Snímače rychlosti kol na moderních vozidlech lze považovat za „nervové konce“ v komplexním sériovém komunikačním systému, který poskytuje vstupní data nejen pro brzdový systém ABS, ale také pro kontrolu trakce, kontrolu stability a další systémy. Vzhledem k tomu, že tyto systémy využívají brzdový systém ABS k provádění životně důležitých funkcí ovládání vozidla, snímače rychlosti kol jsou součástí života a končetin, a jako zkušení technici je naší povinností porozumět tomu, jak tyto snímače fungují, než se pokusíme diagnostikovat problémy, které ovlivňují jejich úkon.
S ohledem na to tato příručka stručně probere různé typy snímačů kol, které se dnes používají, jak fungují a jak efektivně diagnostikovat problémy se snímači rychlosti kol, počínaje touto otázkou –
Co je snímač rychlosti kola?
Jak název napovídá, snímače rychlosti kol jsou snímače, které měří rychlost otáčení kol vozidla. Zatímco údaje o rychlosti kol primárně využívá systém ABS k zajištění rovnoměrného a bezpečného brzdění bez ohledu na povrch vozovky, údaje o rychlosti kol jsou sdíleny také se systémem kontroly trakce, který může selektivně aplikovat brzdnou sílu na protáčející se kola, aby se zabránilo prokluzování kol na kluzkém povrchu. povrchy. Podobně systém řízení stability využívá údaje o rychlosti kol (spolu se vstupními údaji z příčného akcelerometru) k selektivnímu působení brzdných sil na jedno nebo více kol, aby se zabránilo vzniku nadměrných bočních sil, které mohou způsobit nebezpečné smyky a často i úplnou ztrátu směru jízdy. ovládání za určitých okolností.
Všimněte si, že systém řízení motoru také používá údaje o rychlosti kol k zabránění nebo omezení vstupů plynu ze strany řidiče za určitých okolností, zatímco řídicí modul automatické převodovky využívá data snímače rychlosti kola k zabránění řazení, které může zhoršit problémy s trakcí nebo přispět ke ztrátě. směrového ovládání.
Jak fungují snímače rychlosti kol?
Jednoduše řečeno, všechny snímače rychlosti kol generují své signály buď prostřednictvím permanentního magnetického pole, které je přerušováno spouštěcím mechanismem, když se kolo otáčí, nebo generováním magnetického pole, které je také přerušováno spouštěcím mechanismem, když se kolo otáčí.
POZNÁMKA: Spouštěcí mechanismus je znám pod mnoha různými jmény, které zahrnují termíny, spouštěcí kolečko, tónový kroužek, tónové kolečko, pulzní kroužek, reluktorový kroužek a několik dalších. Proto, aby se předešlo zmatkům a nedorozuměním, bude tato příručka používat termín „reluktorový kroužek“ pouze tehdy, když se odkazuje na ozubený kroužek, který přerušuje magnetická pole snímačů rychlosti kol. Je však třeba poznamenat, že některá vozidla, jako mnoho aplikací General Motors a Toyota, používají prstence, ve kterých jsou zapuštěny skutečné magnety. V těchto případech se severní/jižní póly vložených magnetů střídají v prstenci, který je obvykle zabudován do ložiska kola.
V praxi a bez ohledu na typ použitého spoušťového mechanismu se dnes používají pouze dva typy snímačů rychlosti kola. Jeden typ je běžně známý jako „pasivní“ senzory, zatímco druhý typ je běžně znám jako „aktivní“ senzory. Tyto dva typy senzorů nejsou zaměnitelné, a protože fungují odlišně, musí být testovány odlišně, takže začněme
Pasivní snímače otáček kol
Pasivní snímače jsou vždy dvouvodičové snímače a nazývají se „pasivní“, protože obsahují permanentní magnety, které slouží jako snímací prvek. Špička snímače, která obsahuje magnet, je umístěna v těsné blízkosti zubů na reluktorovém kole, aby zuby na reluktorovém kroužku mohly přerušit magnetické pole, když se zuby otáčejí za špičkou snímače. V praxi je signál generován způsobem, který je poněkud analogický tomu, jak funguje generátor, když rotující magnetické siločáry protínají stacionární magnetické pole. Všimněte si, že pasivní senzory jsou známé tím, že nejsou přesné při velmi nízkých rychlostech.
