Tổng hợp các loại cảm biến trên ô tô phổ biến nhất

Để giám sát điều khiển và nâng cao hiệu quả làm việc, các nhà sản xuất đã nghiên cứu và lắp đặt nhiều thiết bị dò tìm trên xe. Dưới đây là danh sách các tên và vị trí cảm biến ô tô phổ biến hiện nay:

Hệ thống các loại cảm biến động cơ ô tô

Hệ thống cảm biến này trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ đảm bảo xe vận hành êm ái đồng thời tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, các cảm biến này còn có khả năng kiểm soát lượng khí thải theo đúng tiêu chuẩn, bảo vệ môi trường. Các loại cảm biến động cơ bao gồm:

Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) là một trong hai cảm biến quan trọng trong động cơ, thường được đặt gần puli trục khuỷu hoặc dưới bánh đà. Có bốn loại cảm biến CKP: cảm biến điện cảm, cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến từ điện trở và cảm biến quang học.

Cảm biến vị trí trục khuỷu là một trong 2 cảm biến quan trọng của động cơ (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến trục khuỷu có nhiệm vụ xác định tốc độ động cơ và vị trí piston, sau đó gửi tín hiệu về ECU. Kết hợp với tín hiệu trục cam, bộ điều khiển có thể nhận biết vị trí pít-tông và van để điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa cho các xi-lanh phù hợp.

Cảm biến này bị lỗi hoặc hư hỏng sẽ ảnh hưởng đến khả năng vận hành của động cơ như khó khởi động, tốc độ hoặc gia tốc không ổn định, rung lắc bất thường do đánh lửa không đúng cách, tiêu hao nhiên liệu. Tệ nhất, chiếc xe sẽ không thể khởi động.

Cảm biến vị trí trục cam

Trong số các cảm biến trên ô tô, ngoài cảm biến trục khuỷu CKP thì cảm biến vị trí trục cam (CPS) cũng đóng vai trò rất quan trọng và không thể thiếu trên ô tô. Loại cảm biến này thường được lắp ở phía trên của vỏ xi lanh hoặc vỏ trục cam. Có hai loại cảm biến CPS chính: cảm biến hiệu ứng điện từ và cảm biến quang học.

Cảm biến trục cam kiểm soát thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu lý tưởng (Nguồn: Sưu tầm)

Chức năng của cảm biến vị trí trục cam là xác định chính xác vị trí của trục cam hoặc van và gửi tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm ECU. ECU sẽ phân tích dữ liệu để xác định điểm chết trên của động cơ 1 hoặc các động cơ khác, từ đó tính toán thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu phù hợp.

Cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu thường hoạt động song song để giúp ECU tính toán thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa tối ưu cho động cơ.

Cảm biến CPS bị lỗi có thể khiến động cơ khó khởi động hoặc không khởi động được, tốc độ không đều, giảm công suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu…

Khi cảm biến này bị lỗi, đèn Check Engine sẽ sáng để cảnh báo người lái xe nên đưa xe đến trung tâm sửa chữa ô tô để kiểm tra.

Cảm biến kích nổ

Về cơ bản, Knock Sensor là thiết bị “nghe” có khả năng phát hiện các rung động và âm thanh bất thường phát ra từ động cơ. Do đó, nó còn được gọi là cảm biến tiếng gõ KNK.

Cảm biến KNK có hình dạng như một chiếc bu-lông, thường nằm dưới đường ống nạp, đầu xi-lanh trên thân động cơ. Thông thường ô tô sẽ có 1 cảm biến tiếng gõ, nhưng ở những siêu xe sử dụng động cơ V6 hoặc V8 sẽ có 1-2 cảm biến tiếng gõ ở mỗi nhánh của động cơ.

Cảm biến kích nổ giúp phát hiện và ngăn ngừa hiện tượng kích nổ sớm (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến kích nổ phát hiện và khắc phục hiện tượng kích nổ sớm có thể gây hại cho các chi tiết máy động cơ, đảm bảo động cơ luôn chạy ổn định.

Để làm được điều này, cảm biến tiếng gõ KNK sẽ ghi lại các rung động và âm thanh phát ra từ lốc máy, chuyển chúng thành tín hiệu điện từ và gửi đến bộ điều khiển ECU. Sau đó, hệ thống điều khiển trung tâm sẽ đánh giá dữ liệu và điều chỉnh thời điểm đánh lửa để ngăn ngừa kích nổ. Trong một số trường hợp, máy tính có thể ra lệnh dừng một phần động cơ để hạn chế thiệt hại về vật chất.

