Cảm biến tốc độ ô tô là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và dấu hiệu hư hỏng

Cảm biến tốc độ trên ô tô giúp người lái kiểm soát hướng lái tốt hơn, gia tăng độ an toàn trong quá trình tham gia giao thông. Vì vậy, chủ xe nên thường xuyên kiểm tra, vệ sinh định kỳ và nhận biết sớm các dấu hiệu lỗi để có hướng xử lý phù hợp đảm bảo hệ thống luôn hoạt động hiệu quả. Để hiểu hơn về cảm biến này, hãy cùng Auto Protech theo dõi bài viết sau đây!

Cảm biến tốc độ ô tô là gì?

Cảm biến tốc độ ô tô (VSS) là thiết bị điện tử quan trọng trong hệ thống an toàn của xe, đặc biệt là trong hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống cân bằng điện tử ESP và hệ thống kiểm soát lực kéo TCS. Nhiệm vụ chính của VSS là đo lường và giám sát tốc độ di chuyển của xe một cách chính xác, cung cấp thông tin tốc độ về bộ điều khiển trung tâm. Thông tin này giúp các hệ thống an toàn như ABS ngăn chặn hiện tượng bó cứng phanh, giảm thiểu tình trạng văng trượt, đảm bảo an toàn, đặc biệt trong các tình huống phanh khẩn cấp hoặc thay đổi tốc độ đột ngột.

Cảm biến đo tốc độ thường thuộc loại cảm biến điện từ (Electromagnetic Sensor) hoặc cảm biến từ trở biến thiên (Variable Reluctance Sensor – VRS). Loại cảm biến này nổi bật với khả năng hoạt động hiệu quả và ổn định. Bộ phận này hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, tạo ra tín hiệu điện khi có sự thay đổi từ trường. Tín hiệu này sau đó được gửi về hệ thống điều khiển động cơ ECM (Engine Control Module) để xử lý và sử dụng cho các hệ thống khác.

1. Cấu tạo cảm biến tốc độ ô tô

Cấu tạo của cảm biến tốc độ ô tô tương đối đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính là:

• Nam châm vĩnh cửu.
• Lõi từ mềm.
• Cuộn dây đồng.

Tùy vào cấu tạo của từng dòng xe mà vị trí lắp đặt của cảm biến đo tốc độ ô tô cũng khác nhau. Thông thường, cảm biến này sẽ được đặt tại hốc bánh xe khi cả bốn bánh đều được trang bị đĩa phanh. Ngoài ra, trong một số trường hợp khác, cảm biến được lắp đặt trong hộp vi sai khi bánh xe sau sử dụng hệ thống phanh tang trống.

Hình ảnh: Cảm biến đo tốc độ ô tô được cấu tạo từ 3 thành phần chính

2. Nguyên lý hoạt động cảm biến tốc độ xe ô tô

Cảm biến tốc độ xe hơi hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Theo đó, thành phần nam châm vĩnh cửu của cảm biến sẽ liên kết từ trường với bánh răng kim loại. Khi bánh xe ô tô di chuyển, phần bánh răng này cũng sẽ chuyển động theo. Các răng trượt qua đầu cảm biến (nơi đặt nam châm và cuộn dây) sẽ làm thay đổi từ trường xung quanh cuộn dây, từ đó sinh ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây do hiện tượng cảm ứng điện từ. Dòng điện xoay chiều này chính là tín hiệu điện thể hiện tốc độ bánh xe.

Các tín hiệu điện (dạng xung hoặc dạng sóng sin) sẽ được đọc thông qua tần số xung hoặc tần số sóng theo thời gian, truyền về bộ mạch cảm biến đo tốc độ và sau đó đến bộ điều khiển trung tâm để tính toán vận tốc của ô tô. Vận tốc thực tế của xe sẽ được so sánh với tốc độ được cài đặt sẵn (nếu có) để phục vụ các chức năng như cảnh báo vượt tốc độ hoặc kiểm soát hành trình. Trên đây chính là quy trình hoạt động cơ bản của hệ thống cảm biến đo tốc độ trên xe hơi.

