Jak poznáte, zda je snímač ABS aktivní nebo pasivní?

Protiblokovací brzdový systém (ABS) sleduje parametry pohybu vozidla na základě údajů ze snímačů nainstalovaných na jednom nebo více kolech. Zjistěte, co je senzor ABS a proč je potřeba, jaké jsou typy, jak je navržen a na jakých principech je založeno jeho fungování – přečtěte si článek.

Co je senzor ABS

Snímač ABS (také snímač rychlosti automobilu, DSA) je bezkontaktní snímač rychlosti otáčení (nebo rychlosti otáčení) kola vozidel vybavených různými elektronickými systémy aktivní bezpečnosti a pomocnými řídicími systémy. Snímače rychlosti jsou hlavními měřicími prvky, které zajišťují činnost protiblokovacího brzdového systému (ABS), kontroly stability směnného kurzu (ESC) a kontroly trakce. Údaje ze snímačů se také používají v některých systémech řízení automatické převodovky, systémech měření tlaku v pneumatikách, adaptivním osvětlení a dalších.

Všechny moderní automobily a mnoho dalších kolových vozidel je vybaveno snímači rychlosti. U osobních automobilů jsou snímače instalovány na každé kolo, u užitkových a nákladních vozidel lze snímače instalovat jak na všechna kola, tak do diferenciálů hnacích náprav (jeden na nápravu). Protiblokovací systémy tak mohou sledovat stav všech kol nebo kol hnacích náprav a na základě těchto informací provádět změny v činnosti brzdového systému.

Typy snímačů ABS

Všechny existující dynamické reklamy ve vyhledávání jsou rozděleny do dvou velkých skupin:

• Pasivní – indukční;
• Aktivní – magnetorezistivní a na bázi Hallových senzorů.

Pasivní snímače nevyžadují externí napájení a mají jednoduchou konstrukci, ale mají nízkou přesnost a řadu nevýhod, takže jsou dnes málo použitelné. Aktivní senzory ABS vyžadují k provozu energii; jsou poněkud složitější a dražší, ale poskytují nejpřesnější údaje a jsou spolehlivé v provozu. Proto jsou dnes aktivní senzory instalovány na většině osobních automobilů.

DSA všech typů mají dvě verze:

• Rovný (konec);
• Úhlové.

Přímé snímače mají formu válce nebo tyče, na jejímž jednom konci je instalován citlivý prvek, na druhém – konektor nebo drát s konektorem. Úhlové snímače jsou vybaveny úhlovým konektorem nebo drátem s konektorem a dále mají plastový nebo kovový držák s otvorem pro šroub.

Konstrukce a provoz indukčních snímačů ABS

Jedná se o nejjednodušší snímač rychlosti z hlediska konstrukce a provozu. Základem je indukční cívka navinutá tenkým měděným drátem, uvnitř kterého je poměrně silný permanentní magnet a železné magnetické jádro. Konec cívky s magnetickým jádrem je umístěn naproti kovovému ozubenému kolu (impulznímu rotoru), pevně uloženému na náboji kola. Zuby rotoru mají obdélníkový profil, vzdálenost mezi zuby je stejná nebo o něco větší než jejich šířka.

Činnost tohoto senzoru je založena na jevu elektromagnetické indukce. V klidu není v cívce snímače žádný proud, protože je obklopena konstantním magnetickým polem – na výstupu snímače není žádný signál. Při pohybu vozu procházejí zuby pulzního rotoru v blízkosti magnetického jádra snímače, což vede ke změně magnetického pole procházejícího cívkou. V důsledku toho se magnetické pole stává proměnným, což podle zákona elektromagnetické indukce generuje v cívce střídavý proud. Tento proud se mění podle sinusového zákona a frekvence změny proudu závisí na rychlosti otáčení rotoru, tedy na rychlosti vozu.

Indukční snímače rychlosti mají značné nevýhody – začnou pracovat až při překročení určité rychlosti a generují slabý signál. To znemožňuje ABS a další systémy pracovat při nízkých rychlostech a často vede k chybám. Proto dnes pasivní DSA indukčního typu ustupují pokročilejším aktivním.