Cảm biến tiếng gõ bị lỗi, hư hỏng là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng tiếng gõ ô tô, gây hư hỏng động cơ. Nếu không khắc phục kịp thời, pít-tông và xi-lanh có thể bị cong, gãy, hiệu quả hoạt động giảm do nhiên liệu bị đốt cháy sớm.

Thông thường, khi cảm biến KNK bị lỗi, đèn Check Engine sẽ sáng để cảnh báo người lái.

Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) thường nằm ở trục trên của thân bướm ga. Cảm biến sử dụng trên ô tô hiện nay nói chung là loại không tiếp điểm, trong đó có 3 loại chính: Cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến điện cảm và cảm biến điện trở.

Mô hình cảm biến vị trí bướm ga trên ô tô (Nguồn: Sưu tầm)

TPS có nhiệm vụ đo góc mở cũng như vị trí của bướm ga để truyền tín hiệu về ECU. Từ đó, ECU sẽ đánh giá dữ liệu để tính toán mức tải của động cơ và điều chỉnh thời điểm cũng như lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt sao cho tối ưu nhất.

Cảm biến này còn được hệ thống kiểm soát lực kéo sử dụng để tự động điều chỉnh góc mở bướm ga, bù ga khi không tải hay kiểm soát quá trình sang số (với xe số tự động) nhằm mang lại khả năng vận hành ổn định.

Cảm biến vị trí bướm ga bị lỗi có thể gây ra tốc độ không tải không ổn định, khả năng tăng tốc kém, tăng mức tiêu thụ nhiên liệu và gây ra nồng độ CO và HC cao trong khí thải.

Cảm biến khí nạp

Cảm biến khí nạp là cảm biến trong ô tô ghi lại và gửi tín hiệu liên quan đến lượng không khí được đưa vào động cơ, chẳng hạn như tốc độ dòng chảy, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, v.v.

Hiện nay, có 3 loại cảm biến khí nạp phổ biến được phân loại theo chức năng bao gồm:

– Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) cũng là một cảm biến vô cùng quan trọng đối với hệ thống điều khiển động cơ ô tô. Cảm biến này thường được lắp ở vị trí trên đường gió đi từ lọc gió đến bộ phận điều khiển bướm ga.

Có hai loại cảm biến MAF chính:

– Cảm biến khối lượng khí nạp: loại dây nóng

– Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: kiểu cánh, kiểu xoáy quang học Karman.

Trong đó, loại nong wire rất được ưa chuộng do gọn nhẹ, độ bền cao và độ chính xác cao hơn.

Cảm biến lưu lượng khí nạp MAF tiết kiệm nhiên liệu cho ô tô (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến MAF đo lượng không khí đi vào buồng đốt và truyền dữ liệu về ECU. ECU sẽ tính toán để tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu và điều chỉnh góc đánh lửa nhằm nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu.

Cảm biến khí nạp bị lỗi hoặc hư hỏng sẽ khiến động cơ chạy thất thường, kém công suất và tiêu hao nhiên liệu. Trong những trường hợp nghiêm trọng nhất, chiếc xe có thể chết máy. Khi xảy ra lỗi, đèn Check Engine sẽ nhấp nháy hoặc bật sáng để cảnh báo người lái xe.

– Cảm biến áp suất khí nạp

Cảm biến áp suất (MAP – Manifold Air Pressure) được gắn bên trong vỏ lọc gió hoặc ống nạp động cơ.

Cảm biến áp suất khí nạp tối ưu hóa nhiên liệu trong quá trình tăng tốc, nhả ga… (Nguồn: Sưu tầm)

Nhiệm vụ của cảm biến MAP là đăng ký và truyền tín hiệu về áp suất chân không trong khí nạp dưới dạng điện áp hoặc tần số đến ECU. Bộ xử lý trung tâm tính toán lượng nhiên liệu chính xác để cung cấp cho buồng đốt.

Chẳng hạn khi xe chạy không tải hoặc nhả ga, độ chân không giảm, lượng nhiên liệu vào buồng đốt cũng giảm. Khi tải nặng hoặc khi tăng tốc, áp suất chân không tăng khiến lượng nhiên liệu nạp vào tăng.

Cảm biến MAP bị lỗi có thể dẫn đến công suất động cơ thấp, tiếng nổ thất thường, mức tiêu thụ nhiên liệu cao và nồng độ CO và HC cao trong khí thải. Khi cảm biến này bị lỗi, đèn Check Engine sẽ sáng.

– Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) là một trong những loại cảm biến nhiệt độ trên ô tô, thường được bố trí cùng với MAF và MAP, bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp MAF hoặc bố trí bên ngoài gần bầu lọc gió.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp IAT giúp duy trì tỷ lệ hòa khí lý tưởng (Nguồn: Sưu tầm)

Chức năng của cảm biến IAT là đo nhiệt độ khí nạp và gửi tín hiệu về hệ thống điều khiển. ECU tính toán độ giãn nở, khối lượng và thể tích của không khí, sau đó điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào để đảm bảo tỷ lệ hòa khí lý tưởng trong buồng đốt. Do đó, cảm biến này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu.

Xe bị lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp dẫn đến tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn, nồng độ CO và HC trong khí thải vượt quá tiêu chuẩn, ảnh hưởng đến môi trường.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ (ECT) thường được lắp đặt trên thân động cơ gần bộ điều nhiệt và tiếp xúc với chất làm mát.

Cảm biến ECT kết nối với PCM hoặc máy tính động cơ (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến này có nhiệm vụ đo nhiệt độ nước làm mát động cơ và truyền tín hiệu về ECU. Hệ thống điều khiển ECU sẽ điều chỉnh góc đánh lửa sớm, thời điểm phun nhiên liệu, điều khiển quạt làm mát và tốc độ không tải, và điều khiển sang số. Nhờ đó, hiệu suất động cơ được cải thiện, xe chạy ổn định hơn.

Ngoài ra, tín hiệu từ ECT còn được sử dụng để điều khiển khí xả, điều khiển hệ thống phun xăng và vận hành quạt làm mát. Ở một số dòng xe, khi cảm biến phát hiện nhiệt độ nước làm mát quá cao, xe sẽ tự động ngắt động cơ điều hòa.

Nếu cảm biến này bị lỗi, động cơ sẽ khó khởi động, mức tiêu hao nhiên liệu tăng và chất lượng khí thải cũng vượt quá tiêu chuẩn.

Cảm biến oxy

Cảm biến oxy là một thiết bị điện tử thường được gắn trên ống xả, tiếp xúc với dòng khí thải từ động cơ ô tô. Ngày nay, khi các tiêu chuẩn về khí thải của xe cơ giới ngày càng khắt khe, nó đã trở thành một trong những loại cảm biến trên ô tô được các hãng xe chú trọng.

Cảm biến oxy trên ô tô giúp giám sát chất lượng nhiên liệu và khí thải (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến được sử dụng để đo lượng oxy dư thừa trong khí thải và gửi tín hiệu đến ECU. Hệ thống điều khiển sẽ đánh giá nồng độ oxy để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào sao cho tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí là tối ưu.

Ngoài ra, ECU có thể mở rộng nguồn cung cấp nhiên liệu để giảm nồng độ một số hóa chất trong khí thải như COx, NOx, SOx… nhằm bảo vệ môi trường không khí.

Nếu không lắp cảm biến oxy hoặc cảm biến này bị lỗi thì khả năng vận hành của xe sẽ bị ảnh hưởng như tốc độ không tải không ổn định, khó tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu hoặc khí thải động cơ vượt quá giới hạn cho phép. .

Hệ thống các cảm biến trên ô tô điều khiển vận hành

Khác với hệ thống cảm biến động cơ có chức năng chính là tối ưu nhiên liệu và tiết kiệm nhiên liệu, hệ thống cảm biến kiểm soát vận hành tập trung vào việc cải thiện trải nghiệm lái. Các cảm biến trên ô tô có khả năng hỗ trợ điều khiển hoạt động bao gồm:

Cảm biến tốc độ bánh xe (WSS)

Cảm biến tốc độ bánh xe (WSS) là một thiết bị điện tử dùng để đo tốc độ quay của bánh xe. Cảm biến này có thể được đặt ở đồng hồ đo quãng đường, ở đầu ra hộp số hoặc được tích hợp vào cảm biến tốc độ ở đầu ra hộp số.

Có 4 loại cảm biến WSS: cảm biến công tắc sậy, cảm biến quang học, cảm biến điện từ và phần tử hỗ trợ từ tính (MRE).

Cách thức hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe WSS (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến tốc độ xe thường bao gồm 4 cảm biến đo tốc độ của 4 bánh xe và chuyển tiếp thông tin về ECU. Kết hợp với tín hiệu từ các loại cảm biến khác trên xe, hệ thống ECU sẽ phân tích dữ liệu để:

– Kiểm soát hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) để giảm thiểu khả năng bị trượt bánh khi giảm tốc hoặc phanh đột ngột.

