Det låsningsfria bromssystemet (ABS) övervakar parametrarna för fordonets rörelse enligt avläsningarna av sensorer installerade på ett eller flera hjul.Lär dig om vad en ABS-sensor är och varför den behövs, vilka typer det är, hur den fungerar och på vilka principer dess arbete bygger - ta reda på det i artikeln.
Vad är en ABS-sensor
ABS-sensor (även bilhastighetssensor, DSA) är en beröringsfri sensor för rotationshastigheten (eller hastigheten) för hjulet på fordon utrustade med olika elektroniska aktiva säkerhetssystem och extra kontrollsystem.Hastighetssensorer är de viktigaste mätelementen som säkerställer driften av det låsningsfria bromssystemet (ABS), stabilitetskontrollsystemet (ESC) och traction control.Dessutom används sensoravläsningar i vissa styrsystem för automatisk transmission, däcktrycksmätningar, adaptiv belysning och andra.
Alla moderna bilar och många andra hjulförsedda fordon är utrustade med hastighetssensorer.På personbilar installeras sensorer på varje hjul, på nyttofordon och lastbilar kan sensorer installeras både på alla hjul och i drivaxeldifferentialer (en per axel).Således kan låsningsfria bromssystem övervaka tillståndet för alla hjul eller hjul på drivaxlar, och baserat på denna information, göra ändringar i bromssystemets funktion.
Typer av ABS-sensorer
Alla befintliga DSA:er är uppdelade i två stora grupper:
• Passiv – induktiv;
• Aktiv — magnetoresistiv och baserad på Hall-sensorer.
Passiva sensorer kräver ingen extern strömförsörjning och har den enklaste designen, men de har låg noggrannhet och ett antal nackdelar, så idag är de till liten nytta.Aktiva ABS-sensorer behöver ström för att fungera, är något mer komplexa i design och dyrare, men ger de mest exakta avläsningarna och är tillförlitliga i drift.Därför installeras idag aktiva sensorer på de flesta bilar.
DSA av alla typer har två versioner:
• Rak (slut);
•Hörn.
Direktsensorer har formen av en cylinder eller stång, i ena änden av vilken ett avkänningselement är installerat, i den andra - en kontakt eller en tråd med en kontakt.Vinkelsensorer är utrustade med en vinkelkontakt eller en tråd med en kontakt, och de har även ett plast- eller metallfäste med bulthål.
Design och drift av ABS induktiva sensorer
Detta är den enklaste hastighetssensorn i design och drift.Den är baserad på en induktor lindad med en tunn koppartråd, inuti vilken det finns en ganska kraftfull permanentmagnet och en magnetisk järnkärna.Änden av spolen med en magnetisk kärna är placerad mittemot metallkugghjulet (pulsrotor), stelt monterad på hjulnavet.Rotortänderna har en rektangulär profil, avståndet mellan tänderna är lika med eller något större än deras bredd.
Funktionen av denna sensor är baserad på fenomenet elektromagnetisk induktion.I vila finns det ingen ström i sensorspolen, eftersom den är omgiven av ett konstant magnetfält - det finns ingen signal vid sensorns utgång.Medan bilen rör sig passerar pulsrotorns tänder nära sensorns magnetiska kärna, vilket leder till en förändring i magnetfältet som passerar genom spolen.Som ett resultat blir magnetfältet alternerande, vilket enligt lagen om elektromagnetisk induktion genererar en växelström i spolen.Denna ström varierar enligt sinuslagen, och frekvensen av strömändringen beror på rotorns rotationshastighet, det vill säga på bilens hastighet.
Induktiva hastighetssensorer har betydande nackdelar - de börjar fungera först när en viss hastighet övervinns och bildar en svag signal.Detta gör det omöjligt för ABS och andra system att arbeta i låga hastigheter och leder ofta till fel.Därför ger passiva DSA:er av den induktiva typen idag plats för mer avancerade aktiva.
Design och drift av hastighetssensorer baserade på Hall-elementet
Sensorer baserade på Hall-element är de vanligaste på grund av sin enkelhet och tillförlitlighet.De är baserade på Hall-effekten - förekomsten av en tvärgående potentialskillnad i en plan ledare placerad i ett magnetfält.En sådan ledare är en fyrkantig metallplatta placerad i en mikrokrets (Hall integrerad krets), som också innehåller en utvärderande elektronisk krets som genererar en digital signal.Detta chip är installerat i hastighetssensorn.