Hình ảnh: Cảm biến đo tốc độ hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng từ

Các loại cảm biến tốc độ ô tô

Trên thị trường hiện nay có 2 loại cảm biến chính, bao gồm:

1. Cảm biến hở

Loại cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Cấu tạo cơ bản bao gồm một vòng dây điện từ và một đầu đọc. Khi bánh xe quay, một bánh răng từ tính (thường gắn trên trục bánh xe) quay qua đầu cảm biến, tạo ra sự thay đổi từ trường và dòng điện cảm ứng. Đầu đọc sẽ ghi nhận và chuyển đổi tín hiệu này thành thông tin tốc độ.

Một trong những điểm cần lưu ý của loại cảm biến điện từ là chúng có thể bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, cát, hoặc các mảnh kim loại bám vào đầu cảm biến hoặc bánh răng từ tính. Điều này có thể gây sai lệch tín hiệu và ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống, ví dụ như làm biến đổi thông tin tốc độ thu được. Trong trường hợp cảm biến gặp sự cố hoặc tín hiệu không chính xác, đèn báo ABS trên bảng điều khiển có thể sáng lên để cảnh báo.

2. Cảm biến kín

Cảm biến kín sử dụng hiệu ứng Hall để đo tốc độ. Cấu tạo chính bao gồm một nam châm vĩnh cửu và một chip cảm biến Hall (mạch tích hợp). Bánh răng từ tính (thường gắn trên trục bánh xe) quay gần cảm biến Hall, làm thay đổi từ trường tác động lên chip Hall. Chip Hall sẽ tạo ra điện áp thay đổi tương ứng với tốc độ quay, từ đó đo được tốc độ bánh xe.

So với cảm biến hở, cảm biến kín thường ít bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn hơn do các thành phần điện tử được bảo vệ kín đáo hơn. Nhờ vậy, loại cảm biến này có xu hướng hoạt động ổn định hơn, ít yêu cầu bảo dưỡng và vệ sinh, góp phần giúp xe vận hành ổn định và hiệu quả. Loại cảm biến này ngày càng được sử dụng phổ biến trên các dòng xe hiện đại.

Nhìn chung: Mỗi dòng xe có thể được trang bị loại cảm biến tốc độ bánh xe khác nhau. Để biết chính xác loại cảm biến trên xe của bạn, cách tốt nhất là tham khảo sách hướng dẫn sử dụng xe hoặc liên hệ với kỹ thuật viên/gara ô tô uy tín. Đối với người có kinh nghiệm, có thể quan sát khu vực moay ơ bánh xe, gần đĩa phanh hoặc phanh tang trống để nhận diện cảm biến. Tuy nhiên, việc kiểm tra và sửa chữa hệ thống phanh và cảm biến đo tốc độ nên được thực hiện bởi kỹ thuật viên chuyên nghiệp để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Hình ảnh minh họa: Có 2 loại cảm biến là cảm biến kín và cảm biến hở

Dấu hiệu hư hỏng cảm biến tốc độ ô tô

Có rất nhiều nguyên nhân khác nhau khiến cho cảm biến đo tốc độ ô tô bị hư hỏng, chẳng hạn như mạch điện tử bị lỗi, dây điện bị đứt, phần giắc cắm bị lỏng… Cảm biến tốc độ là bộ phận quan trọng trong hệ thống phanh ABS, hệ thống kiểm soát lực kéo TCS và hệ thống ổn định thân xe ESP (nếu có). Sau đây là một số dấu hiệu điển hình giúp bạn phát hiện cảm biến bị lỗi:

1. Đèn ABS sáng

Hệ thống phanh chống bó cứng ABS là tính năng thông minh được trang bị phổ biến trên các phương tiện giao thông hiện nay. Nhiệm vụ chính của bộ phận này là ngăn ngừa tình trạng bó cứng phanh trong trường hợp xe dừng khẩn cấp, giúp bánh xe không bị khóa cứng khi phanh gấp. Giúp người điều khiển duy trì khả năng kiểm soát hướng lái, đảm bảo an toàn trên đường.

