ABS датчик

• Пасивни (аналогови)
• Активни (цифрови)

Външен вид
На фиг.1 е показан аналогов ABS датчик, а на фиг.2 - цифров

Фиг.1                                                                 Фиг. 2

• датчици за скоростта на въртене на колелата;
• електронен блок за управление (ЕБУ) или наричан още ABS контролер;
• изпълнителен механизъм – хидроагрегат.

Всяко регулируемо колело е снабдено със зъбно колело и индуктивен датчик, съдържащ постоянен магнит и бобина. Въртенето на зъбното колело индуцира в бобината на датчика променливо напрежение, честотата на която е пропорционална на ъгловата скорост на въртене и броя на зъбите на колелото. Хидроагрегата включва в себе си хидроакумулатор, електрохидравлична помпа и електрохидравлични клапани. На всяко индивидуално регулируемо колело са монтирани двойка клапани: нормално отворен входящ клапан и нормално затворен изходящ клапан; посредством тези клапани ЕБУ може да повишава, понижава или да поддържапостоянно налягане в спирачната камера. В изходното състояние на хидроагрегата двата електромагнитни клапана и електродвигателя на хидропомпата за изпразнени. Спирачната камера е съединена с главния спирачен цилиндър през отворения изходящ клапан, при което входящия клапан е затворен.

При нормално работно налягане (без блокиране на колелата) спирачната течност без ограничение преминава от главния цилиндър в спирачната камера и налягането на течността в цилиндъра и в камерата е еднакво и пропорционално на степента на натиск върху спирачния педал. В този случай ABS не влияе на спирачната система. При рязко спиране ( с възможност за блокировка на колелата) ЕБУ подава сигнал едновременно към електромагнитите на двата клапана и те сработват. При това входящият клапан отделя спирачната камера от главния спирачен цилиндър, а изходящия я съединява с хидроакумулатора, което води до намаляване на налягането. Едновременно с това ЕБУ включва двигателят на хидропомпата, за да върне течността от хидроакумулатора в главния спирачен цилиндър. Налягането в спирачната камера продължава да се понижава. Когато опасността от блокиране на колелата изчезне, ЕБУ затваря изходящия клапан. При това спирачната камера се оказва откачена и от главния цилиндър, и от хидроакумулатора, а налягането в камерата става постоянно и по-малко, отколкото в главния спирачен цилиндър. Когато колелото набере обороти, ЕБУ спира напрежението към входящият клапан, който се отваря и отново съединява спирачната камера с главния спирачен цилиндър. Налягането в камерата нараства и се изравнява с налягането в главния спирачен цилиндър. С това завършва цикъла на работа на ABS. Ако колелото отново прояви стремеж към блокиране, започва следващият цикъл на работа. Честотата на работата на системата е 5Hz – 10Hz.

При работа на ABS средното налягане в спирачната камера не зависи от степента на натиск върху спирачния педал, а се определя от ЕБУ в зависимост от състоянието на пътното покритие.

В пълната си конфигурация ABS съдържа четири датчика и четири двойки клапани, което позволява индивидуално да се въздейства на всяко колело за постигане на максимален ефект на спирането и позволява да се запази диагоналното разпределение на спирачния привод. Такива системи се наричат четириканални.

 
Фиг. 3

Датчикът представлява бобина с намагнитена сърцевина. Изходът на датчика е променливотоков, като се генерира импулс на напрежение всеки път, когато накой от зъбите на въртящото се зъбно колело премине през магнитното поле на датчика. Формата на изходният сигнал зависи от няколко фактора:

• вътрешната магнитна сила на полето на датчика;
• броя на намотките на бобината на датчика;
• формата на въртящото се зъбно колело;
• разстоянието между датчика и въртящото се зъбно колело;
• скоростта, с която зъбното колело преминава през магнитното поле на датчика.

Всеки от тези фактори играе важна роля при формирането на изходния сигнал от датчика. Когато зъб на колелото попадне в магнитното поле на датчика се генерира положителен пик на напрежение на изходния сигнал, а след излизането му от магнитното поле се генерира отрицателен пик, еднакъв по амплитуда с положителния.

Датчикът има два извода, единият от който се свързва към маса, а другият (сигнален) извод се подава към ЕБУ.

Изходният сигнал от датчика зависи от скоростта на автомобила: колкото е по-ниска скоростта, толкова амплитудата на изходния сигнал е по-малка, а периода на импулсите по-голям и обратно – при висока скорост амплитудата е по-голяма, а периода на импулсите по-малък.

В случай на механична повреда на някои от зъбите на въртящото се колело, може да се получи следната форма на изходния сигнал (фиг. 4).