– Hệ thống kiểm soát lực kéo (TCS) giúp kiểm soát lực kéo khi xe tăng tốc mạnh hoặc vào cua.

– Hệ thống cân bằng điện tử (ESC) giúp xe luôn cân bằng trong mọi tình huống, ngăn ngừa hiện tượng mất lái giúp người lái kiểm soát vô lăng tốt hơn.

Ngoài ra, WSS có thể nhận biết tốc độ xe, quãng đường đã đi (km) theo thời gian thực và hiển thị trên đồng hồ đo quãng đường. Người lái xe có thể dựa vào đó để kiểm soát tốc độ và lộ trình lái xe.

Cảm biến tốc độ bánh xe bị lỗi có thể ảnh hưởng đến hoạt động của một số hệ thống trên xe, đặc biệt là hệ thống an ninh, khiến người lái khó kiểm soát.

Cảm biến áp suất lốp

Hệ thống Giám sát Áp suất Lốp (TPMS) là một thiết bị điện tử được thiết kế để theo dõi áp suất bên trong lốp. Hiện nay, có 2 loại cảm biến áp suất lốp là TMMS trực tiếp và TPMS gián tiếp. Trong đó, TPMS gắn trực tiếp trong van của xe 4 bánh được sử dụng phổ biến do cấu tạo đơn giản và độ chính xác cao.

Cảm biến áp suất lốp ô tô thường được lắp bên trong van bánh xe (Nguồn: Sưu tầm)

TPMS có nhiệm vụ cung cấp thông tin toàn diện về áp suất và nhiệt độ của từng lốp theo thời gian thực và hiển thị trên màn hình bên trong khoang lái. Nhờ đó, người lái có thể biết được tình trạng thực tế của lốp để có phương án kiểm tra, sửa chữa và thay thế kịp thời khi bị xì hơi, thủng, tránh tình trạng mất kiểm soát đột ngột do áp suất lốp quá cao mà nổ.

Xe không được lắp hoặc cảm biến áp suất lốp bị lỗi khiến người lái khó kiểm tra tình trạng lốp. Vì vậy, việc kiểm tra áp suất lốp là vô cùng quan trọng. Thậm chí, ở một số quốc gia, hệ thống giám sát áp suất lốp là tiêu chuẩn bắt buộc khi kiểm định xe.

Cảm biến hộp số

Loại cảm biến này thường được lắp trên xe sử dụng hộp số tự động (AT). Cảm biến bao gồm cảm biến tốc độ đầu vào (ISS – Input Speed Sensor) và cảm biến tốc độ đầu ra (OSS – Output Speed Sensor) cùng hoạt động.

Cảm biến hộp số có chức năng ghi tốc độ đầu vào và đầu ra (Nguồn: Sưu tầm)

Các cảm biến hộp số đăng ký tốc độ đầu vào và đầu ra của hộp số để cung cấp dữ liệu chính xác cho mô-đun điều khiển hệ thống truyền động (PCM). Từ đó, hệ thống sẽ tính toán và lựa chọn tỷ số truyền phù hợp, đồng thời điều chỉnh áp suất dầu, đóng mở các van điện từ để chuyển số mượt mà hơn.

Nếu một hoặc cả hai cảm biến hộp số bị lỗi, việc chuyển số có thể không chính xác hoặc trơn tru. Kiểm soát hành trình cũng bị ảnh hưởng.

Cảm biến báo mòn má phanh

Đây là một hoặc nhiều dây cảm biến được lắp trên má phanh, riêng lẻ hoặc tích hợp, để hỗ trợ hệ thống phanh của xe. Loại cảm biến này không được trang bị trên tất cả các dòng máy mà chỉ có trên một số dòng máy cao cấp nhất định.

Trang bị cảm biến mòn má phanh giúp nâng cao độ an toàn cho xe (Nguồn: Sưu tầm)

Cảm biến mòn theo dõi và nhận biết độ mòn của má phanh và truyền dữ liệu về ECU để hệ thống điều khiển đưa ra cảnh báo cho người lái. Khi nhận được tín hiệu đèn báo, người lái nên đưa xe đến trung tâm sửa chữa để được kiểm tra và thay thế kịp thời nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành.