Strukturellt är DSA med ett Hall-element enkelt: det är baserat på en mikrokrets, bakom vilken det finns en permanent magnet, och en metallplatta-magnetisk kärna kan placeras runt.Allt detta placeras i ett fodral, på baksidan av vilket det finns en elektrisk kontakt eller en ledare med en kontakt.Sensorn är placerad mittemot pulsrotorn, som kan göras antingen i form av ett metallkugghjul eller en ring med magnetiserade sektioner, pulsrotorn är stelt monterad på hjulnavet.
Funktionsprincipen för Hall-sensorn är som följer.Den integrerade Hall-kretsen genererar ständigt en digital signal i form av kvadratiska pulser med en viss frekvens.I vila har denna signal en minimal frekvens eller är helt frånvarande.I början av bilens rörelse passerar magnetiserade sektioner eller rotortänder förbi sensorn, vilket medför en förändring av strömmen i sensorn - denna förändring övervakas av utvärderingskretsen, som genererar utsignalen.Pulssignalens frekvens beror på hjulets rotationshastighet, som används av det låsningsfria bromssystemet.
DSA av denna typ saknar nackdelarna med induktiva sensorer, de låter dig mäta hjulens rotationshastighet bokstavligen från de första centimeterna av bilens rörelse, är exakta och tillförlitliga i drift.
Design och drift av anisotropa magnetoresistiva hastighetssensorer
Magnetoresistiva hastighetssensorer är baserade på den anisotropiska magnetoresistiva effekten, som är en förändring av det elektriska motståndet hos ferromagnetiska material när deras orientering ändras i förhållande till ett konstant magnetfält.
Det känsliga elementet i sensorn är en "lagerkaka" av två eller fyra tunna permalloyplattor (en speciell järn-nickellegering), på vilken metallledare appliceras, som fördelar magnetfältslinjerna på ett visst sätt.Plattorna och ledarna är placerade i en integrerad krets, som även inrymmer utvärderingskretsen för att bilda utsignalen.Detta chip är installerat i en sensor som är placerad mittemot pulsrotorn - en plastring med magnetiserade sektioner.Ringen är fast monterad på hjulnavet.
Funktionen av AMR-sensorer kokar ner till följande.I vila förblir motståndet hos sensorns ferromagnetiska plattor oförändrat, så utsignalen som genereras av den integrerade kretsen ändras inte heller eller är helt frånvarande.Medan bilen rör sig passerar magnetiserade sektioner av pulsringen förbi sensoravkänningselementet, vilket leder till en viss förändring i riktningen för magnetfältslinjerna.Detta orsakar en förändring av motståndet hos permalloyplattorna, som övervakas av utvärderingskretsen - som ett resultat genereras en pulsad digital signal vid sensorns utgång, vars frekvens är proportionell mot bilens hastighet.
Det bör noteras att magnetoresistiva sensorer låter dig spåra inte bara hjulens rotationshastighet, utan också riktningen för deras rotation och stoppögonblicket.Detta är möjligt på grund av närvaron av en pulsrotor med magnetiserade sektioner: sensorn övervakar inte bara förändringen i magnetfältets riktning, utan också sekvensen av passage av magnetpolerna förbi avkänningselementet.
DSA:er av denna typ är de mest tillförlitliga, de ger hög noggrannhet vid mätning av hjulens rotationshastighet och effektiv drift av aktiva fordonssäkerhetssystem.
Den allmänna principen för drift av hastighetssensorer som en del av ABS och andra system
Låsningsfria bromssystem, oavsett vilka sensorer som är installerade i dem, har samma funktionsprincip.ABS-styrenheten övervakar signalen som kommer från hastighetssensorerna och jämför den med förberäknade indikatorer för fordonets hastighet och acceleration (dessa indikatorer är individuella för varje bil).Om signalen från sensorn och parametrarna som registrerats i styrenheten sammanfaller är systemet inaktivt.Om signalen från en eller flera sensorer avviker från designparametrarna (det vill säga hjulen är blockerade), så ingår systemet i bromssystemet, vilket förhindrar de negativa konsekvenserna av att låsa hjulen.
Mer information om funktion av låsningsfria bromsar och andra aktiva bilsäkerhetssystem finns i andra artiklar på sajten.
Posttid: 2023-aug-24