Výsledný signál ve formě střídavého proudu je nicméně přenášen zpět do ECU přes řídicí modul ABS na vyhrazeném signálním obvodu. Druhý vodič na snímači je zem, která je nejčastěji napájena z ECU nebo někdy z řídicího modulu ABS.
Aktivní snímače otáček kol
Aktivní snímače rychlosti kol jsou vždy třívodičové snímače a nazývají se „aktivní“, protože obsahují elektromagnety, které musí být napájeny proudem (referenčním napětím), který dodává ECU. U aktivních snímačů vede jeden vodič referenční napětí, které slouží jako napájení snímačů, jeden vodič je vyhrazený signální obvod, který přenáší signál zpět do ECU přes řídicí modul ABS ve formě stejnosměrného proudu a zbývající drát je zem, která je také nejčastěji dodávána z ECU.
Všimněte si však, že zatímco skutečné signály jsou také generovány, když se zuby na reluktorovém kroužku pohybují za snímacím prvkem, aktivní snímače rychlosti kola také obsahují polovodičový modul, který převádí signál na digitální čtvercový tvar vlny. Aktivní snímače rychlosti kol jsou zpravidla vysoce přesné při všech rychlostech vozovky a v některých aplikacích mohou tyto snímače snímat rotaci dozadu.
Jaké jsou tedy skutečné rozdíly?
Největší rozdíl mezi pasivními a aktivními snímači rychlosti kol spočívá v povaze signálu, který každý typ snímače generuje. Níže jsou uvedeny příklady typických průběhů, které jsou generovány každým typem senzoru.
Průběh pasivního snímače rychlosti kola
V případě pasivních snímačů je signál a výsledný průběh sinusový, ve kterém se s rostoucí rychlostí mění jak amplituda, tak frekvence. V tomto tvaru vlny představují „vrcholy“ a „údolí“ střídající se stavy vysoké/nízké energie v rámci širšího signálu.
Křivka aktivního snímače rychlosti kola
U aktivních snímačů rychlosti kol se amplituda (výška) průběhu nemění; s rostoucí rychlostí se mění pouze frekvence průběhu. V tomto tvaru vlny čtvercové „vrcholy“ a „doly“ představují signály „ZAPNUTO a VYPNUTO“.
Je třeba poznamenat, že výše uvedené příklady jsou určeny pouze pro ilustrativní účely. Skutečná amplituda a frekvence průběhu, která se zobrazuje na osciloskopu během testování, závisí na rychlosti otáčení kola, počtu a vzdálenosti zubů na reluktorovém kroužku a šířce vzduchové mezery mezi snímacím magnetem a snímacím magnetem. reluktorový kroužek. Všimněte si, že celkový stav jak snímače, tak reluktorového kroužku a integrita souvisejícího kabelového svazku jsou také kritickými faktory, které je třeba vzít v úvahu při diagnostikování problémů se snímačem rychlosti kola.
Co potřebujete k testování snímačů rychlosti kol
Testování snímačů rychlosti kol není o nic složitější než testování jiných podobných snímačů. Je však třeba mít na paměti, že protože snímače rychlosti kol jsou zásadní pro bezpečný provoz vozidla, je důležité mít přístup ke všem relevantním technickým informacím, jako jsou hodnoty odporu, u kterých MUSÍ být ověřena přesnost i relevance pro dotčené vozidlo. Abyste zajistili úspěšnou opravu, MUSÍTE mít přístup k následujícím
- Osciloskop nebo špičkový skenovací nástroj, který dokáže monitorovat živé datové toky a fungovat jako osciloskop
- Schéma zapojení, které ukazuje všechny konektory a spoje v řídicích, signálních a uzemňovacích obvodech snímačů rychlosti kol
- Vytáhněte tabulky, které jasně označují všechny kolíky/svorky na konektorech ECU a řídicího modulu ABS. To je zvláště důležité v případě aktivních snímačů rychlosti kol, protože budete muset ověřit přítomnost referenčního napětí a kostry na konektorech na těchto modulech.