Một số dòng xe truyền thống không được lắp đặt hệ thống phanh ABS, khiến người lái gặp khó khăn hơn khi điều khiển xe. Trong các trường hợp khẩn cấp, phanh gấp, xe sẽ dễ bị trượt bánh rất nguy hiểm.

Khi người lái cắm chìa khóa, đèn báo ABS sẽ phát sáng và tắt đi sau khi động cơ khởi động. Trong quá trình xe vận hành, hệ thống ABS liên tục theo dõi tốc độ của các bánh xe thông qua cảm biến. Khi người lái nhấn phanh, hệ thống ABS sẽ tiến hành đo vận tốc của bánh xe và điều chỉnh áp suất phanh phù hợp cho từng bánh xe để tránh trường hợp phanh bị bó cứng. Với trang bị này, khi người lái cắm chìa khóa, đèn báo ABS sẽ phát sáng và tắt đi sau khi động cơ khởi động.

Khi bạn phát hiện đèn ABS sáng đột ngột hoặc sáng lâu hơn sau khi khởi động xe thì rất có thể hệ thống đang bị lỗi. Nguyên nhân chính gây ra sự cố này có thể do cảm biến tốc độ đã bị gỉ sét, giắc cắm bị lỏng, bản thân cảm biến bị hỏng hoặc có vấn đề trong hệ thống ABS. Mặc dù má phanh mòn cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phanh và hệ thống ABS, nhưng nó không phải là nguyên nhân trực tiếp gây ra lỗi cảm biến. Từ đó khiến cho bộ điều khiển nhận sai tín hiệu và kích hoạt đèn ABS bật sáng. Trong trường hợp này, bạn nên đưa xe đến trung tâm bảo dưỡng uy tín để kiểm tra, xác định chính xác nguyên nhân và sửa chữa kịp thời.

Hình ảnh: Khi đèn báo hệ thống phanh ABS sáng lên

2. Hệ thống ABS không ổn định

Cấu tạo chính của hệ thống ABS bao gồm các bộ phận: Hệ thống điều khiển trung tâm (ECU phanh ABS hoặc EBCM), van thủy lực, cảm biến tốc độ, giúp đảm bảo an toàn trong các tính huống khẩn cấp, phải phanh gấp. Hệ thống này hoạt động ổn định khi áp suất dầu được áp dụng phù hợp cho từng bánh xe theo điều khiển của ECU phanh ABS, thích hợp với tốc độ quay của bánh xe do cảm biến cung cấp.

Trong trường hợp khi cảm biến bị lỗi, tín hiệu bộ điều khiển trung tâm ABS nhận được sẽ không chính xác, khiến cho hệ thống ABS hoạt động không đúng cách. Điều này có thể dẫn đến tình trạng phanh can thiệp ABS không đều, không hiệu quả, hoặc trong một số trường hợp, hệ thống ABS có thể ngừng hoạt động. Sự cố này rất nguy hiểm cho lái xe và hành khách ngồi trên xe. Ngay khi phát hiện hệ thống phanh ABS hoạt động không ổn định, bạn hãy đưa xe đến trung tâm sửa chữa càng sớm càng tốt, để tránh gặp phải các sự cố không mong muốn khi lái xe.

3. Đèn báo TCS sáng

Tương tự như hệ thống phanh ABS, TCS là hệ thống kiểm soát lực kéo giúp đảm bảo an toàn cho người điều khiển xe trong các trường hợp tăng tốc, phanh gấp hay xe chạy trên đường trơn trượt. TCS hoạt động bằng cách kiểm soát và phân bổ công suất hợp lý từ động cơ tới các bánh xe để ngăn ngừa tình trạng bánh xe bị trượt (trượt quay) khi tăng tốc hoặc phanh gấp.

