Protiblokovací brzdové systémy. Kontrola trakce. Elektronické řízení stability. Skvělé bezpečnostní vylepšení, ale žádné z nich by nemohlo existovat bez snímačů rychlosti kol. Dokonce i systémy posilovače řízení s proměnnou výškou a variabilní světlé výšky částečně spoléhají na informace ze snímačů rychlosti kol.
Existují dva základní typy snímačů rychlosti kol, magnetické snímače a snímače Hallova jevu, které se v posledních letech staly populárnějšími.
Vzhledem k tomu, že vozidla používají multiplexování CAN (controller area network), informace snímače rychlosti kola jsou často integrovány s informacemi snímače rychlosti vozidla pro ovládání různých systémů.
Spolu se vstupem akcelerometru jsou informace o rychlosti kola zásadní pro kontrolu stability. Dokonce i některá vozidla bez protiblokovacích brzdových systémů (ABS) budou používat snímače rychlosti kol jako vstup rychlosti vozidla pro řídicí modul motoru a řídicí modul převodovky.
Tradiční snímač rychlosti kola se skládá z tónového kolečka (někdy nazývaného spouštěcí kolečko) a magnetického snímače. Uvnitř samotného senzoru je permanentní magnet obklopený cívkou měděného drátu.
Magnetické pole se mění při průchodu zubů tone wheel a vytváří střídavé napětí (AC) signalizující změny frekvence i síly na základě rychlosti. Je to typická sinusovka. Senzor má dva vodiče: zem a signál.
Tento typ snímače rychlosti kola se někdy nazývá pasivní snímač, protože k němu není přiváděna žádná energie.
Magnetický snímač rychlosti kola nezačne fungovat, dokud vozidlo nepojede rychlostí přibližně 5 mph nebo rychleji.
Tónové kolečko může být namontováno na nápravě, brzdovém rotoru, bubnu nebo kloubu s konstantní rychlostí.
Senzor je stacionární. Mezera mezi těmito dvěma je kritická a ačkoli některé senzory mohou být upraveny, většina z nich ne. K měření mezery potřebujete neželezný (mosazný) spároměr. Pokud je mimo specifikace, je obvykle nutné vyměnit tónové kolečko nebo snímač rychlosti kola. Opotřebený, prasklý nebo zdeformovaný tónový kroužek nevydá použitelný signál.
I malá tříska v tónovém kolečku může způsobit problémy, takže byste neměli používat páčidlo nebo kladivo k odstranění poloviny hřídele z čepu řízení.
I přes správnou mezeru budou signály ze snímačů nesprávné, pokud jsou ložiska kola opotřebovaná nebo uvolněná. Modul ABS potřebuje jak amplitudu signálu, tak frekvenci, aby určil, zda je nutné použít brzdu. I malý rozdíl může ovlivnit činnost ABS, zejména při nižších rychlostech, obvykle pod 10 mph.
Tehdy obvykle dochází k falešné aktivaci systému ABS. Vzhledem k tomu, že systém interpretuje vstupy z každého senzoru individuálně, jakýkoli rozdíl může být interpretován jako prokluzování kola, což spustí ABS, přestože kolo neprokluzuje. Falešná aktivace může být také způsobena nepravidelnými, nekonzistentními signály, jako jsou například ty, které jsou způsobeny opotřebovaným pohybem ložiska kola.
Některé náhradní senzory se dodávají s kusem papíru nebo plastu, který zakrývá hrot. Toto ponechejte na místě během instalace, abyste vytvořili správnou mezeru. Jakmile se kolo otáčí, je kryt sražen zuby tónového kola.
Je běžné, že se na senzoru hromadí nečistoty, které brání jeho schopnosti generovat signál. Také piliny z brzdového soustruhu na autě se mohou shromažďovat na magnetu snímače, což má za následek nepravidelný nebo žádný signál. Vinutí snímače se může zlomit v důsledku nadměrných vibrací.
Přestože se senzory mohou pokazit, nejčastějším problémem je vadná kabeláž nebo zkorodované elektrické spoje. Pomocí ohmmetru otestujte vinutí snímače a porovnejte jej se servisními specifikacemi. Typicky jsou hodnoty mezi 450 a 2,200 XNUMX ohmy. Vyměňte jakýkoli snímač, který vykazuje přerušený nebo vnitřní zkrat. Vizuálně zkontrolujte všechna připojení.
