Датчик угла поворота рулевого колеса: виды, принцип действия

На примере этих датчиков можно научиться базовым операциям с электронной аппаратурой авто — правке дампа eeprom, работе с программатором, работе с can, работе со сканерами.На автомобилях Toyota и Lexus датчик угла поворота руля (SAS – steering angle sensor) стоит под рулевым колесом и закреплен прямо на шлейфе SRS.

Датчик вместе со шлейфом SRS

Zoom

Внешний вид снятых датчиков

Эти датчики надежные, но есть один нюанс…

Основная деталь датчика — вращающееся кольцо-шестерня, которое не имеет физических ограничений по оборотам, его можно крутить бесконечно.

Но у него есть программное ограничение по оборотам– если вы при включенном зажигании провернёте датчик больше чем на два оборота от нулевого положения, то он уйдёт во внутреннюю ошибку.

При этом на приборной панели загорится индикаторная лампа стабилизации, показания угла поворота станут неизменными (около 850 градусов) и в блоке ABS будет нестираемая ошибка.

Как можно перекрутить датчик? Да легко! достаточно снять рулевой вал или рулевую рейку и установить обратно не в том положении. Шлейф SRS может даже не порваться, так как у него по 2,5 «оборота на сторону», а вот датчик отправится в Вальгалу. Видел такое неоднократно.

Окей, датчик мы успешно сломали. Ну или не мы сломали, рукожопов ведь и кроме нас полно. Теперь давайте разбираться, как его починить.

Прежде всего снимите датчик с авто, работать предстоит на столе. Снимайте всборе со шлейфом и зафиксируйте его центральную часть.

Если шлефйф SRS еще не порван, не поленитесь выставить его в «ноль» Понять истинное нулевое положение SRS можно по специальным меточкам, которые совмещаются только в нулевом положении.

ну или аккуратненько по-старинке найдите крайние положения. Когда найдёте середину — скидывайте датчик угла.

В принципе, для дальнейшей работы не важно искать ноль датчика до ремонта, но и оставлять шлейф в натянутом положении как то непрофессионально.

Теперь датчик у вас в руках. Прилагаю распиновку контактов, нам предстоит включить и проверить датчик после ремонта прямо на столе, так как машины рядом может не оказаться.

Cl- can low, CH- can high

Сильно разбирать датчик не следует, нам всего лишь нужно добраться до платы. Особенно не рекомендую снимать шестерни и выковыривать из них магниты, так как это добавит вам проблем.

Как только добрались до платы найдите память eeprom. С ней нам и предстоит работать. Дело в том, что ошибка датчика прописывается в содержимом этой памяти.

Нам нужно будет прочесть содержимое и удались сведения об ошибке.

Память слева снизу, восьминогая такая.

Для того, чтобы постоянно не выпаивать и не впаивать память на датчик, я вынес ее в сторонку на проводах. Бывалые инженеры не рекомендуют делать провода длинными, так как это может привести к ошибкам при программировании.

Теперь подключаем память к программатору. Я использовал дешевый программатор с алиэкспресса CH341A. Он отлично справился со своей задачей.

Считываем дамп и смотрим где там ошибка. Дамп выглядит как таблица с шестнацатиричными числами.

Вот так выглядит содержимое памяти. Наша задача подправить некоторые значения.

Прямо предвижу вопрос — WTF?! Что это за шифрограмма и что там нужно править?!

Теперь самое важное — что именно править в этой таблице? Для того, чтобы понять в каких ячейках прописывается ошибка, желательно иметь дампы от подобных датчиков «до и после» ремонта.

Учтите, что править следует именно родной дамп, а не заливать левый. У меня не было образца «здорового» дампа и я заплатил акуле-капиталисту из другого города 1000р. за правку содержимого моего датчика.

Сравнил дампы, сделал некоторые выводы.

