汽車的時速表為什麼不能精確顯示實際車速?

實際車速和儀錶盤速度直接的關係是怎樣的?為什麼不能精確顯示?


謝邀,簡答一下:

兩方面原因,

技術上,

碼錶的信號源於車輛半軸(輪軸)上的一台霍爾感測器(也有光電的),通過半軸轉速換算得出車輛行駛的線速度。所以速度是 轉速x理論輪徑 得出的,實際中輪圈更換,磨損都會影響到線速度。

另外一個原因:

《汽車用車速表》(GB15082-2008),車速表指示車速不得低於實際車速,指示車速與實際車速之間應滿足以下式:

0 ≤ 指示車速-實際車速 ≤ 實際車速/10 + 4km/h。

根據這個公式算出來,你的實際車速只會比顯示速度慢。

以上。


很簡單的問題但很有趣。手頭正好有可以測試的中級廉價量產車。還有一輛我自己的BBA德系。可以展示一些對比測試結果。

說測試結果前普及一些相關背景知識:
1. 儀錶顯示的車速是怎麼測到的?
整車上的車速數據來源有三個:一個是ESP通過車輪轉速計算的車速,這個已經考慮了輪胎尺寸和打滑等等因素,然後相應的車速計算結果會發到CAN通訊匯流排上,被其他控制器接收,其中也包括儀錶顯示。
另外兩個車速數據來源:分別是變速箱輸入軸轉速感測器,還有輸出軸轉速感測器,通過感測器布置的位置以及和車輪之間的轉速比可以間接計算出車速。但是這兩個速度信號一般不會發送到CAN匯流排上,只在變速箱控制系統內部使用,不會被儀錶顯示接收。
於是大多儀錶顯示車速的唯一來源是ESP發到CAN匯流排的車速信號。

2. 為什麼儀錶顯示的車速那麼不準?

其實並不是ESP計算的車速如此不準。因為感測器本身有精度問題,同時測量轉速也有誤差,那麼我們在不能確定感測器是否100%準確的情況下,為了保證駕駛員不會因為顯示錯誤而超速,只能人為對感測器測量的數據「作假」後輸出,保證最終的顯示結果在法規規定的可靠範圍內。前面也有很多人已經說到了,總結來說就是顯示的車速一定要比實際車速高,但是又不能高得離譜。舉例歐盟的規定如下:

1. The indicated speed must never be less than the actual speed, i.e. it should not be possible to inadvertently speed because of an incorrect speedometer reading.
2. The indicated speed must not be more than 110 percent of the true speed plus 4 km/h at specified test speeds. For example, at 80 km/h, the indicated speed must be no more than 92 km/h.

那麼問題就來了,比如用歐盟的規定,一輛實際跑在80km/h的車,儀錶顯示必須高於80,但是又不能高於92,這個給廠商留下了非常大的發揮餘地。也就是兩輛不同的車肩並肩跑在80km/h,其實有一輛顯示的是81,而另一輛可能顯示的是92。。。這不是坑爹呢么。。。

那麼問題又來了,到底哪些車會顯示81,哪些車會顯示92呢?無圖無真相,於是我做了如下的實驗:
1. 駕駛某款廉價量產車,根據儀錶分別勻速跑在10,20,60和80kph,於此同時我採集了CAN上的ESP車速信號。根據前面的解釋,儀錶顯示的是「作假」後的車速,而ESP車速暫且可以認為是相對準確的「真實」車速,結果如下:

儀錶顯示10kph左右的時候,CAN上採集到的實際車速大概在7kph. (省略截圖)

儀錶顯示20kph左右的時候,CAN上採集到的實際車速大概在17kph.(省略截圖)

儀錶顯示60kph左右的時候,CAN上採集到的實際車速大概在53kph.(省略截圖)

儀錶顯示80kph左右的時候,CAN上採集到的實際車速大概在71kph.(省略截圖)

考慮到儀錶並不是電子顯示,穩定車速的時候有人為誤差。
但是可以推斷的是這輛車使用的顯示車速演算法很可能就是實際車速 + 10% + 1-2kph,正好滿足類似的法規要求。
要麼就是簡單的分級添加絕對誤差: 低速顯示的時候加3-4kph, 高速段加7-9kph。