Khi cảm biến tốc độ phát sinh sự cố, đèn báo hệ thống TCS sẽ phát sáng ngay cả khi người lái đã tắt hệ thống. Dấu hiệu này cho thấy khả năng kiểm soát lực kéo của hệ thống phanh đã bị lỗi và không còn hoạt động hiệu quả nữa.

4. Đèn Check Engine sáng

Đèn Check Engine chính là tín hiệu cảnh báo lỗi ở hệ thống động cơ và các hệ thống liên quan đến khí thải, bao gồm cả các cảm biến có thể ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ, và trong một số trường hợp, lỗi cảm biến đo tốc độ cũng có thể gián tiếp gây ra đèn Check Engine sáng. Bộ phận này thường được lắp đặt trên đồng hồ hiển thị ở đằng sau vô lăng.

Mặt khác, ECM (Engine Control Module – Mô-đun điều khiển động cơ) là khối điều khiển động cơ, đảm nhận nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý các thông tin từ nhiều loại cảm biến trong động cơ và hệ thống liên quan đến động cơ. Thông tin từ cảm biến tốc độ có thể được sử dụng bởi ECM cho một số chức năng liên quan đến động cơ, ví dụ như hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control) hoặc hệ thống chuyển số tự động (trên một số xe). Khi ECM phát hiện các thông tin truyền về không chính xác hoặc không có tín hiệu từ các cảm biến quan trọng, đèn Check Engine sẽ ngay lập tức phát sáng để thông báo sự cố cho người lái.

Khi phát hiện tình trạng này, bạn nên đưa ô tô đến trung tâm sửa chữa uy tín để kiểm tra, khắc phục sự cố, đảm bảo an toàn khi lái xe. Đặc biệt, trong trường hợp đèn Check Engine nháy sáng liên tục là cảnh báo khẩn cấp về trục trặc nặng ở động cơ, cần phải được xử lý nhanh chóng. Nếu bạn đang di chuyển trên đường và chưa kịp mang xe đến trung tâm sửa chữa trong tình huống này, hãy di chuyển xe ở vận tốc tối đa là 40km/h để giảm thiểu rủi ro.

Hình ảnh: Đèn Check Engine báo lỗi sáng

>> Tham khảo kiến thức ô tô hay:

• Công nghệ Hybrid là gì? Ưu nhược điểm dòng xe Hybrid
• Hệ thống túi khí trên ô tô là gì? Cấu tạo và vị trí lắp đặt

Hướng dẫn vệ sinh cảm biến tốc độ bánh xe ô tô

Như chúng ta đã tìm hiểu trên đây, cảm biến tốc độ bánh xe đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho xe ô tô khi vận hành. Cảm biến này đo tốc độ quay của từng bánh xe và cung cấp thông tin cho hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) và các hệ thống an toàn khác. Nếu bộ phận này bị lỗi sẽ gây ra nhiều vấn đề đáng lo ngại cho lái xe và người ngồi trên xe trong quá trình lưu thông. Vì vậy, việc bảo dưỡng, vệ sinh cảm biến thường xuyên là điều cần thiết. Công việc này tương đối đơn giản và bạn có thể tự thực hiện tại nhà theo các bước sau đây:

Chuẩn bị:

• Kích thủy lực.
• Cờ lê 10 (hoặc tuýp 10): Dùng để tháo bu lông cố định cảm biến đo tốc độ (có kích thước 10mm).
• Cần xiết lực: Dùng để siết chặt tắc kê bánh xe sau khi lắp lại, đảm bảo lực siết đúng tiêu chuẩn.
• Đội kê xe.
• Tuýp mở bánh.
• Khăn lau microfiber.

