plik

ZNACZENIE CZUJNIKÓW OBROTU KÓŁ

Rosnąca kompleksowość w komunikacji drogowej stawia kierowcom aut wysokie
wymagania. Systemy asystentów kierowcy zapewniają kierowcy odciążenie i optymalizują
bezpieczeństwo ruchu. W niemal wszystkich europejskich pojazdach użytkowych
nowoczesne systemy asystentów kierowcy należą zatem obecnie do wyposażenia
podstawowego i stawiają warsztaty przed nowymi wyzwaniami.

Elektronika pojazdu odgrywa dziś kluczową rolę we wszystkich wyposażeniach
komfortowych i zabezpieczających. Optymalne współgranie kompleksowych systemów
elektronicznych zapewnia niezawodne działanie pojazdu i tym samym podnosi
bezpieczeństwo komunikacyjne.

Inteligentna komunikacja danych elektronicznych systemów pojazdu wspierana jest
czujnikami. W tym aspekcie bezpieczeństwa jazdy znaczące są zwłaszcza czujniki liczby
obrotów, świadczy o tym ich różnorodne zastosowanie w różnych systemach pojazdów.

W systemach asystentów kierowcy takich jak ABS, ASR, ESP lub ACC wykorzystywane są
one przez sterowniki do identyfikacji liczby obrotów kół.

Informacja o liczbie obrotów koła poprzez przewody przesyłu danych oddawana jest
do dyspozycji przez sterownik ABS także innym systemom (systemom silnika, skrzyni
biegów, nawigacji i regulacji podwozia).

Dzięki tym różnorodnym zastosowaniom czujniki ilości obrotów bezpośrednio przyczyniają
się do dynamiki jazdy, bezpieczeństwa jazdy, komfortu, mniejszego zużycia paliwa
i niższych wartości emisji.

TREŚĆ

KONSTRUKCJA I DZIAŁANIE CZUJNIKÓW
OBROTU KÓŁ

Strona

Znaczenie czujników obrotu kół

2–5

Konstrukcja i działanie czujników obrotu kół

6–9

Przykład z praktyki diagnozy błędów w codziennej pracy warsztatowej

10–11

Schemat wyszukiwania błędów Czujniki obrotu kół

Czujniki liczby obrotów kół ze względu na ich sposób działania dzieli się na czujniki
aktywne i pasywne.

W codziennej pracy warsztatu przyjęła się tutaj następująca definicja:

Jeśli czujnik „aktywowany“ jest dopiero dzięki przyłożeniu napięcia zasilania i generuje

wtedy sygnał wyjściowy, czujnik ten określany jest jako „aktywny“.

Jeśli czujnik pracuje bez dodatkowego napięcia zasilania, określany jest jako

„pasywny“.

2 3

INDUKCYJNE CZUJNIKI
PASYWNE

Przetwarzanie sygnałów
Czujniki obrotów kół są umieszczone bezpośrednio nad tarczą impulsową, która
połączona jest z piastą koła lub wałem napędowym. Rdzeń magnetyczny otoczony jest
cewką. Ruch obrotowy tarczy impulsowej i związana z tym zmiana ząbka i przerwy
powoduje zmianę pola magnetycznego w rdzeniu czujnika. To zmieniające się pole
magnetyczne indukuje w cewce mierzalne napięcie zmienne. Częstotliwość i amplitudy
tego napięcia zmiennego pozostają w określonym stosunku do liczby obrotów koła
(obrazek 1). Indukcyjne czujniki pasywne nie potrzebują oddzielnego zasilania napięciem
ze strony sterownika.

Sposób działania
Czujnik aktywny jest czujnikiem zbliżeniowym ze zintegrowaną elektroniką, która zasilana
jest napięciem zdefiniowanym przez sterownik ABS. Jako tarcza impulsowa może być
na przykład zastosowany pierścień wielobiegunowy, który jednocześnie wstawiony
jest w pierścień uszczelniający łożyska koła. W tym pierścieniu wstawione są magnesy
o zmiennym ukierunkowaniu biegunów (obrazek 3). Elementy półprzewodnikowe
zintegrowane w elektronicznym przełączeniu czujnika, przy obrocie pierścienia
wielobiegunowego identyfikują zmieniające się pole magnetyczne. Ten sinusoidalny
sygnał przekształcany jest przez elektronikę w czujniku na sygnał cyfrowy (obrazek
4). Czujnuk przesyła do sterownika sygnał elektryczny metodą modulacji szerokości
impulsu. Czujnik jest połączony dwubiegunowym elektrycznym kablem przyłączeniowym
ze sterownikiem. Poprzez przewód zasilania napięciem przekazywany jest jednocześnie
sygnał czujnika. Drugi przewód służy jako masa czujnika. Wraz z półprzewodnikowymi
elementami czujnika montowane są dziś także elementy czujnika Halla, które
dopuszczają większe szczeliny i reagują na najmniejsze zmiany w polu magnetycznym.