- Správné adaptéry se zpětnou sondou pro váš digitální multimetr: nepoužívání správných adaptérů může (a často také způsobuje) poškodit vývody ve vícekolíkových konektorech
Jak testovat snímače rychlosti kol
Jako u všech diagnostických postupů můžete ušetřit spoustu času a námahy provedením řádné vizuální kontroly senzoru. Navzdory drsným podmínkám, ve kterých snímače rychlosti kola pracují kvůli jejich umístění, lze mnoho problémů s těmito snímači často vyřešit bez vynaložení velkého množství času a energie, takže při dodržení předběžných kontrol popsaných níže můžete často problém najít a opravit relativně snadno bez ohledu na to. typu použitých senzorů.
Získejte od svého zákazníka co nejvíce informací
To je zvláště důležité, pokud řešíte občasný problém a informace, které získáte, jsou někdy neocenitelné jako diagnostická pomůcka. Zeptejte se například zákazníka, zda se ABS nebo jiné výstražné kontrolky rozsvěcují pouze při jízdě po nerovných vozovkách nebo pouze za vlhkého počasí. Pokud se rozsvítí varovná světla nebo je ovlivněn výkon brzd na nerovném nebo nerovném povrchu vozovky, máte podezření na špatné spojení v jednom nebo více konektorech. Pokud se problémy vyskytnou pouze za mokra nebo deště, máte podezření na zkrat způsobený vstupem vody do konektorů.
Zkontrolujte ložiska kol
Nadměrná vůle v ložiskách kol může mít dramatický vliv na činnost snímačů rychlosti kol, protože vůle v ložisku může oddálit reluktorový kroužek od snímacího magnetu. To platí zejména v případech, kdy je reluktorový kroužek nebo magnetický enkodér umístěn uvnitř ložiska. V těchto případech je nejlepším postupem vyměnit postižené ložisko(a) kola před pokračováním v diagnostickém postupu.
Zkontrolujte rozměry a nahuštění pneumatik
Pokud se problém objevil okamžitě nebo brzy po výměně pneumatiky, ověřte, zda jsou všechny pneumatiky na vozidle stejného typu/průměru a zda jsou všechny nahuštěny na správný tlak. Protože změny průměrů kol způsobují rozdíly v rychlostech otáčení kol, ECU to bude interpretovat jako závady v jednom nebo více snímačích rychlosti kola.
Zkontrolujte snímače rychlosti kol a kabeláž, zda nejsou poškozené
Umístěte vozidlo na zvedáky a podle potřeby sejměte kolo (kola), abyste si usnadnili kontrolu dotčených snímačů. Vyjměte postižený senzor a zkontrolujte, zda na něm nejsou známky fyzického poškození, jako je poškození nárazem, praskliny, koroze nebo cokoli jiného, co vypadá neobvykle. Zjistíte-li takové poškození, senzor samozřejmě vyměňte. Zkontrolujte také všechny související kabely, které jsou okamžitě přístupné, zda nevykazují známky tření, tření nebo čehokoli jiného, co by mohlo způsobit zkrat nebo přerušení obvodu. Opravte nebo vyměňte kabeláž podle potřeby.
Zkontrolujte reluktorový kroužek
Protože většina reluktorových kroužků je umístěna na CV-kloubách, často se stává, že CV-klouby s nesprávnými reluktorovými kroužky jsou namontovány jako náhrada. Aby se ověřilo, že tomu tak je (nebo není) u dotčeného vozidla, může být nutné odstranit hnací hřídele, aby bylo možné fyzicky porovnat reluktorové kroužky, protože jakékoli rozdíly budou rozpoznány ECU a/nebo řídicím modulem ABS jako závady na senzorech.
Pokud však nebyly vyměněny žádné CV-klouby, zkontrolujte reluktorový kroužek na postiženém senzoru, zda nejeví známky poškození, ale mějte na paměti, že i mírné poškození pouze jednoho zubu může způsobit, že senzor bude generovat falešné nebo nepravidelné signály. Také zkontrolujte reluktorový kroužek, zda nejeví známky nečistot nebo jiných nečistot mezi zuby, protože to také způsobí, že nebude generován falešný, nepravděpodobný, nepravidelný nebo někdy žádný signál. Podle potřeby odstraňte všechny nečistoty na reluktorovém kroužku.