Cách vệ sinh:

• Bước 1: Tháo gỡ bánh xe: Bạn hãy đỗ ô tô trên nền phẳng, thoáng. Tiếp theo, dùng kích thủy lực để nâng bánh xe lên khỏi mặt đất và đặt xe lên trên con kê để đảm bảo an toàn. Hãy mở tất cả các tắc kê và tháo bánh xe ra khỏi xe. Hãy nhớ đánh lái hai bánh xe trước sang bên phía ghế lái để dễ dàng quan sát cảm biến. Đồng thời tạo không gian rộng rãi, thuận tiện để dễ vệ sinh, nhất là khi cần gỡ ABS để sửa chữa.
• Bước 2: Tháo cảm biến tốc độ: Xác định chính xác vị trí của cảm biến đo tốc độ trước khi tháo rời. Bộ phận này thường nằm tại hốc bánh xe hoặc hộp vi sai, tùy thiết kế của mỗi dòng xe ô tô. Khi đã nắm được vị trí, bạn chỉ cần tháo bu lông định vị dây cáp và dùng cờ lê 10 (hoặc tuýp 10) tháo bu lông phía chân cảm biến, nhấc cảm biến lên, dùng vít tách chân rồi tháo rời là được. Chú ý không tự ý kéo dây trong quá trình thực hiện bởi thao tác này có thể khiến hệ thống ABS bị hỏng.
• Bước 3: Vệ sinh cảm biến: Hãy dùng khăn microfiber mềm để vệ sinh, lau sạch các chi tiết. Hạn chế sử dụng hóa chất tẩy rửa mạnh. Nếu cần thiết, chỉ nên dùng các loại dung dịch vệ sinh chuyên dụng cho thiết bị điện tử và sử dụng một lượng nhỏ. Tránh để hóa chất tiếp xúc trực tiếp với các đầu nối điện hoặc lọt vào bên trong cảm biến. Sau khi vệ sinh bằng hóa chất (nếu có), cần lau khô hoàn toàn bằng khăn sạch. Hãy thao tác cẩn thận và nhẹ nhàng, tránh tác động lực mạnh có thể làm hỏng cảm biến hoặc các đầu nối điện. Nếu cảm biến bị hư hỏng, hệ thống ABS có thể hoạt động không chính xác hoặc ngừng hoạt động.
• Bước 4: Lắp lại cảm biến: Sau khi đã vệ sinh sạch sẽ, bạn hãy lắp đặt lại cảm biến vào đúng vị trí ban đầu. Tiếp theo, kiểm tra dây dẫn để đảm bảo bộ phận này không bị chèn ép hay bị căng. Sau cùng, hãy gắn lại bánh xe về vị trí cũ. Dùng cần xiết lực để siết chặt tắc kê bánh xe theo đúng lực siết quy định trong sách hướng dẫn sử dụng xe.

Lưu ý: Trong một số trường hợp, đèn báo ABS có thể vẫn sáng sau khi vệ sinh cảm biến. Điều này có thể do hệ thống cần thời gian để tự thiết lập lại hoặc xóa lỗi. Hãy lái xe một đoạn ngắn và kiểm tra xem đèn ABS có tắt không. Nếu đèn vẫn sáng sau khi lái xe một quãng đường hoặc sau khi khởi động lại xe nhiều lần, bạn nên kiểm tra lại các kết nối, đảm bảo cảm biến đã được lắp đúng vị trí và không bị hư hỏng. Nếu vẫn không khắc phục được, hãy đưa xe đến gara uy tín để được kiểm tra và xử lý chuyên nghiệp hơn.

Hình ảnh: Tiến hành tháo cảm biến và dùng khăn mềm lau chùi nhẹ

Cảm biến tốc độ là phần không thể thiếu giúp điều khiển phương tiện an toàn trong điều kiện đường trơn trượt hoặc cần phanh gấp. Do đó, các chủ xe cần lưu ý vệ sinh, các dấu hiệu lỗi và bảo dưỡng định kỳ nhằm phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng để có phương án xử lý kịp thời, giúp xe luôn hoạt động tốt và đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông. Hy vọng các thông tin được Auto Protech chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của cảm biến đo tốc độ xe ô tô.

Nếu bạn đang muốn học nghề ô tô để trở thành kỹ thuật viên sửa chữa ô tô chuyên nghiệp, hãy liên hệ ngay với Auto Protech theo số Hotline: 0902 717 312 để nhận tư vấn chi tiết nhé!

Tác giả: Hoàng Ngọc Phương