Jeśli zamiast wielobiegunowego pierścienia zamontowano stalową tarczę impulsową,
to na elemencie czujnika umiszczony jest magnes. Gdy obraca się tarcza impulsowa,
zmienia się stałe pole magnetyczne w czujniku.

Ponieważ zakres sygnału dla identyfikacji tego czujnika definiowany jest przez sterownik,
wysokość amplitudy musi oscylować w obrębie przyjetego zakresu napięcia. Odstęp (A)
pomiędzy czujnikiem a tarczą impulsową narzucany jest przez konstrukcję osi
(obrazek 2).

Obrazek 1

Obrazek 2

AKTYWNE CZUJNIKI

Obrazek 3

Obrazek 4

1 Pierścień wielobiegunowy
2 Czujnik
3 Obudowa czujnika

Zalety czujników aktywnych (w porównaniu z czujnikami pasywnymi):

Rejestracja ilości obrotów z postoju. Umożliwia to już pomiary prędkości do 0,1 km/h,

co ma znaczenie w przypadku systemów kontroli trakcji (ASR) już w momencie
ruszania.

Czujniki pracujące wg zasady Halla rozpoznają ruchy w przód i w tył.

Konstrukcja czujnika jest mniejsza i lżejsza.

Dzięki likwidacji tarczy impulsowej upraszcza się konstrukcja elementów

przenoszenia napędu.

Mniejsza jest wrażliwość wobec zakłóceń elektromagnetycznych.

Zmiany odległości pomiędzy czujnikiem a pierścieniem magnetycznym nie mają

bezpośredniego wpływu na sygnał.

Daleko idąca odporność na wibracje i wahania temperatur.

Skutki w przypadku awarii
W przypadku awarii czujników obrotów kół rozpoznawalne są następujące cechy systemu:

Zapalenie się kontrolki ABS

Zapisanie kodu błedu

Blokowanie się kół przy hamowaniu

Regulacje pozorne

Awaria kolejnych systemów

Przyczyny awarii

Przerwanie przewodów

Zwarcia wewnętrzne

Uszkodzenie zewnętrzne

Silne zabrudzenia

Zwiększony luz łożysk koła

Mechaniczne uszkodzenia tarczy nadajnika

Wyszukiwanie błędów

Odczyt pamięci

Kontrola napięć zasilających i sygnałów multimetrem i oscyloskopem

Kontrola wzrokowa okablowania i podzespołów mechanicznych

Ze względu na przewagę właściwości technicznych, takich jak dokładność i niewielka konstrukcja, przez producentów
pojazdów od roku 1998 montowane są przeważnie aktywne czujniki kół.

Dlatego też w poniższej części niniejszej broszury wyszukiwanie błędów zostanie ograniczone do aktywnych czujników
obrotów kół.

4 5

Z reguły przed kontrolą czujników obrotów kół należy z góry założyć usterkę na systemie
hamowania ABS/ASR/ESP. Po zapaleniu się lampki ostrzegawczej pozostają następujące
możliwości wyszukiwania błędów i diagnozy:

Przyrząd diagnostyczny

Odczyt pamięci

Ocena parametrów

Porównanie liczb obrotów kół na stanowisku kontroli hamulców

Multimetr

Woltomierz

Sprawdzić napięcie zasilające (plus i masę)

Omomierz

Nie stosuje się, ponieważ przez pomiar oporności może zostać zniszczona
elektronika czujnika.

Oscyloskop

Prezentacja sygnału

Ocena przebiegu sygnału

Warunkami pewnej diagnozy są:

Dostateczna dokumentacja w formie danych technicznych

Odpowiedni aparat diagnostyczny, multimetr lub oscyloskop

Techniczne know-how technika, szkolenia pracowników

Przy diagnozie kompleksowych systemów choćby najlepsza technika sama może nie
pomóc naprawić samochodu. Wybiórcze wymienianie komponentów systemu z reguły
prowadzi do zakłóceń w procesach warsztatowych i może negatywnie wpływać na
zaufanie ze strony klienta.

MOŻLIWOŚCI KONTROLI

WSKAZÓWKA PRAKTYCZNA

Świeci się lampka ostrzegawcza ABS.

WYSZUKIWANIE
BŁĘDÓW

ZGŁOSZENIE
KLIENTA

PRZYGOTOWANIE DO
DIAGNOZY

PRZYKŁAD DIAGNOZY CZUJNIKA
W CODZIENNEJ PRACY WARSZTATOWEJ

Na poniższym przykładzie „Czujnika liczby obrotów tył lewa uszkodzony“ objaśnimy diagnozę aktywnego czujnika obrotów koła.

