Det blokkeringsfrie bremsesystemet (ABS) overvåker parametrene for kjøretøyets bevegelse i henhold til avlesningene til sensorer installert på ett eller flere hjul.Lær om hva en ABS-sensor er og hvorfor den er nødvendig, hvilke typer den er, hvordan den fungerer og på hvilke prinsipper dens arbeid er basert - finn ut av artikkelen.
Hva er en ABS-sensor
ABS-sensor (også bilhastighetssensor, DSA) er en berøringsfri sensor for rotasjonshastigheten (eller hastigheten) til hjulet på kjøretøyer utstyrt med forskjellige elektroniske aktive sikkerhetssystemer og hjelpekontrollsystemer.Hastighetssensorer er de viktigste måleelementene som sikrer driften av det blokkeringsfrie bremsesystemet (ABS), stabilitetskontrollsystemet (ESC) og traction control.Sensoravlesninger brukes også i noen kontrollsystemer for automatisk girkasse, dekktrykkmålinger, adaptiv belysning og andre.
Alle moderne biler og mange andre kjøretøy med hjul er utstyrt med hastighetssensorer.På personbiler er det montert sensorer på hvert hjul, på nyttekjøretøy og lastebiler kan sensorer installeres både på alle hjul og i drivakseldifferensialer (en per aksel).Dermed kan blokkeringsfrie bremsesystemer overvåke tilstanden til alle hjul eller hjul på drivaksler, og basert på denne informasjonen foreta endringer i driften av bremsesystemet.
Typer ABS-sensorer
Alle eksisterende DSAer er delt inn i to store grupper:
• Passiv – induktiv;
• Aktiv — magnetoresistiv og basert på Hall-sensorer.
Passive sensorer krever ikke ekstern strømforsyning og har den enkleste designen, men de har lav nøyaktighet og en rekke ulemper, så i dag er de til liten nytte.Aktive ABS-sensorer trenger strøm for å fungere, er noe mer komplekse i design og dyrere, men gir de mest nøyaktige avlesningene og er pålitelige i drift.Derfor er det i dag installert aktive sensorer på de fleste biler.
DSA av alle typer har to versjoner:
• Rett (ende);
•Hjørne.
Direkte sensorer har form av en sylinder eller stang, i den ene enden av hvilken et sensorelement er installert, i den andre - en kontakt eller ledning med en kontakt.Vinkelsensorer er utstyrt med en vinkelkontakt eller en ledning med en kontakt, og de har også en plast- eller metallbrakett med boltehull.
Design og drift av ABS induktive sensorer
Dette er den enkleste hastighetssensoren i design og drift.Den er basert på en induktor viklet med en tynn kobbertråd, på innsiden av hvilken det er en ganske kraftig permanent magnet og en magnetisk jernkjerne.Enden av spolen med en magnetisk kjerne er plassert på motsatt side av metalltannhjulet (pulsrotoren), stivt montert på hjulnavet.Rotortennene har en rektangulær profil, avstanden mellom tennene er lik eller litt større enn deres bredde.
Driften av denne sensoren er basert på fenomenet elektromagnetisk induksjon.I hvile er det ingen strøm i sensorspolen, siden den er omgitt av et konstant magnetfelt - det er ikke noe signal ved utgangen til sensoren.Mens bilen beveger seg, passerer tennene til pulsrotoren nær den magnetiske kjernen til sensoren, noe som fører til en endring i magnetfeltet som går gjennom spolen.Som et resultat blir magnetfeltet vekslende, som i henhold til loven om elektromagnetisk induksjon genererer en vekselstrøm i spolen.Denne strømmen varierer i henhold til sinusloven, og frekvensen av strømendring avhenger av rotasjonshastigheten til rotoren, det vil si bilens hastighet.
Induktive hastighetssensorer har betydelige ulemper - de begynner å fungere bare når en viss hastighet er overvunnet og danner et svakt signal.Dette gjør det umulig for ABS og andre systemer å operere i lave hastigheter og fører ofte til feil.Derfor viker passive DSA-er av den induktive typen i dag for mer avanserte aktive.
Design og drift av hastighetssensorer basert på Hall-elementet
Sensorer basert på Hall-elementer er de vanligste på grunn av deres enkelhet og pålitelighet.De er basert på Hall-effekten - forekomsten av en tverrpotensialforskjell i en plan leder plassert i et magnetfelt.En slik leder er en firkantet metallplate plassert i en mikrokrets (Hall integrert krets), som også inneholder en evaluerende elektronisk krets som genererer et digitalt signal.Denne brikken er installert i hastighetssensoren.
