Sustav protiv blokiranja kotača (ABS) prati parametre kretanja vozila prema očitanjima senzora instaliranih na jednom ili više kotača.Saznajte što je ABS senzor i zašto je potreban, koje su vrste, kako radi i na kojim principima se temelji njegov rad - saznajte iz članka.
Što je ABS senzor
ABS senzor (također automobilski senzor brzine, DSA) je beskontaktni senzor brzine vrtnje (ili brzine) kotača vozila opremljenih raznim elektroničkim aktivnim sigurnosnim sustavima i pomoćnim sustavima upravljanja.Senzori brzine su glavni mjerni elementi koji osiguravaju rad sustava protiv blokiranja kotača (ABS), sustava kontrole stabilnosti (ESC) i kontrole proklizavanja.Također, očitanja senzora koriste se u nekim sustavima upravljanja automatskim mjenjačem, mjerenjima tlaka u gumama, adaptivnoj rasvjeti i drugima.
Svi moderni automobili i mnoga druga vozila na kotačima opremljena su senzorima brzine.Na osobnim vozilima senzori se ugrađuju na svaki kotač, na gospodarskim vozilima i kamionima senzori se mogu ugraditi i na sve kotače iu diferencijale pogonskih osovina (jedan po osovini).Dakle, sustavi protiv blokiranja kotača mogu pratiti stanje svih kotača ili kotača pogonskih osovina, te na temelju tih podataka vršiti promjene u radu kočionog sustava.
Vrste ABS senzora
Svi postojeći DSA-ovi podijeljeni su u dvije velike skupine:
• Pasivno – induktivno;
• Aktivni — magnetootporni i temeljeni na Hallovim senzorima.
Pasivni senzori ne zahtijevaju vanjsko napajanje i imaju najjednostavniji dizajn, ali imaju nisku točnost i niz nedostataka, tako da su danas od male koristi.Aktivni ABS senzori trebaju napajanje za rad, nešto su složeniji u dizajnu i skuplji, ali daju najtočnija očitanja i pouzdani su u radu.Stoga su danas aktivni senzori instalirani na većini automobila.
DSA svih vrsta ima dvije verzije:
• Ravno (kraj);
•Kutak.
Izravni senzori imaju oblik cilindra ili šipke, na čijem je jednom kraju ugrađen senzorski element, na drugom - konektor ili žica s konektorom.Senzori kuta opremljeni su kutnom spojnicom ili žicom s spojnicom, a imaju i plastični ili metalni nosač s rupom za vijak.
Dizajn i rad ABS induktivnih senzora
Ovo je najjednostavniji senzor brzine u dizajnu i radu.Temelji se na induktoru namotanom tankom bakrenom žicom, unutar koje se nalazi prilično snažan trajni magnet i željezna magnetska jezgra.Kraj zavojnice s magnetskom jezgrom nalazi se nasuprot metalnom zupčaniku (impulsni rotor), kruto postavljenom na glavčinu kotača.Zubi rotora imaju pravokutni profil, razmak između zuba je jednak ili malo veći od njihove širine.
Rad ovog senzora temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije.U mirovanju nema struje u svitku senzora, jer je okružen konstantnim magnetskim poljem - nema signala na izlazu senzora.Dok se automobil kreće, zupci pulsnog rotora prolaze blizu magnetske jezgre senzora, što dovodi do promjene magnetskog polja koje prolazi kroz zavojnicu.Kao rezultat toga, magnetsko polje postaje izmjenično, što, prema zakonu elektromagnetske indukcije, stvara izmjeničnu struju u zavojnici.Ta struja varira po sinusnom zakonu, a frekvencija promjene struje ovisi o brzini vrtnje rotora, odnosno o brzini automobila.
Induktivni senzori brzine imaju značajne nedostatke - počinju raditi tek kada se prevlada određena brzina i stvaraju slab signal.To onemogućuje rad ABS-a i drugih sustava pri malim brzinama i često dovodi do grešaka.Stoga pasivni DSA induktivnog tipa danas ustupaju mjesto naprednijim aktivnim.
Dizajn i rad senzora brzine na bazi Hallovog elementa
Senzori bazirani na Hallovim elementima su najčešći zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti.Temelje se na Hallovom efektu – pojavi poprečne razlike potencijala u ravnom vodiču postavljenom u magnetsko polje.Takav vodič je četvrtasta metalna pločica smještena u mikrokrug (Hall integrirani krug), koji također sadrži evaluirajući elektronički krug koji generira digitalni signal.Ovaj čip je ugrađen u senzor brzine.