Забегая вперед, скажу, что акула-капиталист сделал свою работу на отлично и датчик включился. Я тут же взял второй перекрученный датчик, который был в запасе и поправил его дамп. Для верности, чтобы проверить свой навык, я снова заплатил акуле-капиталисту 1000р. за правку второго дампа. Присланный им дамп и моя версия совпали. Обучение правке дампов обошлось в 2000р. Profit.

Моя правка и работа акулы-капиталиста. Совпадает. Работает.

К этой статье, выложенной в ВК я прикреплю архив разных дампов «до и после» ремонта, по ним вы сможете всё сделать. Я дублирую статьи и на драйве архива не будет, если что ищите группу автосервиса или мою страничку в вк.

Вернемся к ремонту. Вы подумали-подумали и поняли, как править дамп, сделали правку, залили всё в память. Теперь датчик следует запустить для проверки.

Делать это будем при помощи старого-доброго КанХаккера. Высавьте шестерню датчика в нулевое положение (у шестерни есть толстый и тонкий зубцы, которые цепляются за шлейф SRS, ориентируйтесь по ним).

Подключите к датчику провода согласно распиновке. В настройках канхакера установите скорость 500кб и подключитесь к устройству. Подайте питание на датчик с залитым правленым дампом.

От датчика по кан шине побегут пакеты, верхняя строка это и есть угол, который показывает датчик (ID 025).

Если при лёгком вращении датчика, у вас меняются показания первой строки — вы на правильном пути. Если показания не меняются — вы где то допустили ошибку. Главная задача сделать так, чтобы датчик без ошибок провернулся на два оборота от нуля в каждую сторону. Если он так делает и не валится в аварию, его можно готовить к установке.

Процесс установки простой. Закидываем на машину, собираем все в «нуле», т.е. руль стоит ровно, колёса стоят ровно. После установки датчика включаем зажигание и проводим его калибровку.

Вот и всё. Ремонт по сложности, как готовить гуся.

• «Гусь, ты готов?»
• «Да!»
• «Гусь готов, Господа!»

Датчик угла поворота руля — устройство и функции | Master Service

Наверное, многие водители слышали о датчике угла поворота руля или датчике положения руля, но мало кто осознает всю важность этого элемента рулевого управления. Вот вы знали, что от состояния датчика зависит работа всего электроусилителя руля?

Техническая информация о датчике

Датчик угла поворота руля – элемент ЭУРа (ЭГУРа), который определяет положение руля в диапазоне 720⁰ в каждую сторону. Чаще всего датчик стоит на рулевой электро колонке под рулем, реже – на валу распределителя рулевой рейки или над травмобезопасным валом колонки.

Датчик угла поворота руля для Mercedes-Benz E-Class

Что измеряет датчик:

• угол поворота руля;
• направление поворота;
• угловую скорость.

Датчик связан с блоком управления электроусилителя, который, исходя из полученных данных, корректирует работу электромотора усилителя. Исправный датчик гарантирует высокую точностью работы электроусилителя.

Помимо ЭУРа и ЭГУРа, датчик угла поворота руля может быть связан с системами:

• курсовой устойчивости;
• адаптивного круиз-контроля;
• помощи движения в полосе;
• адаптивного освещения;
• активного рулевого управления;
• активной подвески.

Виды датчиков

Существует три вида датчиков угла поворота руля, которые отличаются по принципам работы и конструкции:

• потенциометрические;
• оптические;
• магниторезистивные.

Каталог рулевых колонок с EPS (электроусилителем руля)

Перейти

Потенциометрический датчик относится к группе контактных датчиков. Узел состоит из двух потенциометров, которые установлены на рулевой колонке. Чтобы потенциометры правильно измеряли относительные и абсолютные углы поворотов руля, один из потенциометров смещен относительно второго на 90⁰.

Как работает такой датчик? Все очень просто – чем больше угол поворота руля, тем выше сопротивление на потенциометре. Сопротивление растет пропорционально углу поворота.