Strukturelt er DSA med et Hall-element enkelt: det er basert på en mikrokrets, bak som det er en permanent magnet, og en metallplate-magnetisk kjerne kan plasseres rundt.Alt dette er plassert i et etui, på baksiden av hvilken det er en elektrisk kontakt eller en leder med en kontakt.Sensoren er plassert på motsatt side av pulsrotoren, som kan være laget enten i form av et metallgir eller en ring med magnetiserte seksjoner, pulsrotoren er stivt montert på hjulnavet.
Prinsippet for drift av Hall-sensoren er som følger.Den integrerte Hall-kretsen genererer konstant et digitalt signal i form av kvadratiske pulser med en bestemt frekvens.I hvile har dette signalet en minimal frekvens eller er helt fraværende.I begynnelsen av bilens bevegelse passerer magnetiserte seksjoner eller rotortenner sensoren, noe som medfører en endring i strømmen i sensoren - denne endringen overvåkes av evalueringskretsen, som genererer utgangssignalet.Frekvensen til pulssignalet avhenger av rotasjonshastigheten til hjulet, som brukes av det blokkeringsfrie bremsesystemet.
DSA av denne typen er blottet for ulempene med induktive sensorer, de lar deg måle rotasjonshastigheten til hjulene bokstavelig talt fra de første centimeterne av bilens bevegelse, er nøyaktige og pålitelige i drift.
Design og drift av anisotropiske magnetoresistive hastighetssensorer
Magnetoresistive hastighetssensorer er basert på den anisotropiske magnetoresistive effekten, som er en endring i den elektriske motstanden til ferromagnetiske materialer når deres orientering endres i forhold til et konstant magnetfelt.
Det følsomme elementet til sensoren er en "lagkake" av to eller fire tynne permalloy-plater (en spesiell jern-nikkel-legering), som metallledere påføres på, som fordeler magnetfeltlinjene på en bestemt måte.Platene og lederne er plassert i en integrert krets, som også huser evalueringskretsen for å danne utgangssignalet.Denne brikken er installert i en sensor plassert på motsatt side av pulsrotoren - en plastring med magnetiserte seksjoner.Ringen er stivt montert på hjulnavet.
Driften av AMR-sensorer koker ned til følgende.I hvile forblir motstanden til de ferromagnetiske platene til sensoren uendret, så utgangssignalet som genereres av den integrerte kretsen endres heller ikke eller er helt fraværende.Mens bilen er i bevegelse, passerer magnetiserte deler av pulsringen forbi sensorfølerelementet, noe som fører til en viss endring i retningen til magnetfeltlinjene.Dette forårsaker en endring i motstanden til permalloy-platene, som overvåkes av evalueringskretsen - som et resultat genereres et pulsert digitalt signal ved utgangen av sensoren, hvis frekvens er proporsjonal med bilens hastighet.
Det skal bemerkes at magnetoresistive sensorer lar deg spore ikke bare rotasjonshastigheten til hjulene, men også rotasjonsretningen og stoppøyeblikket.Dette er mulig på grunn av tilstedeværelsen av en pulsrotor med magnetiserte seksjoner: sensoren overvåker ikke bare endringen i magnetfeltets retning, men også sekvensen av passasje av de magnetiske polene forbi sensorelementet.
DSAer av denne typen er de mest pålitelige, de gir høy nøyaktighet ved måling av rotasjonshastigheten til hjulene og effektiv drift av aktive kjøretøysikkerhetssystemer.
Det generelle prinsippet for drift av hastighetssensorer som en del av ABS og andre systemer
Antilåse bremsesystemer, uavhengig av sensorene som er installert i dem, har samme operasjonsprinsipp.ABS-kontrollenheten overvåker signalet som kommer fra hastighetssensorene og sammenligner det med forhåndsberegnet indikatorer for hastigheten og akselerasjonen til kjøretøyet (disse indikatorene er individuelle for hver bil).Hvis signalet fra sensoren og parametrene registrert i kontrollenheten faller sammen, er systemet inaktivt.Hvis signalet fra en eller flere sensorer avviker fra designparametrene (det vil si at hjulene er blokkert), er systemet inkludert i bremsesystemet, og forhindrer de negative konsekvensene av å låse hjulene.
Mer informasjon om bruken av blokkeringsfri bremsing og andre aktive bilsikkerhetssystemer finner du i andre artikler på nettstedet.
Innleggstid: 24. august 2023