這種簡單粗暴的處理方式有的時候還是很坑爹的。設想你跑在限速10kph的地方,壓線跑其實也只跑在6-7kph左右,就是30%-40%的誤差。
尤其是在同時使用GPS的時候會讓人更加迷惑,限速60kph的路段根據GPS測速跑在60kph的時候,有可能儀錶顯示的已經是68kph了。到底該不該減速,會不會被超速抓拍???!!!此處應有問號臉。

那麼說好的對比測試,我自己的BBA會出現什麼狀況呢?因為我並沒有自己車的CAN設置,所以無法採集對應的ESP信號,用了一個曲線救國的解決方法。在我車上測試前先用一個GPS和前一輛測試車的ESP信號對應校準。發現GPS和前一輛車的ESP顯示一致,即GPS顯示的是真實車速。
安裝該GPS在我的BBA上,之後分別跑10kph,20kph,40kph和60kph穩定顯示車速,直接說結果:
車速表顯示車速均為GPS實際車速+1至+2,並沒有出現大幅偏移,或者根據不同高低車速的分級處理。

為什麼兩車會出現這麼大的差異,可以想像的主要原因之一是使用的ESP系統和感測器生產質量和精度不同,一些車無法做到同樣的精度控制。要麼就是這輛廉價車更保守,更注重安全嘍。。。
而從駕駛者的用戶體驗角度來說,必然是在符合法規前提條件下更精確顯示真實車速的後者更加符合用戶需求,更加高大上。

所以如果有一天,土豪的你開豪車和屌絲朋友的爛車同行自駕,不要責怪他跑得慢,其中的苦衷和隱情辣么大:

===========================

最後,如果你在專業上對車載控制軟體是怎麼設計和測試的感興趣,請關注我兩周後的 Live: 知乎 Live 入口 謝謝!


先給個答案吧,車速表肯定不能準確的顯示車速。

明天再來接著答!

=====================================================================

在正式寫回答之前我先鬱悶一下,這已經是我第四遍寫這個回答了,第一次是佔個樓,後面兩次都是用手機寫到一多半,然後就接個電話回個消息什麼的,然後就都沒了!

=====================================================================

汽車的車速表肯定不能準確的顯示車速!

很多人都提到了法規,法規就是法規,在這裡就不細說了,這裡我想說一說車速表上的車速是怎麼來的:

一般來說現在的汽車車速表上顯示的車速信息(並非直接測得,而是通過一系列的測量和計算得到的)都來自於CAN匯流排上,匯流排上的信號來自於ABS或者ESP(我也見過比較奇葩的,他們竟然讓EMS計算車速,再把信號傳到CAN上,其他系統再從CAN上讀車速信號,作為一個外行,我覺得這麼做也不太合適);

當然了,自動變速器也會計算一個車速,不過這個車速也只是在自動變速器不能從CAN上獲得信號的時候(比如ABS或ESP故障)仍然能夠使用自己測得的車速進行換擋;

ABS和ESP的車速是怎麼來的,是根據車輪的轉速算出來的;

車輪的轉速是怎麼來的,是根據輪速信號算出來的;

輪速信號是怎麼來的,是輪速感測器測出來的,車輪上每一個齒圈經過輪速感測器就會輸出一個對應的信號;

以前的輪速感測器都是磁電式的,輸出波形是正弦波,幅值隨著車速的上升而上升,然而ABS或者ESP的ECU不認識這個樣子的信號,所以這個信號經過放大和整形變成了方波,之後ECU就可以認識這個波形了,不過磁電式感測器還有一個問題,低速的輸出信號幅值太小,以至於車速很低的時候不能準確的測量;

現在的輪速感測器大部分都是霍爾式的了,輸出波形是定幅值的方波,最低可以測量1Hz的信號,車輪轉一圈會有四五十個齒經過感測器,測量低至1km/h的車速也木有問題;

輪速信號達到ABS或者ESP的ECU之後進行濾波等處理之後就可以計算車速了;

計算車速的一個必要的輸入條件就是車輪的滾動半徑,有了輪速信號我們只能知道車輪的轉速,起單位是rad/s,我們要的是速度,m/s,這中間就差了個車輪的滾動半徑(當然還有一個固定的係數),而車輪的滾動半徑其實是一個我們無論如何都不能準確得到的數值,它和胎壓、載荷、溫度、磨損和車速都有關係;