Главное преимущество потенциометрического датчика – простая конструкция, а главный недостаток – низкая надежность. В современных автомобилях данный вид датчиков встречается крайне редко.

Оптический датчик – более совершенный вариант сенсорного устройства. Узел состоит из кодирующего диска, светодиодов, фоторезисторов и блока определения полных оборотов вращения.

Оптический датчик угла поворота руля

Кодирующий диск прикреплен к валу рулевой колонки и состоит из внутреннего и внешнего сегментных колец. На внутреннем кольце равномерно расположены несколько отверстий, а на внешнем кольце отверстия расположены неравномерно. Устройство внутреннего сегментного кольца позволяет определить угол поворота руля, а с помощью внешнего кольца датчик определяет направление поворота руля.

Между кольцами стоят светодиоды, а с наружной части колец установлены фоторезисторы. Количество источников света и фоторезисторов зависит от модели датчика.

Как работает оптический датчик :

• когда водитель поворачивает руль, свет от светодиодов попадает на фоторезисторы и в электрической цепи генерируется напряжение;
• электронный блок управления считывает данные по импульсам напряжения и рассчитывает  угол и направления поворота руля.

Оптические датчики  встречаются чаще, чем потенциометрические.

В большинстве современных электроусилителей используют магниторезистивные датчики. Магниторезистивный датчикизмеряет угол и направления поворота руля, а также определяет угловую скорость, с которой вы поворачиваете руль. Поэтому  блок управления более точно определяет и задает скорость работы электромотора усилителя.

Конструкция магниторезистивного датчика:

• корпус;
• магниторезисторы;
• подвижные магниты.

Центральные элементы датчика – гигантские магниторезисторы (GMR) или их аналоги, анизотропные магниторезисторы (AMR). Подвижные магниты вращаются за счет зубчатой передачи, причем каждое следующее приводное колесо имеет зубьев на один больше, чем предыдущее.

Магниторезистивный датчик угла поворота руля

Как работает магниторезистивный датчик? ля каждого положения руля существует определенное положение подвижных магнитов. Магниторезисторы определяют положение магнитов, после чего блок управления на основании полученных данных рассчитывает угол, направление и угловую скорость поворота руля.

Магниторезистивные датчики  самые современные и надежные из всех описанных.

Причины и признаки неисправностей датчика

Датчик угла поворота — электромеханический узел. Соответственно, его слабые места — металлические элементы и проводка.

Например, если лопнул защитный пыльник на валу распределителя, вал начнет ржаветь и если вовремя не устранить проблему, коррозия постепенно доберется и до датчика.

Также если датчик стоит на рулевой рейке и на него попала влага и грязь, элементы электрической цепи могут выйти из строя и датчик перестанет работать или будет неправильно определять угол, направления и скорость поворота руля.

Датчик угла поворота руля – точный и хрупкий элемент. Его показания сбиваются, если смещен физический ноль, нарушена геометрия подвески, отключился аккумулятор. Признаки неисправностей датчика положения руля:

• желтый (ошибка в работе) или красный (полное отключение усилителя) индикаторы на приборной панели. Внешне индикатор выглядит как руль;
• руль вращается туго, рывками, проваливается, дергается из стороны в сторону;
• колеса с запозданием откликаются на повороты руля, автомобиль ведет в сторону.

Датчик, установленный на рулевой колонке

Что делать, если возникла проблема в работе датчика угла поворота руля? Вариант только один – ехать на специализированное СТО по ремонту рулевого управления. Только опытный мастер с подходящим оборудованием и инструментами, найдет причину неисправности рулевой колонки и устранит ее без серьезных последствий для всего рулевого управления.

Датчик угла поворота рулевого колеса

Применение

Электронная программа стабилизации (ESP) должна вести автомобиль по заданному водителем курсу с целенаправленным воздействием на тормоз. Для этого в приборе управления заданный угол поворота рулевого колеса и заданное приводное усилие, прикладываемое к тормозной колодке, сопоставляется с фактическим поворотом, скоростью автомобиля и при необходимости отдельные колеса притормаживаются.