Návrh a provoz snímačů rychlosti na bázi Hallova prvku

Snímače na bázi Hallových prvků jsou nejrozšířenější pro svou jednoduchost a spolehlivost provozu. Jsou založeny na Hallově jevu – výskytu příčného rozdílu potenciálu v plochém vodiči umístěném v magnetickém poli. Takovým vodičem je čtvercová kovová destička umístěná v mikroobvodu (Hallův integrovaný obvod), který obsahuje i vyhodnocovací elektronický obvod generující digitální signál. Tento čip je instalován v snímači rychlosti.

Konstrukčně je DSA s Hallovým prvkem jednoduchý: je založen na mikroobvodu, za kterým je permanentní magnet, a kolem něj může být umístěn kovový deskový magnetický obvod. To vše je umístěno v pouzdře, v jehož zadní části je elektrický konektor nebo vodič s konektorem. Snímač je umístěn proti pulznímu rotoru, který může být proveden buď ve formě kovového ozubeného kola nebo prstence s magnetizovanými sekcemi, pulzní rotor je pevně uložen na náboji kola.

Princip činnosti Hallova senzoru je následující. Hallův integrovaný obvod neustále generuje digitální signál ve formě pravoúhlých impulsů té či oné frekvence. V klidu má tento signál minimální frekvenci nebo zcela chybí. Když se vůz začne pohybovat, magnetizované oblasti nebo zuby rotoru procházejí kolem senzoru, což má za následek změnu proudu v senzoru – tato změna je monitorována vyhodnocovacím obvodem, který generuje výstupní signál. Frekvence pulzního signálu závisí na rychlosti otáčení kola, kterou využívá protiblokovací brzdový systém.

DSA tohoto typu nemají nevýhody indukčních snímačů, umožňují měřit rychlost kola doslova od prvních centimetrů pohybu vozidla, jsou přesné a spolehlivé v provozu.

Návrh a provoz anizotropních magnetorezistivních snímačů rychlosti

Magnetorezistivní snímače rychlosti jsou založeny na anizotropním magnetorezistivním jevu – změně elektrického odporu feromagnetických materiálů při změně jejich orientace vůči konstantnímu magnetickému poli.

Citlivým prvkem snímače je „vrstevný koláč“ dvou nebo čtyř tenkých permalloyových desek (speciální slitina železa a niklu), na které jsou naneseny kovové vodiče, které určitým způsobem rozdělují magnetické siločáry. Desky a vodiče jsou umístěny v integrovaném obvodu, který obsahuje i vyhodnocovací obvod pro generování výstupního signálu. Tento mikroobvod je instalován ve snímači umístěném naproti pulznímu rotoru – plastovém kroužku s magnetizovanými plochami. Kroužek je pevně namontován na náboji kola.

Činnost senzorů AMR je následující. V klidu zůstává odpor feromagnetických desek snímače nezměněn, takže výstupní signál generovaný integrovaným obvodem se také nemění nebo zcela chybí. Když se vůz pohybuje, zmagnetizované části pulzního prstence procházejí kolem citlivého prvku snímače, což vede k mírné změně směru siločar magnetického pole. To způsobí změnu odporu permalloyových desek, která je sledována vyhodnocovacím obvodem – v důsledku toho je na výstupu snímače generován pulzní digitální signál, jehož frekvence je úměrná rychlosti vozidla.

Nutno podotknout, že magnetorezistivní snímače umožňují sledovat nejen rychlost otáčení kol, ale také směr jejich otáčení a okamžik zastavení. To je možné díky přítomnosti pulzního rotoru s magnetizovanými sekcemi: snímač sleduje nejen změny směru magnetického pole, ale také pořadí, ve kterém magnetické póly procházejí kolem citlivého prvku.

DSA tohoto typu jsou nejspolehlivější, poskytují vysokou přesnost měření rychlosti kol a efektivní fungování aktivních bezpečnostních systémů vozidla.