Państwa klient zgłasza usterkę działania systemu ABS

Zapala się podczas jazdy lampka ostrzegawcza ABS

Patrz odnośnie także grafika na stronie 10–11 (prowadzone wyszukiwanie błędów).

1. Kontrola hamulca trakcyjnego

Wykonać jazdę na stanowisku kontroli hamulców. Zaleca się tutaj użycie rolkowego

stanowiska kontroli. Już przy lekkim hamowaniu można stwierdzić ewentualne
wady w mechanice hamulcowej. Niewyważenie tarczy hamulcowej prowadzi przy
hamowaniu do różnych prędkości koła i tym samym zmienia informacje o liczbie
obrotów koła do sterownika.

Ustalić skuteczność hamowania.

2. Kontrola wzrokowa

Przestawić samochód na platformę podnośnika.

Sprawdzić koła pod kątem właściwego rozmiaru i opon.

Sprawdzić ciśnienie opon i głębokość bieżnika.

Sprawdzić luz łożysk koła i zawieszenie osi.

Skontrolować poziom płynu hamulcowego.

Sprawdzić zużycie klocków hamulcowych.

Skontrolować wtyczkę i okablowanie czujników pod kątem położenia, zamocowania

i poważniejszych uszkodzeń.

3. Zastosowanie urządzenia diagnostycznego

Aparat diagnostyczny podłączyć do 16-biegunowej wtyczki OBD.

W zależności od producenta pojazdu i momentu rejestracji, może być konieczne
zastosowanie innego gniazda diagnostycznego i dodatkowego adaptera.

Aby można prawidłowo przypisać samochód, ważne jest, by dokumenty

pojazdu były dołączone do zlecenia (dowód rejestracyjny).

Prosimy skontrolować napięcie akumulatora. Kiepskie zasilanie napięciem

może prowadzić do awarii systemu, do błędnych pomiarów lub do spadków
napięcia.

Sprawdzić bezpieczniki odpowiedzialne za system. Rzut oka do skrzynki

bezpieczników w pewnych warunkach może wykluczyć już pierwsze źródło
błędów.

6 7

Wybór programu.

Wybór pojazdu.

Wybór paliwa.

Wybór modelu.

Wybrać pożadaną funkcję.

Wybrać system.

W zależności od stosowanego urządzenia diagnostycznego, mogą być tutaj
wyświetlane dodatkowe informacje na wariantach systemu zamontowanych
w samochodzie. Gdyby nie było możliwe jednoznaczne przyporządkowanie
do systemu, można – bez uszkadzania danego sterownika – przeprowadzić
po kolei schemat diagnostyczny za pomocą podanych sterowników. Tylko
sterownik niezawodnie zidentyfikowany przez urządzenia diagnostyczne nawiąże
komunikację.

Uruchomienie diagnozy błędów.

Pewna komunikacja ze sterownikiem wymaga prawidłowego podłączenia

i wystarczającego napięcia baterii.

Tutaj dobrze widoczne zweryfikowane przez sterownik napięcie akumulatora

12,69 V. Niedostateczne naięcie zasilające sterownika mogłoby tutaj być

wskazówką na uszkodzenie w okablowaniu lub wadę akumulatora samochodu.

4. Odczytać pamięć błędów

W tym przykładzie zapisany został kod błędu „Czujnik ilości obrotów tył strona

lewa“.
Oprócz kodu liczbowego przez niektóre urządzenia diagnostyczne
podawana jest dodatkowo definicja kodu błędu. Ułatwia to dalsze kroki diagnozy.

5. Ocenić szczegóły

Tutaj zapisywane są pierwsze wskazówki możliwej przyczyny błędu.

Podany kod błędu niekoniecznie wskazuje na rzeczywisty defekt podzespołu.
Zanim rozpocznie się wymianę poszczególnych komponentów, informacje te
należy dokładnie przeczytać, aby następnie ustalić dalszy tok postępowania

przy diagnozie uszkodzenia.

6. Odczytać rzeczywiste parametry pracy czujnika

Tutaj wyświetlane są wartości rzeczywiste do dalszej oceny.

W tym przypadku wyraźnie widać błędny przebieg sygnału w stosunku do czujnika
TP (tył prawa). Ze względu na widoczne nieregularności w przebiegu sygnału można
określić usterkę.

Wskazówka
Jeśli przebieg sygnału nie wykazuje nieregularności, należy wpierw wykasować błąd.
Następnie z przyłączonym urządzeniem diagnostycznym wykonać jazdę próbną. Zaleca
się tutaj jednocześnie ocenę parametrów, aby przy powtarzającym się występowaniu
błędu określić przyczynę usterki.

7. Sprawdzić napięcie zasilające

Zaleca się tutaj pomiar bezpośrednio na wtyczce czujnika, aby sprawdzić cały przewód

pomiędzy sterownikiem a czujnikiem.