Strukturno, DSA s Hall elementom je jednostavan: temelji se na mikro krugu iza kojeg se nalazi stalni magnet, a oko njega se može nalaziti metalna ploča-magnetska jezgra.Sve je to smješteno u kućište u čijem se stražnjem dijelu nalazi električni konektor ili vodič s konektorom.Senzor se nalazi nasuprot pulsnog rotora, koji može biti izrađen u obliku metalnog zupčanika ili prstena s magnetiziranim dijelovima, pulsni rotor je kruto postavljen na glavčinu kotača.
Princip rada Hallovog senzora je sljedeći.Hallov integrirani krug konstantno generira digitalni signal u obliku kvadratnih impulsa određene frekvencije.U mirovanju ovaj signal ima minimalnu frekvenciju ili je potpuno odsutan.Na početku kretanja automobila, magnetizirani dijelovi ili zubi rotora prolaze pored senzora, što povlači za sobom promjenu struje u senzoru - ovu promjenu prati krug za procjenu, koji generira izlazni signal.Frekvencija pulsnog signala ovisi o brzini vrtnje kotača, koju koristi sustav protiv blokiranja kotača.
DSA ovog tipa lišen je nedostataka induktivnih senzora, omogućuju vam mjerenje brzine rotacije kotača doslovno od prvih centimetara kretanja automobila, točni su i pouzdani u radu.
Dizajn i rad anizotropnih magnetootpornih senzora brzine
Magnetootporni senzori brzine temelje se na anizotropnom magnetootpornom učinku, što je promjena u električnom otporu feromagnetskih materijala kada se njihova orijentacija promijeni u odnosu na konstantno magnetsko polje.
Osjetljivi element senzora je "slojeviti kolač" od dvije ili četiri tanke ploče od permaloja (posebna legura željeza i nikla), na koje su naneseni metalni vodiči koji raspoređuju linije magnetskog polja na određeni način.Ploče i vodiči smješteni su u integrirani krug, u kojem se također nalazi krug za procjenu za formiranje izlaznog signala.Ovaj čip je ugrađen u senzor koji se nalazi nasuprot pulsnog rotora - plastični prsten s magnetiziranim dijelovima.Prsten je kruto postavljen na glavčinu kotača.
Rad AMR senzora svodi se na sljedeće.U mirovanju, otpor feromagnetskih ploča senzora ostaje nepromijenjen, pa se izlazni signal koji generira integrirani krug također ne mijenja ili ga potpuno nema.Dok se automobil kreće, magnetizirani dijelovi pulsnog prstena prolaze pored osjetnog elementa senzora, što dovodi do neke promjene u smjeru linija magnetskog polja.To uzrokuje promjenu otpora permalojskih ploča, što prati krug za procjenu - kao rezultat, na izlazu senzora generira se impulsni digitalni signal, čija je frekvencija proporcionalna brzini automobila.
Valja napomenuti da magnetootporni senzori omogućuju praćenje ne samo brzine rotacije kotača, već i smjera njihove rotacije i trenutka zaustavljanja.To je moguće zahvaljujući prisutnosti pulsnog rotora s magnetiziranim dijelovima: senzor prati ne samo promjenu smjera magnetskog polja, već i redoslijed prolaska magnetskih polova pored osjetnog elementa.
DSA ovog tipa su najpouzdaniji, pružaju visoku točnost u mjerenju brzine vrtnje kotača i učinkovit rad aktivnih sigurnosnih sustava vozila.
Opći princip rada senzora brzine kao dijela ABS i drugih sustava
Sustavi protiv blokiranja kotača, bez obzira na senzore ugrađene u njih, imaju isti princip rada.Upravljačka jedinica ABS-a prati signal koji dolazi od senzora brzine i uspoređuje ga s unaprijed izračunatim pokazateljima brzine i ubrzanja vozila (ovi pokazatelji su pojedinačni za svaki automobil).Ako se signal senzora i parametri zabilježeni u upravljačkoj jedinici podudaraju, sustav je neaktivan.Ako signal jednog ili više senzora odstupa od projektiranih parametara (to jest, kotači su blokirani), tada se sustav uključuje u kočioni sustav, sprječavajući negativne posljedice blokiranja kotača.
Više informacija o radu sustava protiv blokiranja kotača i drugih aktivnih sigurnosnih sustava automobila možete pronaći u drugim člancima na stranici.
Vrijeme objave: 24. kolovoza 2023