Для определения значения угла поворота рулевого колеса в принципе подходят все виды угловых датчиков. Но для обеспечения безопасности подходят модели, которые либо легко проверяются на правильность функционирования, либо — в идеальном случае — могут выполнять самопроверку. Используются потенциометры, оптические кодовые определители и магнитнорезистивные датчики.

В большинстве используемых датчиков требуется, прежде всего, постоянная регистрация и сохранение текущих данных о повороте рулевого колеса, поскольку ходовые угловые датчики могут осуществ- лять измерения не больше 360°, а рулевое колесо легкового автомобиля имеет угловой диапазон ±720° (четыре оборота).

Рисунок № 1 Анизотропный магнитнорезистивный датчик угла поворота рулевого колеса LWS3 (принцип)
	Рулевой вал Измерительные ячейки АМР (анизотропные магниторезистивные) Зубчатое колесо с зубцами Электроника для обработки данных Магнит Зубчатое колесо с η > m зубцами Зубчатое колесо с m + 1 зубцами

Конструкция и принцип действия

Датчик угла поворота рулевого колеса с анизотропным магниторезистивным элементом

Датчик угла поворота рулевого колеса LWS3 работает с «анизотропными магниторезистивными датчиками» (АМР), электрическое сопротивление которых изменяется из-за направления внешнего магнитного поля.

Информация об угле в диапазоне четырех полных оборотов формируется путем измерения угла поворота двух зубчатых колес, которые приводятся в действие зубчатым колесо расположенным на рулевом валу.

Оба зубчатых колеса различаются на один зуб, за счет этого для каждого варианта положения рулевого колеса существует однозначная пара параметров угла.

Рисунок № 2 AMR-датчик угла поворота рулевого колеса LWS3 (конструкция)

Благодаря математическому алгоритму (процесс вычислений по определенной схеме), рассчитывается угол поворота рулевого колеса, при этом можно корректировать точность измерений обоих анизотропных магниторезистивных датчиков. Дополнительно имеется возможность самоконтроля, когда через выход CAN можно передавать очень достоверный параметр измерения на прибор управления.

На рис. 1 схематично изображена конструкция датчика угла поворота рулевого колеса LWS3. На нем видны оба зубчатых колеса, в которые вставлены магниты. Над ними расположены датчики и электроника, обрабатывающая данные.

Другая модель — датчик угла поворота рулевого колеса LWS4, который четко измеряет угол поворота рулевого колеса на 180°. Он устанавливается на конце вала оси рулевого колеса (рис. 3).

Датчик угла поворота рулевого колеса с ГМР-элементом

Датчик LWS5 является первым датчиком угла поворота рулевого колеса, принцип работы которого основан на ГМР-эффекте (гигантский магниторезистивный эффект). Механическая конструкция и принцип действия заимствованы от LWS3. Модели LWS3 и LWS5 совместимы механически и электрически.

Рисунок № 3 Анизотропный магниторезистивный датчик угла поворота рулевого колеса LWS4 для установки на конце вала управляемого моста
	Вал рулевого управления Рулевой механизм Датчик угла поворота рулевого колеса Рулевая рейка

Гигантские магниторезистивные слои наносятся на планаризированную поверхность схемы обработки данных (вертикальная интеграция). ГМР-мост для измерения сопротивлений и схема обработки данных соединены друг с другом с помощью монтажных соединений. Эти короткие соединения увеличивают устойчивость датчика к внешним помехам.

Оба ГМР-элемента измеряют направление линий поля обоих магнитов. В микропроцессоре по этим результатом рассчитывается угол поворота. Коммуникация между сенсорным элементом и микропроцессором осуществляется через цифровой интерфейс (СП-интерфейс). Рассчитанный параметр угла поворота передается микропроцессором по CAN шине.