這幾個值裡面胎壓、載荷、溫度、磨損我都不知道怎麼來量化,只是直到胎壓越高滾動半徑越大,載荷越大滾動半徑越小,溫度越高滾動半徑約大(溫度升高對胎壓會產生影響),磨損越嚴重滾動半徑越小(其實磨損對滾動半徑的影響還是相對比較大的,一些歷程比較長而且不做輪胎換位的朋友們可以把你的車的驅動輪和非驅動輪拆下來放在一塊對比一下,所以每一萬公里還是應該做一下輪胎換位的,具體的換位方法也是有國標的);

這裡唯一可以量化一下的是車速的影響,德國橡膠工業協會(好像是這個名字吧)給了個經驗公式,以60km/h的車輪滾動半徑作為標準,實際車速和60km/h做差,以該差值的萬分之一對車輪滾動半徑做修正,車速高於60km/h就加,小於60km/h就減,當然,前提是其他幾個條件不變;

另外車速的計算也不像大家想像的那麼簡單,車速計算和路面附著係數的識別其實都是比較關鍵的技術;

為什麼說車速的計算不簡單吶,主要是因為汽車行駛過程中的工況太複雜了,驅動的時候驅動輪可能會滑轉,制動的時候車輪可能會抱死,轉彎的時候四個車輪對應的轉彎半徑都不一樣,如果還發生了側滑就更複雜了,再複雜一點的比如在彎道驅動輪滑轉或者彎道制動車輪抱死等等;

而以上這些工況很有可能需要準確的車速作為輸入進行相應的控制(比如TCS,ABS,ESP),比如驅動輪打滑的時候就不能基於驅動輪的輪速計算車速了,這樣算出來的車速肯定偏快,再比如制動的時候如果有車輪抱死(即使不抱死也會滑移)也不能基於輪速計算車速,這樣算出來的車速肯定偏慢;

教科書上介紹過基於邏輯門限值的車速計算方法,當車輛制動時(也要採集制動信號),如果車輛的減速度低於某一值,則將這一時刻定為起始時刻,基於當前的車速和車輪減速度計算下一時刻的車速,下一時刻再進行相應的計算,感興趣的朋友可以查一查專業的文獻,做這方面研究的應該還不少,總之控制中使用的車速都是經過一些特定的演算法得來的;

如果想相對準確的得到車速還是應該藉助一些專用設備,比如V-BOX(GPS),光電式的車速感測器,五輪儀,這些也只是相對準確,準確的車速到底是多少,誰知道吶!?

目前就想到這些,後續想起來再補充吧,不對的地方請指正,謝謝!


在某省級計量院力學所做速度檢測的表示,儀錶盤確實會高10%左右,在很多車上都試驗過,採用奇士樂速度計(德國的產的,誤差3‰,在國家院溯源檢定)對比。

跟交警聊過這個問題,他們說是廠家出於安全和自身法律風險的考慮。


先想想為什麼要精確的顯示呢?

駕駛員對時速信息的需求是為了知道自己大致開得多快,以及是不是超速了。

基於這兩點基本要求,所以國標規定0 ≤ 指示車速-實際車速 ≤ 實際車速/10 + 4km/h。

也就是說,無論你怎麼開,只要攝像頭拍下你超速了,此時你時速表上一定是超速了的。

我相信作為駕駛員不用精確到小數點後兩位的時速吧?就算只能精確到1千米每小時,又有什麼實際意義呢?畢竟對駕駛員來說,開79和開80根本感覺不到差別嘛~但是開80和開75感覺就稍微明顯一點了。


汽車測速主要有兩種方式,一是利用ABS上的感測器,測量輪胎的轉動角速度;

二是把轉子連接到變速箱的輸出主軸上,通過感測器計算主軸的旋轉角速度,再結合車輪半徑算出時速。所以時速都是算出來的,時速表顯示的不是真實速度。改過輪胎大小,誤差會更大。

有時,車速表顯示的明明超速了,但事後沒收到罰單,還有時導航顯示車速和車速表不一樣。別擔心,這不是車速表出了問題,而是表顯車速和實際車速確實有差距。那麼車速表顯示的數字是高是低?又是什麼原因導致的?今天車學院就給大家解釋解釋。