8. Sprawdzić czujnik i pierścień impulsowy

Wymontować czujnik.

Skontrolować czujnik i pierścień impulsowy pod kątem uszkodzeń.

W naszym przykładzie stwierdzono brak kabla czujnika: przerwanie kabla

w przewodzie zasilania – spowodowane uszkodzeniem mechanicznym

– doprowadziło do przerywanego kontaktu na obudowie wtyczki.

WSKAZÓWKA PRAKTYCZNA

Ze względu na konstrukcję wtyczki, pewny pomiar bezpośrednio na kontaktach
wtyczki wymaga wysiłku. Może okazać się korzystne sporządzenie adaptera ze
starego identycznego czujnika.

8 9

9. Wymienić czujnik obrotów koła

Przeczyścić miejsce mocowania czujnika.

Powierzchnię przylegania przeczyścić szczotką drucianą lub jeśli to
konieczne papierem ściernym.

Wymienić czujnika obrotów koła.

Prosimy zwrócić uwagę na prawidłowe ułożenie i mocowanie kabli czujnika.

Przestrzegać momentu dokręcenia.

Gdyby przewidziany był moment dokręcenia przez producenta
samochodu, należy go zachować.

10. Odczytać pamięć błędów

Skasować zapisane błędy.

Dzięki procedurom diagnostycznym przeprowadzonym na samochodzie przez

sterownik mogą być rozpoznane dodatkowe błędy. Muszą być one skasowane przed
jazdą próbną.

11. Wykonać jazdę próbną

Aby skontrolować sygnał liczby obrotów koła po wymianie czujnika, należy

przeprowadzić jazdę próbną z podłączonym urządzeniem diagnostycznym – przy
jednoczesnej ocenie parametrów.

12. Kontrola końcowa

Po jeździe próbnej ponownie odczytać pamięć błędów.

Należy pamiętać, że te same błędy ze sterownika ABS, mogą być zapisane w kilku
sterownikach. Zaleca się przeprowadzenie łącznej kontroli sterowników i skasowanie
błędów.

Wskazówka:
Prosimy podczas wszystkich czynnościach kontrolnych i diagnostycznych zawsze przestrzegać danych producentów pojazdu.
W zależności od producenta może być konieczne zastosowanie dodatkowej metody kontrolnej specyficznej dla samochodu.

Klient zgłasza zakłócenie
działania

Świeci się kontrolka
ostrzegawcza ABS

SCHEMAT WYSZUKIWANIA BŁĘDÓW
CZUJNIK OBROTU KÓŁ

Przykład: pali się lampka ostrzegawcza ABS, czujnik obrotu kół (aktywny) tył strona lewa uszkodzony.
Wymagania do diagnostyki: ciśnienie w oponach i głębokość bieżnika w porządku.

START

nie

tak

dobrze

Usunąć przerwy.
Naprawić połaczenia elektryczne

dobrze

żle

Naprawić układ hamulcowy

Urządzenie diagnostyczne

przyłączone?

Możliwy dialog ze

sterownikiem?

Parametry czujników
liczby obrotów
kół odczytać za
pomocą urządzenia
diagnostycznego

Dalej od

Odczytać

Zasilanie napięciem

sterownika i przyłącza

diagnostycznego w porządku?

tak

Kontrola wydajności

hydraulicznego układu

hamulcowego na stanowisku kontroli

hamulców. Ocenić płyn i zużycie

klocków hamulcowych.

KONIEC

Błąd*:

czujnik obrotów kół

tył lewa strona nie w

porządku.

Parametry czujników
liczby obrotów
kół odczytać za
pomocą urządzenia
diagnostycznego

żle

nie

Kontrola działania

Oceniono urządzeniem diagnostycznym Hella Gutmann Solutions „Mega Macs“

Urządzenie diagnostyczne lub oscyloskop

***

Należy zagwarantować, że wszystkie poprzedzające kontrole zostały przeprowadzone
prawidłowo i jednoznaczenie wskazują na uszkodzenie w sterowniku.

dobrze

źle

brak sygnału

błąd

dobrze

źle

dobrze

Kontrola działania

Wymienić czujnik obrotów
koła

dobrze

Wymienić czujnik obrotów
koła

Wymienić sterownik ***

Wymienić uszkodzone
podzespoły

Skontrolować

zasilanie napięciowe

czujnika obrotów koła

Kontrola optyczna

przewodów czujnika

Sprawdzić luz łożyska

koła

i tarczy impulsowej

KONIEC

Kontrola działania

źle

dobrze

Naprawę przeprowadzić wg
zaleceń producenta pojazdu

Sprawdzić zasilanie i okablowanie

sterownika ABS pod kątem przerwań lub zwarć,

oraz połączenia wtykowe

Sygnał

czujnika obrotów

koła skontrolować

odpowiednim** urządzeniem

testowym

źle