Không phải là cảm biến bắt buộc nhưng cũng thực sự cần thiết, bởi má phanh mòn nếu không được sửa chữa, thay thế kịp thời có thể dẫn đến mất an toàn khi tham gia giao thông.

Tên các loại cảm biến khác trên ô tô

Ngoài những loại cảm biến khá phổ biến kể trên, một số loại cảm biến khác cũng giúp cải thiện hiệu suất vận hành, nâng cao trải nghiệm và đảm bảo an toàn cho người lái.

Cảm biến nhiên liệu còn lại trong bình

Cảm biến nhiên liệu là một thiết bị được lắp đặt trong bình xăng của ô tô để đo lượng xăng theo thời gian thực và truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển. Kết hợp với giám sát hành trình, hệ thống có thể phát hiện những thất thoát nhiên liệu bất thường.

Loại cảm biến này rất phù hợp với các công ty vận tải vì nó cho phép kiểm soát khá tốt mức tiêu hao nhiên liệu.

Cảm biến lùi (cảm biến khoảng cách)

Cảm biến lùi hay còn gọi là cảm biến khoảng cách hay cảm biến hỗ trợ đỗ xe là tính năng an toàn giúp người lái hạn chế va chạm khi lùi hoặc đỗ xe.

Cảm biến lùi hay cảm biến khoảng cách giúp hạn chế va chạm khi đỗ xe (Nguồn: Collecté)

Cảm biến này có 2 loại là cảm biến siêu âm và cảm biến điện từ, có chức năng phát hiện chướng ngại vật và phát ra âm thanh cảnh báo giúp người lái phanh hoặc đánh lái kịp thời, tránh va chạm.

Cảm biến áp suất bình chứa dầu (hệ thống ABS và trợ lực lái điện)

Cảm biến này hay còn gọi là cảm biến áp suất dầu phanh, được sử dụng phổ biến trong hệ thống chống bó cứng phanh ABS và trợ lực lái điện.

Cảm biến này có nhiệm vụ phát hiện sự chênh lệch áp suất trong hệ thống thủy lực và gửi cảnh báo lỗi cho người lái. Cảm biến áp suất dầu phanh giúp ngăn ngừa hiện tượng mất phanh, hỏng hệ thống phanh dẫn đến mất kiểm soát, xe bị lật.

Cảm biến vị trí bàn đạp ga và phanh

Cảm biến vị trí chân ga và chân phanh có cấu tạo khá giống với cảm biến chân ga, thường nằm ở cụm bàn đạp ga.

Cảm biến vị trí chân ga hỗ trợ tăng tốc cho động cơ xe (Nguồn: Sưu tầm)

Khi người lái nhấn ga, cảm biến này có nhiệm vụ đo độ mở của chân ga và gửi tín hiệu về máy tính. Sau khi phân tích dữ liệu, ECU sẽ điều khiển mô tơ bướm ga, điều chỉnh mức nhiên liệu phun vào, kiểm soát thời điểm chuyển số giúp tăng tốc động cơ.

Cảm biến túi khí trước

Cảm biến túi khí trước là một bộ phận của hệ thống túi khí, có chức năng ghi nhận chính xác lực tác động khi xảy ra tai nạn và gửi tín hiệu về bộ điều khiển ECU. Hệ thống kiểm soát chính sẽ đánh giá mức độ va chạm, nếu vượt ngưỡng tiêu chuẩn sẽ ngay lập tức kích hoạt túi khí để bảo vệ an toàn cho người ngồi trong xe.

Cảm biến quang cho hệ thống đèn pha tự động

Đây là một phần của hệ thống đèn pha tự động, có nhiệm vụ nhận biết điều kiện ánh sáng xung quanh phương tiện đang đi qua. Bộ điều khiển ECU của hệ thống đèn sẽ tiếp nhận thông tin và kích hoạt, điều chỉnh độ sáng và góc chiếu sáng lý tưởng. Nhờ đó, hệ thống có thể mang đến sự an toàn khi xe vận hành trong điều kiện thiếu sáng.

Vì vậy các loại cảm biến trên ô tô đều có chức năng kiểm soát hoạt động của động cơ và hỗ trợ điều khiển nhằm nâng cao hiệu suất làm việc, tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thải độc hại và tăng tính an toàn. Một số loại cảm biến là bắt buộc, nhưng một số là tùy chọn. Các nhà sản xuất ô tô và chủ xe có thể cân nhắc và lựa chọn các loại cảm biến phù hợp với thiết kế, nhu cầu và mục đích sử dụng của mình.