Из-за высокой чувствительности — по сравнению с AMP-эффектом (анизотропным магниторезистивным) — датчик LWS5 может работать с менее мощным магнитом и большим воздушным зазором. Это значительно сокращает затраты на материал и дизайн.

Угловой диапазон в 360° отдельного ГМР-элемента (для АМР типичным является диапазон 180°) позволяет в модели LWS5 использовать зубчатые кольца меньшего размера. Поэтому ему необходимо значительно меньшее монтажное пространство, по сравнению с моделью LWS3.

Кроме того, он дает большой диапазон масштабирования, который отражает диапазон измерений (от ±90° до ±780°) и в градусах дублирования. За счет этого достигается возможность приведения датчика в соответствие со специфическими требованиями различных производителей автомобилей.

Принцип действия датчика угла поворота рулевого колеса

Как видно из названия, датчик угла поворота рулевого колеса необходим для определения угла передвижения, а также для измерения угловой скорости. С его помощью удается определить направление машины, задаваемое шофером. Это устройство применяется в функционировании целого ряда механизмов.

Принцип работы

Если в качестве основы взять адаптивное освещение, можно описать принцип работы следующим образом: приспособление фиксирует, на сколько градусов осуществлен поворот.

Эта информация автоматически передается в блок управления. Блок распределяет поступившие данные между другими системами. В зависимости от полученных значений выполняется либо перемещение фары, либо подключение дополнительных ламп.

Таким образом, для водителя обеспечивается лучшая боковая видимость.

Виды

Есть несколько типов таких устройств, которые построены на разных принципах измерения. Подробнее о них в следующих разделах.

Потенциометрический

Это контактный вид. Содержит два потенциометра, которые крепятся к рулевой колонке. Один смещен на 90° по отношению к другому. Такое размещение позволяет измерять угол перемещения. Однако стоит отметить, что такие устройства практически не применяются сейчас, поскольку характеризуются невысокой надежностью.

Оптический

Это усовершенствованное устройство. Приспособление данного типа объединило в себе источники света, блок определения количества оборотов, диск кодировки. В нем присутствуют два кольца.

На внутреннем имеются отверстия, на наружном они также присутствуют, однако являются неравномерными. Структура внутреннего кольца позволяет определить, на сколько градусов повернули рулевое колесо.

Внешнее кольцо определяет направление вращения.

Магниторезистивный

Такой датчик считается универсальным. Он позволяет измерять угловую скорость. В нем присутствует два магниторезистивных элемента, которые закреплены на корпусе.

Магниты вращаются с помощью зубчатой передачи. Блок управления измеряет градус поворота, направление и скорость.

Видео «Замена датчика угла поворота руля на BMW E65»

В этом видео вы увидите как правильно производить замену датчика угла поворота рулевого колеса на автомобиле BMW E65.

Датчик угла поворота рулевого колеса – возможные неисправности и ремонт

В какой-то момент я заметил, что на машине стало невыносимо ездить. Получая всегда удовольствие от управления автомобилем (даже иногда искал повод, куда – либо съездить), вдруг утратил его.  Стал быстро утомляться от нахождения за рулем и передвигался на машине только по необходимости.

Заострив внимание на этом, я решил разобраться, в чем проблема. И оказалось, что машина стала очень плохо слушаться руля. Появилось ощущение, что она за ним не успевает. Крутить руль стало тяжелей. От этого и дискомфорт управления, в следствии и усталость.

Поиск причины дискомфорта от вождения

Поиск причины такого поведения автомобиля начался с проверки ходовой части. Не выявив особых нареканий по механической части, начал искать проблему в электронике. Проведя компьютерную диагностику, нашли ошибку в работе датчика угла поворота рулевого колеса.

В BMW X 5 как у меня датчик находится над крестовиной рулевого вала (в ногах водителя). Хотя большая часть производителей устанавливают их сверху и чтобы добраться до датчика, достаточно снять руль.