Nejlepší způsob, jak otestovat integritu obvodu, je ohmmetrem po odpojení konektoru na modulu ABS, aby byl testován celý obvod. Zatřeste a zatřeste dráty a konektory (a jemně poklepejte na senzor), sledujte, zda naměřená hodnota odporu neklesne, což naznačuje problém. Každý senzor, který při testu ohmmetru ukazuje přerušení nebo uzemnění, by měl být samozřejmě vyměněn.
Při výměně dílů se ujistěte, že náhrady přesně odpovídají originálním dílům. Tónové kolo musí mít například stejný počet zubů a stejný průměr.
Totéž platí pro pneumatiky. Neshodné pneumatiky se otáčejí různými rychlostmi. To způsobí odeslání smíšených signálů. Nejlepší je, aby se vaši zákazníci drželi pneumatik původní velikosti, protože i o něco větší nebo menší průměr může mít dopad.
Pokud chtějí pneumatiky plus jedna, musí získat plus jedna kola. Když nakupují pneumatiky, je nejlepší zkontrolovat celkové průměry uvedené v katalozích pneumatik, zejména pokud se jedná o různé značky.
Výstup senzoru můžete otestovat pomocí voltmetru nastaveného na milivoltový rozsah. Ruční otáčení kola by mělo vyvolat střídavé napětí, ale toto čtení pro vás neznamená nic jiného, než že senzor funguje.
Snímač rychlosti kola můžete také otestovat digitálním osciloskopem. Připojte jeho vodiče ke svorkám snímače nebo k modulu ABS a sledujte průběhy při otáčení kol. Jakékoli zkreslené signály indikují problém s tónovým kolečkem a/nebo snímačem.
Utěsněné náboje s integrovanými snímači rychlosti kol a tónovými kroužky se staly běžnějšími. Jsou navrženy tak, aby chránily před živly, ale to není vždy případ, kdy v zimě používají hodně silniční soli. I když je to neobvyklé, sůl by se mohla dostat dovnitř a narušit signál natolik, aby ovlivnila aktivaci ABS při nízkých otáčkách.
Co je nového?
Nejnovějším pokrokem v senzorech rychlosti kol jsou takzvané aktivní senzory. Poskytují lepší přesnost, zejména při nízkých rychlostech, a dokážou dokonce rozlišovat mezi jízdou vpřed a vzad a také tečkou.
Aktivní snímače rychlosti kol pracují na Hallově jevu a vytvářejí digitální obdélníkovou vlnu. (Proto se jim někdy říká spínače s Hallovým efektem.) Nemění amplitudu, pouze frekvenci. Aktivní snímače rychlosti kola spoléhají na změnu magnetické polarity (sever vs. jih) při průchodu tónového kola. U některých je magnet zabudován do snímače. U jiných, jako je systém používaný u Harley-Davidsonů, jsou magnety v ložiscích kol.
K senzorům vedou obvykle tři vodiče. Jeden dodává referenční napětí (VRef), podobně jako mnoho jiných automobilových senzorů. Další dva jsou signál a zem. Někdy lze použít pouze referenční napětí a signální vodič.
Většina aktivních snímačů rychlosti kol obsahuje polovodičový modul uvnitř krytu, který zpracovává signál před jeho odesláním do ovladače. To je důvod, proč dokonce nemůže číst žádný pohyb kola, když je vozidlo zastaveno.
Senzor ve skutečnosti vysílá dva signály, vysoký a nízký, když spouštěcí kolečko (nebo tónové kolečko) prochází. Rychlost přepínání napětí z vysokého na nízké odpovídá rychlosti kola.
Problémy mohou být způsobeny uvolněnými nebo zkorodovanými konektory nebo poruchami kabeláže. Můžete to zkontrolovat pomocí skenovacího nástroje nebo digitálního paměťového osciloskopu, na kterém uvidíte čtvercový vzor.
Diagnostické problémy
Následující dodatečné informace byly poskytnuty s laskavým svolením společnosti Identifix:
Snímače rychlosti kol jsou jednoduchá zařízení, tak co by se mohlo pokazit?
Po chvíli práce na systému se otázka může změnit na: “Jak může být něco tak jednoduchého tak obtížné diagnostikovat?”
Snímače rychlosti kol jsou důležitou součástí systému ABS i systému kontroly trakce.
V posledních několika letech jsme byli svědky toho, že snímače rychlosti kol způsobují řadu kódů a možná i tolik chyb/problémů bez kódu.
