СЕНЗОР ЗА ЪГЪЛ НА ЗАВИВАНЕ (Steering Angle Sensor)

През последните години автомобилните производители, работещи с експерти по автомобилна безопасност като SEMA и SFI, разработиха усъвършенствани системи за контрол на стабилността, които помагат на водача да поддържа контрола върху превозното средство по време на маневрени ситуации. Един от най-популярните типове е известен като сензор за ъгъл на завиване.Всеки производител има свое собствено име за тази усъвършенствана система за безопасност, като някои от най-популярните са: AdvanceTrac с контрол на стабилността на търкаляне (RSC), динамичен контрол на стабилността и сцеплението (DSTC) и контрол на стабилността на автомобила (VSC). Въпреки че имената са уникални, тяхната основна функция и отделните компоненти, които съставляват системата, са практически идентични. Сензорът за ъгъла на завиване (SAS) е критична част от системата ESC, която измерва ъгъла на положение на волана и скоростта на завъртане. Инструмент за сканиране може да се използва за получаване на тези данни в градуси. SAS е разположен в сензорен клъстер в кормилната колона. Клъстерът винаги има повече от един сензор за позиция на кормилото за резервиране и за потвърждаване на данни. ESC модулът трябва да получи два сигнала, за да потвърди позицията на волана. Тези сигнали често са извън фаза помежду си.

Електронният контрол на стабилността (ESC) е серия от сензори, които работят с компютър за подобряване на стабилността на превозното средство чрез откриване и намаляване на загубата на сцепление. Най-важните сензори в системата ESC са:

• Сензор за скорост на отклонение
• Сензор за странично ускорение
• Сензор за скоростта на колелото
• Сензор за ъгъл на волана / въртящ момент на кормилото

Тези сензори разчитат един на друг, за да дадат на ESC модула (обикновено част от модула ABS) точна информация, свързваща волана с колелата, като скорост на завой или контрол на сцеплението. Тъй като сензорите трябва да предават точна информация, важно е при всяка промяна в кормилната система сензорът за ъгъла на волана да бъде нулиран или калибриран.  Днес много превозни средства са оборудвани с сервоуправление с променливо усилие, EPS (електрическо сервоуправление) и ADAS (усъвършенствани системи за подпомагане на водача) като LKA (Lane Keep Assist) и полуавтономни системи за управление, които разчитат на точна информация от ъгъла на кормилното управление / сензор за въртящ момент на кормилното управление.

Как работят сензорите за ъгъл на завиване и въртящ момент на кормилното управление

Сензорът за ъгъл на завиване (SAS) определя къде водачът иска да се насочи, като съчетава волана с колелата на автомобила. Разположен в кормилната колона, сензорът за ъгъла на кормилното управление винаги има повече от един сензор, пакетирани заедно в един блок за резервиране, точност и диагностика. 

Аналоговите сензори използват разлики в напрежението, за да определят информация за ъгъла и посоката на завъртане, докато цифровите сензори използват LED светлина, която измерва ъгъла на входа на кормилното управление. След това сензорът чете и изпраща минимум два сигнала, често извън фаза, към модула ESC, който след това използва алгоритъм, за да се увери, че кормилното управление е точно от волана към колелата.  SAS също така предоставя информация за това колко бързо се върти воланът. Бързото завъртане на волана е нормално по време на работа с ниска скорост на автомобила. Ако водачът върти колелото с висока скорост, докато шофира по магистрала, ESC ще тълкува това като индикация, че превозното средство е загубило контрол над предвидената посока. При превозни средства с ESC и електрическо сервоуправление (EPS) може да има и сензор за въртящ момент на кормилното управление, който разпознава колко сила прилага водачът към волана. Той работи като торсионна греда, тъй като се завърта много леко, докато воланът / кормилният вал се завърта от водача.

Как работи електронният контрол на стабилността 

Информацията, която ESC модулът получава от кривата, страничен акселерометър, SAS, сензори за въртящ момент на волана и сензори за скорост на колелото, се сравнява с информацията в софтуера в модула ESC. Ако има някакви нередности в информацията, ESC ще съдейства за коригиране на превозното средство, така че водачът да може да поддържа контрол. Например, когато ESC открие загуба на управление на кормилното управление, той автоматично сигнализира на ECM да намали въртящия момент на двигателя. Това се постига при повечето превозни средства с електронни тела на дроселната клапа чрез намаляване на ъгъла на газта. Ако намаляването на въртящия момент не успее да върне превозното средство в контрол, ESC / ABS модулът задейства спирачките на правилните колела, за да помогне на превозното средство да се върне обратно в посоката на управление. Ако SAS на превозното средство не е калибриран след подравняване или когато е монтирана неправилна част, водачът непрекъснато ще се бори със системата ESC. Това може да доведе до деактивиране на ESC системата, ако ъгълът е твърде далеч, или по-лошо, да доведе до неочаквана промяна на посоката, докато колелото се завърти. При някои превозни средства SAS може дори да се нуждае от нулиране след изключване на батерията.