Для того чтобы добраться к датчику, мне пришлось выполнить следующие действия:

1. Начал с того, что освободил подход. Снял пластиковую, черную защиту блока педалей. Затем декоративную панель, которая находиться под рулем. Весь пластик крепиться саморезами под небольшую крестовую отвертку.
2. Получив доступ к нижней части рулевого вала я, наконец, увидел сам датчик.

Для демонтажа датчика необходимо разобрать рулевой вал. Это занятие также требует знаний, как их выполнять. Мои действия были следующими:

• двумя накидными ключами на 13, я открутил болт фиксации крестовины и вынул его;
• затем, чтобы зафиксировать руль, провернул его до шелчка;
• дальнейшие работы проводить удобней на зафиксированном валу. Аккуратно сбиваю нижнюю часть вала со шлицов (на удлинителе она без труда уходит вниз);
• перед тем, как окончательно его снять, делаю маркером метки, чтобы при сборке, поставить, как было;
• отключаю клемму датчика и стягиваю его вниз. Датчик одевается на направляющие, и поэтому он становиться только в одном положении, что избавляет от риска поставить его неправильно.

Выполнение ремонта датчика

Ну вот, датчик у меня в руках. Поскольку оригинальный стоит около 13000 рублей, а контрактный около 5000, я решил попробовать отремонтировать свой. Для этого мне понадобилась маленькая, крестовая отвертка (как у часовщиков).

Аккуратно открутив мелкие шурупы по периметру, я располовинил датчик. Получил диск с медными дорожками и крышку с четырьмя контактами.

Как выяснилось, слабое место таких датчиков, это контакты. Так случилось и в моем случае. Два из четырех были совсем стерты.

Вооружившись паяльником и мелкой, медной проволочкой, я как смог восстановил контакты. Паяльник не нужен мощный, да и жало желательно тонкое. Убрал всю грязь и пыль. Затем аккуратно собрал датчик обратно.

После установки датчика, внимательно проверьте соединение клеммы. Пропустите провод так, чтобы он ничего не цеплял.

Дальше можно собирать. Собираем все в обратном порядке. Главное не торопитесь, делайте все аккуратно, чтобы потом не переделывать. Убедитесь, что контрольная лампа гаснет, как и все остальные.

Для меня было приятной новостью, когда все заработало. Если честно думал, что все бесполезно и придется покупать новый датчик. Кстати сказать, эти датчики довольно хрупкая вещь, даже производители советуют их менять не реже чем 20 т. километров пробега.

Итак, все собрано и работает, осталось только откалибровать датчик. Калибровка, это настройка правильной работы и соблюдение всех технических параметров датчика.

Для меня стало новостью, что калибровать датчик положения руля необходимо периодически, а не только по необходимости. После любых работ с передней подвеской, при замене колес на другой диаметр, в случае если машина с большим пробегом, калибровка датчика руля обязательна.

Я не имея навыков и должных знаний, а главное специального программного обеспечения, эту работу доверил специалистам. Благо хороших автоэлектриков, в наше время, достаточно. Приехал, подключили компьютер, полчаса и готово.

За время работы по ремонту датчика положения руля, я понял как незначительная поломка, может сказаться на поведении автомобиля. Ведь в современных машинах, опираясь на показания именно этих датчиков, работают все вспомогательные функции. Такие как: автопилот, удержание в полосе, включение интеллектуального привода и тому подобные.

Управляя полностью исправным автомобилем, не только получаешь удовольствие, но и понимаешь, насколько он безопасен.

Что такое датчик угла поворота рулевого колеса и для чего он нужен?