Nejběžnější je dnes již klasický „ABS falešný cyklus“. Akce je událost ABS nebo aktivace při brzdění bez smyku pod 10 mph, i když k tomu může dojít při zpomalovacím brzdění z rychlosti 20 až 30 mph a není nastaven kód.
Snímače rychlosti kol jsou generátory signálu s permanentními magnety. Vytvářejí střídavé napětí úměrné rychlosti otáčení spouštěcího kolečka. Některé naměřily pouze 0.2 V AC při velmi pomalé rotaci, například ručně. Pokud má senzor závadu nebo výpadek, jakkoli krátkodobě, ovladač ABS může vidět stav, ale nemusí být schopen nastavit kód, protože časovač v ovladači nevypršel časový limit pro požadavky tohoto kódu. Parametry kódu jsou nastaveny během jedné nebo dvou sekund – a to je pro procesor věčnost. Frekvence závady může způsobit cyklování nebo aktivaci ABS. U některých modelů to může znamenat, že brzdový pedál během tohoto stavu spadne na podlahu.
Jak zjistíte problém, který se stane tak rychle?
Skenovací/diagnostické zařízení málokdy něco ukáže. Voltmetry také neukazují tyto problémy, protože průměrují napětí a momentální problém nebude trvat dostatečně dlouho, aby změnil průměr napětí. Stav může ukazovat měřič frekvence. Dokonce i ta nejpřesnější metoda, křivka/laboratorní osciloskop, nemusí odhalit to, o čem se domníváme, že je závada snímače rychlosti.
K zobrazení problému je potřeba rozsah s vysokou mírou aktualizace/vzorkování. Systém je třeba otestovat zpětnou sondou na ovladači ABS. Zpětné sondování nebo jiné testování senzoru při připojení je nutné kvůli potenciálně slabému signálu senzoru, který se neprojeví při testu odpojeného senzoru.
Testování: Pro testování signálů musíte řídit vozidlo. Testování v dílně znamená, že odpružení je nezatížené a hnací nápravy/náboje se otáčejí relativně hladce. Mnoho problémů jednoduše nelze znovu vytvořit na kladkostroji nebo s koly nad zemí. Prvním krokem je znovu vytvořit problém – identifikovat vadný senzor nebo senzory.
Mnoho techniků říká, že testovali odpor senzoru a že senzor testuje dobře. Obvykle byly testy prováděny na odpojeném snímači. Ačkoli se jedná o dobrý základní test, dokonce i testy odporu by měly zahrnovat veškerou kabeláž a nejlépe se provádějí na odpojeném kabelovém svazku ovladače ABS. Tento test může odhalit statické selhání, které by mělo nastavit kód pro selhání autotestu systému. Ohmmetry také aplikují nejmenší množství proudu do obvodu podle návrhu, takže dráty a připojení mohou zůstat bez povšimnutí.
Při testování s dalekohledem nezapomeňte ověřit postupy nastavení, uzemnění atd. I s dalekohledem může trvat několik pokusů o zachycení problému se snímačem rychlosti.
Dostáváme mnoho otázek ohledně průběhů, amplitudy, frekvence a střídavého napětí. Co mají být? Neexistuje žádná absolutní odpověď na specifikace. Nejlepší způsob, jak diagnostikovat, je podívat se na to z pohledu ovladače. Má srovnávat, víc než cokoli jiného. Očekává se, že přední senzory budou stejné nebo podobné. Snímače rychlosti zadních kol mají stejný vztah, ale přední a zadní snímače nemusí být nutně stejné. Hledejte nepravidelné, nekonzistentní vzory ve srovnání s druhým snímačem na stejném konci vozidla.
Když je senzor identifikován, technik často senzor vymění. Někdy to problém vyřeší, někdy ne. Pamatujte, že dráty, připojení, dokonce i náboj/ložisko/tónový kroužek mohou způsobit tento typ problémů.
Někdy jsou nainstalovány nesprávné senzorové aplikace. Nebo náhradní snímač má špatné fyzické rozměry, vzduchovou mezeru atd. A jsou tam špatné nové díly. Znovu otestujte, ověřte aplikaci, ZKONTROLUJTE. Vaše oči jsou jedním z nejlepších dostupných kontrolních zařízení. Otestujte snímač, přesuňte kabeláž. Pamatujte, že pohyb kabeláže z vibrací a tepla je velmi jemný, vůbec nic moc. A právě tehdy nastává problém.