Аналогови сензори за управление

 

Аналоговите SAS са подобни на сензорите за положение на дроселната клапа. SAS са свързани с 5-волтов еталон, земя на шасито и изходен сигнал и могат да бъдат тествани чрез порт под кормилната колона. Докато воланът се завърта, SAS произвежда сигнал, който се превключва между 0 и 5 волта при завъртане на колелото на 360º. Възможно е да наблюдавате сигнала от 0 до 5 волта с измервателни уреди, свързани към двата SAS сензора. Когато колелата са изправени напред, сензорите отчитат 2.8v и .4v. Ако показанията са еднакви, двата сензора могат да бъдат късо съединени. Повечето превозни средства произвеждат положително напрежение, завиващо надясно, и отрицателно напрежение, завиващо наляво.

Цифров сензор за положение на кормилното управление

Цифровият SAS често се нарича „безконтактен сензор“. Този тип сензор използва LED светлина, колело, което действа като затвор и оптичен сензор, който измерва прекъсването в светлината. Тези сензори произвеждат цифров сигнал с квадратна вълна с честота в зависимост от скоростта, която върти колелото. Когато колелото е изправено, напрежението е ниско, но се увеличава, когато колелото се обърне от центъра.

Сензори за ъгъл на управление на модула CAN Bus

Клъстерите на SAS се свързват директно или чрез други модули към ESC чрез шината на контролната зона (CAN). Възлите на CAN шината имат способността да интерпретират и създават сигнали, които могат да бъдат разбрани от други възли на шината.

Тестване на директни CAN SAS сензори

Най-добрият начин да тествате модули на високоскоростна CAN шина е с инструмент за сканиране. Повечето инструменти могат да гледат данните директно, но някои се нуждаят от допълнителен софтуер. Ако вашият инструмент за сканиране се нуждае от софтуер, все още можете да използвате измервателен уред, свързан към високоскоростните кабели на CAN шината, за да потвърдите, че SAS комуникира с останалата част от мрежата.

Нулиране на сензорите за ъгъл на завиване

• Самокалибриране

Някои превозни средства могат автоматично да калибрират SAS, като просто завъртят волана от заключване към заключване към центъра. Някои превозни средства също ще имат набор от команди, които трябва да бъдат изпълнени, за да стартира калибрирането. По-новите превозни средства с по-усъвършенствани датчици за скорост на колелото могат автоматично да нулират собствените си SAS при следващото движение на превозното средство в права линия за определен период, обикновено само няколко секунди при магистрална скорост.

• Нулиране на инструмента за сканиране

Нуждаете се от нулиране на инструмента за сканиране на някои превозни средства, за да калибрирате SAS. Избраните типове оборудване за подравняване дори имат вградена функция за нулиране на SAS на инструмент за сканиране, премахвайки необходимостта техникът да използва инструмент за сканиране за функцията за нулиране на SAS след извършване на подравняването.

Този компонент е проектиран да издържи живота на автомобила . Въпреки това, както всеки друг сензор, сензорът за ъгъла на завиване може да се износи или да се повреди напълно поради множество фактори, които са извън контрола на повечето собственици на превозни средства. Когато се счупи или бавно започне да се проваля, ще показва няколко често срещани предупредителни признака или симптоми. По-долу са отбелязани някои от често срещаните симптоми на повреден, лош или повреден сензор за ъгъл на завиване.

Симптоми повреден сензор за ъгъл на завиване

• Светва лампата за контрол на сцеплението или проверка на двигателя

Когато датчик започне да се проваля, информацията, която той събира или изпраща, най-вероятно ще бъде неточна или ако сензорът откаже, информацията изобщо няма да бъде събрана. Ако има някакви нередности в информацията от SAS, изпращана до ESC, код за грешка се изпраща до модула за управление на двигателя на превозното средство (ECM), който след това включва предупредителна лампа на таблото. За повечето автомобили предупредителната лампа ще бъде светлина за контрол на сцеплението, но някои автомобили ще показват вместо това, или в допълнение, светлина за проверка на двигателя. Тези предупредителни светлини казват на водача, че ESC системата на автомобила е деактивирана и трябва да бъде въведена в експлоатация.

• Игра или неравномерно движение в волана, особено след подравняване или смяна на кормилната част

Когато датчикът е инсталиран неправилно, повреден или неуспешен, информацията, която той събира и изпраща на модула ESC, ще бъде неточна. Това може да накара модулът EPS (Electric Power Steering) да предоставя въвеждане на кормилно управление или корекции в неподходящо време, което най-често ще добави ход към волана или ще направи волана да се чувства разхлабен. Това се случва, защото въведеното от вас кормилно управление не се изпраща точно към колелата.

Не е необичайно автосервизите да забравят да нулират или калибрират сензора за ъгъла на кормилното управление, след като приключат с подравняването / подмяната на кормилния компонент или батерията е изключена / подменена. Не забравяйте да се консултирате два пъти с техника, преди да шофирате автомобила на пътя.Наличието на пълен контрол над управлението ви е от съществено значение за безопасната експлоатация на всяко превозно средство. Не е необичайно автосервизите да забравят да нулират или калибрират сензора за ъгъла на кормилното управление, след като приключат с подравняването / подмяната на кормилния компонент или батерията е изключена / подменена. Не забравяйте да се консултирате два пъти с техника, преди да изкарате автомобила на пътя.