Otestujte vnitřní odpor snímače
Mějte na paměti, že neexistuje jediná hodnota odporu platná pro všechny snímače rychlosti kol ve všech aplikacích. Porovnejte získanou hodnotu s hodnotou specifikovanou výrobcem a vyměňte snímač, pokud se získaná hodnota odchyluje od stanovené hodnoty o více než jedno nebo maximálně dvě procenta.
Zkontrolujte, zda snímač skutečně funguje
Odpojte postižený senzor a připojte červený vodič multimetru k signálnímu vodiči v konektoru a černý vodič k vhodnému uzemnění. Pokud senzor funguje, multimetr zobrazí napětí, když se kolo roztočí rukou. Mějte však na paměti, že vám to řekne pouze to, že senzor funguje – neřekne vám, jak dobře senzor funguje nebo jestli funguje po celou dobu.
POZNÁMKA: Zatímco tento test lze provést na pasivních senzorech, ve skutečnosti nefunguje na aktivních senzorech. Nejlepší způsob, jak otestovat aktivní snímač, je připojit vodiče osciloskopu k signálovému vodiči a vhodnému uzemnění.
Otestujte všechny kabely
Zatímco zkušební postupy se mezi výrobci liší, obecný diagnostický postup bude obecně probíhat následovně:
- Odpojte konektor řídicího modulu ABS, abyste zabránili poškození řídicí jednotky během testování odporu a/nebo kontinuity
- Pokud vozidlo používá aktivní snímače rychlosti kol, ověřte přítomnost referenčního napětí na konektoru ECU zpětným nasnímáním SPRÁVNÉHO kolíku a ověřte, že ke konektoru snímače skutečně proudí správný proud. Opravte nebo vyměňte kabeláž podle potřeby
- Otestujte průchodnost signálových a zemnících vodičů. Opravte nebo vyměňte kabeláž podle potřeby, pokud zjistíte přerušení nebo zkrat
- Otestujte odpor a kontinuitu mezi všemi konektory mezi snímačem rychlosti dotčeného kola a řídicí jednotkou ECU a/nebo ABS. Vyměňte jakýkoli konektor, který není v perfektním stavu
- Ujistěte se, že jste energicky „zakroutili“ všemi testovanými kabely, protože to často odhalí místo občasné ztráty kontinuity v konektorech a/nebo spojovacích spojích.
Pokud vše ostatní selže
Pokud výše uvedené kontroly problém nevyřešily, je nutné provést zkušební jízdu vozidla pomocí diagnostického nástroje (který obsahuje osciloskop) připojeného ke konektoru datového spoje. Toto je nejspolehlivější způsob detekce problémů, jako je občasná ztráta komunikace, která je běžně způsobena vibracemi, když je vozidlo v pohybu. Tyto typy problémů nelze obecně zjistit ručním protáčením kol vozidla. Zde je na co si dát pozor-
- Ověřte, že generovaná signální napětí spadají do specifikovaných hodnot při širokém rozsahu silničních rychlostí
- Hledejte odchylky amplitudy a frekvence průběhu; to může být za určitých okolností způsobeno ztrátou půdy, částečnou poruchou snímače otáček kola v důsledku zahřívání při opakovaném brzdění nebo poškozenými/ucpanými relukačními kroužky
- Porovnejte průběh z dotčeného snímače s průběhem snímače na druhém kole na stejné nápravě; pokud se tyto dva průběhy výrazně liší, je možné, že stále existují problémy s kabeláží v systému sběrnice CAN, které nebyly zjištěny během počáteční kontroly a testování souvisejícího zapojení. Pamatujte však, že u některých aplikací se mohou průběhy ze snímačů rychlosti kol na přední nápravě lišit od těch na zadní nápravě; proto musí být pro účely srovnání nebo testování použity pouze snímače jedné nápravy
