch cảm biến. Tránh dùng các chất tẩy rửa thông thường, vì chúng không hiệu quả.
• Bước 4: Sau khi vệ sinh xong, lắp cảm biến lại vị trí cũ và siết chặt các bu lông. Sau đó, lắp lại bánh xe và kiểm tra xem mọi thứ đã chắc chắn chưa.

Cảm biến tốc độ chỉ là một trong số rất nhiều cảm biến được sử dụng trong ô tô hiện đại. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, cảm biến tốc độ sẽ còn đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến. Chúng ta có thể kỳ vọng cảm biến sẽ ngày càng hoàn thiện và có độ chính xác cao hơn nữa trong tương lai.