Obecný princip činnosti snímačů rychlosti jako součásti ABS a dalších systémů

Protiblokovací brzdové systémy, bez ohledu na snímače v nich nainstalované, mají stejný princip činnosti. Řídicí jednotka ABS sleduje signál přicházející ze snímačů rychlosti a porovnává jej s předem vypočítanou rychlostí vozidla a zrychlením (tyto indikátory jsou pro každé vozidlo individuální). Pokud se signál ze snímače a parametry zaznamenané v řídicí jednotce shodují, systém je neaktivní. Pokud se signál z jednoho nebo více snímačů odchyluje od vypočtených parametrů (to znamená, že dojde k zablokování kola), systém je aktivován brzdovým systémem, čímž se zabrání negativním následkům zablokování kol.

Více informací o fungování protiblokovacího brzdového systému a dalších aktivních bezpečnostních systémů vozidel naleznete v dalších článcích na webu.

Další články

#Promývací kapaliny
29.09.2023 | Články o náhradních dílech

Zima a léto, dva póly, mezi kterými se mění celý náš svět. A v tomto světě existují kapaliny do ostřikovačů – asistenti, kteří zajišťují naši bezpečnost na silnici. V tomto článku se vrhneme do světa kapalin do ostřikovačů a zjistíme, co to je, na čem závisí jejich bod tuhnutí a jak je správně vybrat.

#Vysoušedlo ventilů
21.06.2023 | Články o náhradních dílech

Výměna ventilů spalovacího motoru je ztížena nutností odstranit crackery – pro tuto operaci se používají speciální ventilové crackery. Vše o tomto nástroji, jeho stávajících typech, konstrukci a principu fungování, jakož i jeho výběru a použití, si přečtěte v tomto článku.

# Světelný spínač s nastavením stupnice
14.06.2023 | Články o náhradních dílech

V mnoha raných domácích automobilech byly široce používány centrální spínače světel s reostatem, které umožňovaly nastavení jasu osvětlení přístrojů. Vše o těchto zařízeních, jejich stávajících typech, konstrukci, provozu, ale i jejich správném výběru a výměně si přečtěte v článku.

# Rozdělovací deska zapalování
07.06.2023 | Články o náhradních dílech

Jednou z hlavních částí rozdělovače zapalování je základní deska, která je zodpovědná za činnost zhášedla. Vše o deskách jističe, jejich stávajících typech a konstrukčních prvcích, jakož i o výběru, výměně a seřízení těchto součástí je podrobně popsáno v tomto článku.

Téměř každé moderní auto je vybaveno elektronickými bezpečnostními systémy. Jedním z nich je systém ABS, který zabraňuje zablokování kol při prudkém sešlápnutí brzdového pedálu, což je nezbytné pro udržení směrové stability v extrémních situacích nebo jízdě za špatných povětrnostních podmínek.

Činnost protiblokovacího brzdového systému je založena na údajích přenášených snímačem ABS do elektronické řídicí jednotky motoru. Toto zařízení měří rychlost otáčení kola a získané informace přenáší do počítače, který rozhoduje o tom, jak silně upnout brzdové destičky, aby nezablokovaly kola, čímž se zlepší ovladatelnost a zkrátí se brzdná dráha při nouzovém brzdění. Pokud systém selže, nejčastěji stačí zkontrolovat snímač ABS a poté se rozhodnout pro opravu nebo výměnu.

Kde jsou senzory ASB a jejich typy?

Vozy mohou být vybaveny dvěma typy ABS senzorů – pasivními (indukčními) a aktivními (proudovými). Ty první jsou o něco levnější, ale méně přesné a do rychlosti 7 km/h nefungují vůbec. Tento snímač je instalován v oblasti každého kola a snímá data ze speciálního ozubeného kola, které je umístěno na ose náboje. Pokud je narušena konfigurace zubů nebo integrita samotného kola, indikátory jsou zkreslené, musíte zjistit provozuschopnost snímače ABS jako celku spolu s ozubeným kolem.

Oblíbenější možností jsou proudové senzory ABS. K dispozici je několik typů těchto zařízení, ale všechny čtou informace z magnetického kroužku namontovaného na ložisku kola. Vyznačují se zvýšenou citlivostí, některé z nich určují nejen rychlost otáčení kola, ale také směr jeho otáčení, což je důležité pro zajištění ovladatelnosti vozu. Data jsou snímána pomocí značek na magnetickém kolečku a jsou přesnější. Většina moderních vozů je vybavena proudovými senzory ABS.