Фиг. 4

Ако има износване на зъбите, изходния сигнал ще изглежда като този на фиг.5

Фиг. 5

Принцип на работа на активните (цифрови) ABS датчици

                  Фиг. 6                                                           Фиг. 7

Основното предимство на активните ABS  датчици е възможността им да работят при много ниса скорост на движение на автомобила. Пасивните обикновено не могат да подават информация при скорост по-малка от 5 км/ч. Най-новите активни датчици могат също да определят и посоката на въртене на колелата и могат да се изработват доста по-малки от пасивните. Обикновенно те са вградени в лагера-главината на всяко от колелата и това спестява времето за изработка на производителя, но доста увеличава разходите за ремонт. Когато такъв датчик се повреди, трябва да се подмени цялата лагер-главина.
Активните ABS датчици имат правоъгълен изходен сигнал. Принципът има на работа наподобява този на Хол датчика. В датчика има вграден усилвател за по-чист силен сигнал дори при ниска скорост на движение и се захранва с 5 или 12 волта. Въртящия елемент се състои от многополюсен магнитен пръстен, който е монтиран на въртяща се основа както при пасивните датчици. Въртенето предизвиква магнитно поле в датчика, което се усилва и се подава към ЕБУ като изнформация за скоростта на колелото. Изходът на активния ABS датчик е способен да подава инфомация дори при скорост по-малка от 1км/ч, но точността е добра при скорост над 40км/ч. Активните датчици обикновено имат 3 извода: захранване, сигнален изход и маса. Някой активни датчици обаче имат само два извода (изходен сигнал и маса).
Някои производители използват актвни датчици с малка антена за безжично предаване на данните към ЕБУ.

Важно е да се отбележи, че не може веднага и бързо да се определи дали ABS датчика е пасивен или активен. И двата имат по два извода и се намират на едно и също място в колата. Често сервизната информация също не уточнява какъв е типът на датчика монтиран в автомобила. Кодовете за грешки също не са индикатор за вида на датчика (пасивен или активен).

Ред за проверка на изправността на пасивен ABS датчик

1. Извършете външен визуален оглед на зъбното колело и датчика за скъсани или повредени кабели. С волтметър проверете дали към датчика се подава захранващо напрежение.
2. Извършете визуална инспекция на зъбното колело и на датчика за повредени или скъсани кабели.
3. Проверете дали въздушната междина между зъбното колело и датчика е в необходимите граници.
4. Изключете куплунга на датчика.
5. Измерете с омметър активното съпротивление между изводите на датчика. Проверете в базата данни каква трябва да бъде стойността на измереното съпротивление на датчика за съответната марка и модел автомобил. Ако показанието е безкрайно голямо съпротивление, това означава, че датчика е прекъснат. Нулевото или близко до нулевото показание означава, че бобината на датчика е накъсо.
6. Повторете процедурата и с останалите колела, за да видите състоянието и на другите три датчика.

• Свържете конектора на датчика;
• Повдигнете автомобила, така че колелата да се въртят свободно;
• Свържете активния извод на сондата на осцилоскопа към сигналния изход на датчика и другия извод на сондата - към масата на датчика. Завъртете колелото и сравнете сигнала с този на фиг.8

Фиг. 8

• Имайте предвид, че един период на сигнала отговаря на един оборот на колелото.
• Възможно е да получите следните осцилограми - висок сигнал от датчика (фиг. 9) и нисък сигнал от датчика (фиг. 10)

Фиг. 9

Фиг. 10

• Повторете процедурата за останалите колела, за да определите състоянието и на останалите датчици.

Ред за проверка на изправността на активен ABS датчик
      Заради вградената електроника в датчика, активните ABS датчици не могат да се тестват с омметър както пасивните. Най-лесния начин, за да се оппредели дали датчика е активен или пасивен, е с волтметър.

• Извърше визуална проверка за скъсани или повредени кабели;
• Включете на контакт и с неподвижно колело свържете волтметър към конектора на датчика. Ако виждате напрежение от 5 до 12 волта, значи датчика е активен. Ако липсва напрежение, датчика е пасивен;
• Включете на контакт и свържете волтметър към захранващия извод на датчика . Повдигнете автомобила, така че колелата да могат да се въртят свободно;
• Завъртете бавно някое от колелата и наблюдавайте за промяна в изходното напрежение между високо (около 1.65V) и ниско (между 0V и 0.9V);
• Повторете процедурата и за останалите датчици.

• Уверете се, че куплунга на датчика е свързан;.
• Повдигнете автомобила, така че колелата да се въртят свободно;
• Свържете активния извод на сондата на осцилоскопа към сигналния изход на датчика и другия извод на сондата - към масата на датчика. Завъртете колелото и сравнете сигнала с този на фиг.11
• Имайте предвид, че един период на сигнала отговаря на един оборот на колелото;
• Повторете процедурата и за останалите датчици.

Фиг. 11

Възможни причини за повреда на активните ABS датчиците:
Причината да повредите с същата както при останалите автомобилни датчици, средата, в която работят. ABS датчици работят при сурови условия - подложени са на големи вибрации, вода, големи температурни разлики и прах. Свързващите кабели трябва да се огъват при завиване и да поемат промените на окачването.