國家還規定,時速表顯示的速度不能比實際車速慢。假如你的實際車速是100km/h,車速表顯示的應該在100到114km/h之間。

GPS更接近實際車速,但GPS是區間移動測速,勻速行駛時比較准,瞬間加減速時會有誤差。

總之為了安全還是不要超速,欲速則不達,平安達天下啊


汽車的時速表是可以精確的顯示實際車速的。

但是所有的車都是實際速度小於碼速表。

這麼做的根本原因不是技術問題,而是涉及到你的安全問題廠家故意這麼調的。


大眾的車載系統裡面隱藏著一個調試頁面,裡面能夠真實的顯示車速,還有渦輪壓力油溫水溫等等,比儀錶盤上的機械顯示更精確也更全面,可以去找4S給你刷出來,不過貌似要使用原裝主機。。。

我自己後來換了一個導航,結果那個界面就找不出來了。。

然後說原因:無非就是不讓你去超速罷了,再說了,在國內的高速條件下,即使表上120公里,實際時速也有112左右了,真心不慢了。。。

而且部分區域高速測速是不準的,原因你曉得。。。

真的需要精確的時速,那還是需要專業設備的,自己開車沒必要用那玩意。。

哦,高贊回答,那個BBA和神馬廉價爛車的對比。。。

呵呵。。。

得多無聊開著車要高速上並排行駛還互相告知對方我的轉速表顯示數據的?

那樣裝逼真的好嗎?


其實重點是法規要求,所以贊的 @星光不落影 的答案,乘用車不了解,商用車一般用的變速箱速出軸上的感測器,感測器信號到CAN線上的車速的計算過程是用傳動系的理論比值。(理論比值會因為實際輪胎胎壓,磨損,傳動系其他磨損公差等產生一個誤差)(這個計算在車上的幾個站點都能實現,具體用誰算,看車輛配置和廠家習慣)

車輛配置不同這個比值會變,有的廠用同一種感測器刷寫不同比值來實現車輛配置改變,有的廠所有車用同一比值和不同的感測器來實現車輛配置的改變。

由於商用車大多有行駛記錄儀(類似飛機黑匣子,不是攝像頭,也是法規要求)來獲得GPS信號,所以現在新的演算法會把感測器信號和GPS車速加權計算,得到一個非常準確而又略高於實際車速的CAN車速。(實際還有很多商用車是沒用gps信號直接計算的)

CAN車速在儀錶上顯示時,有的儀錶會直接顯示,有的儀錶卻會再提高一點顯示,再考慮到駕駛員的視角誤差,所以儀錶車速和實際車速是肯定有誤差的,但誤差多少是可控的。


然而窮屌也沒那麼好糊弄。

在這個信息技術泛濫的年代,各種中高精度gps泛濫,即便普通手機配合各種gps軟體都能精確測速所以車上的碼錶只是個參照罷了。

另外並不是某人說的高級車超速顯示餘量小、低級車餘量大。實測某鄰國偏低端車時速100公里時誤差只有4公里不到


樓上的答主其實說的很清楚了,時速表的數值大於實際車速其實是國家規定。而且在樓上的朋友把國標的發出來了。

可能要問了,為什麼要這麼規定呢?其實是主要為了駕駛安全。你要知道時速表並不是真正意義上的瞬時車速,從感測器得出數據到顯示在時速表上中間是有延時的。在高速的時候,如果時速表的數值和車速一致,而且你不改變操作的話,那麼就實際車速是大於時速表數值的。是不是更容易發生危險?

這也就是有時在雷達測速,這個測的就是你通過雷達時的瞬時車速,限速70,你時速表上顯示75都不會超速的原因。

在理想的狀態下,時刻表是可以做到與實際車速大致相等的。因為實際情況往往會有各種誤差產生,所以為了安全,選擇了實際車速小於時刻表車速,而不是大於。


十多年前就用gps測過車速,大眾豐田賓士日產都有誤差,一百時速的時候一般是3-6kph的差,但是飛度和雅閣沒有,所以我一直以為本田是沒有設定誤差的,不過今年小舅子買了輛飛度測了一下,有4kph的誤差,可能本田近幾年修正了這個設定


貌似還有個顯示加值的說法?說你的時速表比實際車速會快10%以「壓低」你的真實車速的

借這個地方也求證下真偽


GB15082汽車車速表標準規定:
車速表指示車速不得低於實際車速,其指示車速與實際車速之間應符合下列關係式:
0≤V1一V2≤V2/10+4 km/h
式中:V1是指示車速,km/h;V2是實際車速,km/h。
這種問題其實百度一搜多的是啊。
其實這個區間範圍還是蠻大的,所以給了眾多主機廠和儀錶供應商很大的發揮空間。國家是從安全形度如此規定,但是主機廠面對的是消費者啊,在滿足國標要求前提下,肯定要儘可能滿足消費者的需求。而消費者的訴求就是准,儘可能准,否則就可能出現和_@一個kebab回答中出現的限速區不知道該不該減速似的尷尬事件。然後就簡單了,各主機廠根據自己的技術實力嘗試從正方向無限趨近實際車速到永遠不敢達到實際車速。國外豪車有可能做到正誤差為1或2或者更趨近實際車速,國內某些以國標為最高標準的公司就( ; _ ; )/~~~