Známky problémů se snímačem ABS

Zkušenosti ukazují, že senzor ABS je nejzranitelnějším prvkem tohoto systému. Je vystavena vlhkosti, změnám teploty a je možné mechanické poškození. Pokud tento prvek selže, chod celého systému se stává nesprávným, ne-li zcela nemožným. Mezi hlavní známky toho, že je třeba diagnostikovat snímač protiblokovacího brzdového systému, patří:

1. Zobrazení odpovídající chyby na palubní desce nebo na obrazovce notebooku během diagnostiky počítače.
2. Když sešlápnete brzdový pedál, auto se začne chovat jinak, nejsou slyšet žádné zvuky, které by naznačovaly, že je poloha kola řízena destičkami.
3. Po sešlápnutí brzdy může auto táhnout do strany.
4. Když silně sešlápnete brzdu, kola se zablokují.

Pokud jsou takové problémy zjištěny, musí být problém co nejrychleji vyřešen, protože to přímo ovlivňuje bezpečnost jízdy.

Testování aktivního snímače ABS

Existuje jednoduchý test, který umožňuje zkontrolovat funkčnost snímače ABS pomocí multimetru. Tato technika platí pro populární magnetorezistivní proudové senzory AMR, které jsou citlivé a zaznamenávají rychlost a směr otáčení kola.

Pro provedení testování stačí snímač připojit k palubnímu systému vozidla nebo po demontáži k libovolnému 12V zdroji Snímač je připojen ke zdroji stejnosměrného proudu, plusový vodič má zpravidla červený oplet a záporný vodič má modrý oplet. Mimochodem, není třeba se bát záměny pólů při spojování. V tomto případě senzor jednoduše přestane fungovat nebo poskytne nesprávné údaje, ale nespálí se.

Chcete-li provést test, musíte připojit snímač ke zdroji napájení připojením multimetru do obvodu v provozním režimu miliampérmetru. Funkční senzor by měl ukazovat hodnoty kolem 7 mA nebo 14 mA. To jsou dva její stabilní stavy, ve kterých může být. Dále vezměte malý magnet a zametejte s ním přímo vedle senzoru.

V tomto případě by se hodnoty měly změnit tímto způsobem: pokud měl multimetr hodnotu 7 mA, po průchodu magnetem v jednom směru by se měl změnit na 14 mA, po přenesení magnetu zpět budou hodnoty opět 7 mA. To znamená, že pohyb magnetu v různých směrech náhle změní hodnoty miliampérmetru přesně 2krát. Pokud snímač projde tímto testem, znamená to, že je plně funkční a problém je v jiných součástech systému ABS. Je důležité si uvědomit, že pokud dojde při testování k záměně pólů snímače, zařízení zobrazí nestandardní hodnoty, které neodpovídají standardním.

V případě potřeby můžete senzor prozvonit, aniž byste jej sundali z kola. Chcete-li to provést, stačí jej zvednout pomocí zvedáku, aby se kolo mohlo volně otáčet. Po rozhodnutí o pólech opatrně odpojte snímací čip. Pak je k němu připojen také multimetr v režimu miliampérmetru, po kterém se kolo otáčí jedním a druhým směrem. Zařízení by také mělo vydávat 7 mA při otáčení v jednom směru a 14 mA ve druhém. Pokud se hodnoty liší, může být zařízení nesprávně připojeno. Pokud to nepomůže, je vadný snímač ABS a musí být vyměněn.

Závěr

Navzdory tomu, že moderní auto je vybaveno složitými elektronickými systémy, je diagnostika senzoru ABS vcelku jednoduchá, k čemuž potřebujete pouze multimetr a při demontáži senzoru malý magnet.

Jízda s vadným protiblokovacím brzdovým systémem je za špatného počasí nebo v zimě nebezpečná. Nákup nového snímače a výměna starého bude poměrně levná, a to i přesto, že veškerou práci zvládnete sami. Ale problémy způsobené vadným systémem ABS mohou být velmi velké a je lepší to do tohoto bodu nenechat.