Více než několikrát vidíme podivné nebo opakující se problémy, jako je snímač K1998 z roku 10 s konzistentním kódem pro snímač rychlosti pravého předního kola otevřený nebo zkratovaný k zemi. Opakované testy neprokázaly žádný problém s odporem, a to ani u elektronického řídicího modulu brzd (EBCM).
Kód se nastaví okamžitě – výsledek selhání autotestu systému provedeného ihned po zapnutí zapalování.
Kód je založen na průchodu proudu pevným odporem. Diagnostika nás vedla k poruše EBCM, odpor byl správný a téměř totožný s druhou stranou. Technik udělal toto:
1) Vyměněný EBCM a stejný kód se okamžitě vrátil.
2) Opakované testy a pokus o druhý EBCM. vrácen stejný kód.
3) Vyměnil jsem vodiče snímače rychlosti na EBCM. Kód byl pryč, nebyly nastaveny žádné další kódy.
4) Prohoďte vodiče zpět do původních dutin konektoru. Kód se okamžitě resetuje.
5) Několikrát testováno. Nakonec odpor překročil limit a zůstal tam bez ohledu na to, co technika udělala s kabeláží.
6) Výměna svazku snímače rychlosti kola. Kód nebyl resetován.
7) Zkušební jízda vozidla, přezkoušení několika klíčových cyklů.
8) Zapněte vozidlo. Znovu nastaven stejný kód, nyní občas, ne při každém cyklu kláves.
Tohle už dávno překročilo hranici směšnosti. Opakované testování senzoru a kabelového svazku přineslo pouze dobré hodnoty. Technik ze zoufalství vyměnil snímač otáček kola a problém zmizel. Jediné vysvětlení je – proud, který prošel senzorem pomocí EBCM, byl větší než ohmmetr a chybělo jemné selhání senzoru. To se vrací k ohmmetrům, které nezachycují všechny problémy.
C1997 z roku 20 měl kód pro nepravidelný/přerušovaný provoz při 40 až 60 mil za hodinu. Technik testoval frekvenci a střídavé napětí. Všechny testy vedly k poruše senzoru. Senzor na opačné straně snímal téměř trojnásobek frekvence na dalekohledu než senzor identifikovaný kódem.
Zdálo se, že oba senzory nemají žádné zjevné problémy se signálem, jen jedna strana podstatně níže. Technik vyměnil senzor, pak druhý senzor. Technik zkusil sestavu náboje/ložiska a dosáhl stejných výsledků.
Ve skutečnosti pokaždé, když byly testy provedeny, dostal stejné výsledky. Kontrola snímače a tónového kroužku vždy vypadala normálně. Nakonec jsme se rozhodli podívat se na opačnou stranu snímače a rozbočovače. Na snímači byly praskliny a tónový kroužek byl v pořádku. Výměna senzoru problém vyřešila.
Nyní byl výstup z každé strany podobný při všech rychlostech. Jsme zvyklí pronásledovat nejslabší indikaci, ale generátory signálu mohou produkovat vyšší výkon s prasklými nebo poškozenými snímači nebo spouštěcími kroužky.
T1999 z roku 10 s automatickou převodovkou nastavoval kódy snímače rychlosti vozidla v ABS a PCM a rychloměr byl nepravidelný pod 10 mil za hodinu. Cokoli nad 10 mph byl normální provoz. Když to technik testoval na rozdělovací převodovce, signál rychlosti vozidla byl normální, bez výpadků nebo nepravidelného výstupu.
Technik testoval senzor opakovaně – vždy byl dobrý, vždy měl kódy a stejný problém. Ukázalo se, že lokátor součástí byl špatný – technik testoval špatný senzor. Tato jednotka má tři snímače rychlosti na rozdělovací převodovce. Ujistěte se, že jste na správném senzoru. Zkuste to ověřit barvami drátu, pokud je to možné.
Informace v tomto článku se mohou zdát základní a nadbytečné. Základní je dobré, redundantní je způsob, jakým se stáváme dobrými.
Diagnostické chybové kódy snímače rychlosti kola
DTC C0200/31
Snímač rychlosti pravého předního kola
DTC C0205/32
Snímač rychlosti levého předního kola
porucha signálu
DTC C0210/33
Snímač rychlosti pravého zadního kola
porucha signálu
DTC C0215/34
Snímač rychlosti levého zadního kola
porucha signálu
(U některého nebo všech výše uvedených případů zkontrolujte příslušný snímač kola, obvod snímače rychlosti a rotor snímače rychlosti.)