技術都是一樣的,關鍵原因在於原配輪胎時,廠家是否絕對認真負責。我的車是沒有誤差的,當然我一直堅持使用原裝型號輪胎,包括花紋型號


其實從法規來說,官方是允許車速有誤差的,而且表顯肯定偏大。

不然會有如下場景:

車主:我哪超速了啊?

交警:限速100的路你開120是幾個意思?

車主:啊?我車裡明明是100碼啊。

表顯也不能偏大得太大,不然會:

車主:我哪違章了啊?

交警:最低限速60的路你開40是幾個意思?

車主:啊?我車裡明明是60碼啊。

這兩種情況都會給交警判罰帶來影響。

表顯偏大可以保證當交警檢查到超速時,表顯肯定也是超速,沒有模稜兩可的情況。

即便車速測量能夠很精確,實際也不會精確顯示。我自己的車表顯128的時候GPS速度是120,後來開了幾輛車友同型號的車,都是同樣的情況,似乎說明了官方有意調大了表顯。

當然,樣本太少,只是我自己的猜測。


儀錶供應商直接回答你顯示車速和實際車速的關係,其實是有個經驗公式來計算的。

針對公制單位,

顯示車速=實際車速×1.03+2.5km/h(實際車速高於60km/h按此公式,低於此值顯示車速等於實際車速),這裡實際車速來源有兩種方式。

一種直接來自於ESP發來的CAN信號;另一種來自於PWM,儀錶根據不斷採集的PWM頻率來計算當前車速。


事實上,目前量產車上得不到實時的車速。儀錶盤上顯示的車速是安裝在傳動系統上某一級的轉速感測器,一般為霍爾轉速感測器,然後經過傳動比換算得到車速顯示在儀錶盤上。然而由於輪胎半徑偏差以及輪胎與路面的滑移或者滑轉,儀錶盤上的車速永遠是不準的,特別是在5km/h一下。

在汽車試驗中,為了得到精確的車速,以往會使用五輪儀,對路面要求比較高。

在汽車的ABS、ESP、TCS等等系統,都需要精確的,或者說精度高的車速,於是高數老師告訴工程師,通過加速度積分就可以得到速度了嘛!加速度感測器精度高,種類繁多,於是就通過加速度積分得到車速提供給控制單元進行車輛控制。

不過話說,精確實時車速對駕駛員的意義很大嗎?


首先要了解車速是怎麼算的:

在不考慮打滑的情況下,車速與車輪轉速和車輪有效半徑的乘積成正比。(忽略單位)

車輪轉速由安裝在輪上的轉速感測器獲得。姑且可以認為準確。

靈活度基本在有效半徑上了。所謂有效半徑,就是軸心到地面的實際距離。

那麼問題來了:

今天車上坐了兩個胖子,有效半徑會變小。

明天天熱了,胎壓升高,有效半徑變大。

後天換了冬胎,有效半徑會變。

兩年後輪胎磨損比較嚴重,有效半徑又會變小。

有效半徑會隨邊界條件改變,且不易測量。所以在計算的時候便會用一個定值來取代有效半徑。

這就是這樣計算車速的局限。

那麼為什麼還要這麼算呢?

因為這是在可接受精度下,計算車速最簡單可靠的辦法。

以上。


現在汽車的速度測量,都是測量變速器主軸或者車輪的旋轉角速度,然後通過計算,算出車輪接地位置的線速度,也就是儀錶盤上的車速了。。。。就是說,用車輪邊緣的線速度來代替表示車速。一旦車輪打滑,那麼儀錶盤顯示的速度就不準了。


推薦閱讀:

新款艾瑞澤和帝豪gl哪個好?
大眾車隱藏功能?
奧迪Q3與Q5有啥區別?
關於cvt變速箱的可靠性問題?

TAG:汽車 | 汽車行業 | 汽車製造 | 駕駛 |