Среди огромного количества автомобильных датчиков, которым и была посвящена наша отдельная статья, важную роль играет еще один неотъемлемый элемент современных автомобилей – это датчик угла поворота рулевого колеса. Как правило, располагается либо на самом рулевом механизме, либо в месте крепления рулевого колеса к рейке. Если вы не имеете никакого представления о назначении и принципе работы данного элемента, то прочитав данную статью, вы сразу же уясните для себя все нюансы относительно его функционала.

Для чего нужен датчик угла поворота рулевого колеса?

Совершенно понятно, что датчик определяет градус угла поворота, направление поворота рулевого колеса, но для чего все это нужно? Здесь необходимо вспомнить о наличии других электронных опций автомобиля, для которых наличие подобного датчика является обязательным.

К таковым необходимо отнести систему круиз-контроля, относительно новейшие разработки — адаптивное освещение и адаптивная подвеска. Исходя из этого, датчик угла поворота рулевого колеса – это элемент, который необходим для работы не одной, а сразу нескольких систем.

Примечательно, что в зависимости от марки автомобиля, устройство датчика может заметно отличаться. К примеру, датчик угла поворота рулевого колеса на Мерседес, БМВ, Ауди, может заметно отличаться своим техническим составляющим. Поэтому разделяют 3 типа датчиков, которыми оснащались определенные марки и модели автомобилей.

Оптический датчик считается вполне надежным устройством, относительно других видов датчиков угла поворота. Устанавливается датчик угла поворота рулевого колеса на BMW автомобилях различных моделей, начиная от серии X, заканчивая легковыми представителями.

Магниторезистивный датчик – самый современный представитель, отличается расширенным функционалом в сравнении с собратьями. Устанавливается сей датчик угла поворота рулевого колеса на Мерседесы, да и на другие элитные марки авто.

Что касается потенциометического датчика, это устаревший тип и на современные авто он уже практически не устанавливается, ввиду имеющихся недостатков.

Принцип работы

Что касается работы датчика, возьмем за основу то же адаптивное освещение, которое оснащено поворотными фарами или дополнительными лампами, включающимися при повороте.

Датчик фиксирует градус поворота рулевого колеса, отправляет эти данные в блок управления.

Тот, в свою очередь, распределяет эти данные между системами и в случае с адаптивным освещением, при большом угле поворота осуществляется и поворот фары, или подключение дополнительных ламп, чтобы обеспечить водителю лучшую боковую видимость.

Разумеется, весь процесс работы приведен весьма условно, но теперь совсем не сложно представить важность этого датчика для других систем.

Надеемся, что вы получили хотя бы маленькое представление о том, что это – датчик угла поворота рулевого колеса. Отметим также, что в ряде случаев, когда с той или иной системой возникали неполадки, то виной этому являлся этот самый датчик. Поэтому диагностика правильности его работы – это одно из важнейших мероприятий.

Датчик угла поворота рулевого колеса

Датчик угла поворота рулевого колеса является одним из датчиков положения, которые широко используются в электронных системах автомобиля.

В отличие от других датчиков датчик угла поворота рулевого колеса определяет угловое перемещение в широком диапазоне (свыше 720° в каждую сторону или четыре полных оборота рулевого колеса).

Датчик устанавливается на рулевой колонке между переключателем и рулевым колесом, реже – на рулевом механизме.

Датчик угла поворота рулевого колеса служит для определения угла поворота (относительный угол), направления поворота (абсолютный угол) и угловой скорости рулевого колеса. Перечень функций определяется потребностями конкретной системы автомобиля. Таким образом, с помощью датчика угла поворота рулевого колеса определяется направление движения, которое задает водитель.

Датчик угла поворота рулевого колеса используется в работе нескольких автомобильных систем: курсовой устойчивости,адаптивного круиз-контроля, помощи движению по полосе,электрогидравлического усилителя рулевого управления,электромеханического усилителя рулевого управления, активного рулевого управления, адаптивного освещения, активной подвески.

В качестве датчика угла поворота рулевого колеса используется несколько типов датчиков, построенных на различных физических принципах измерений: потенциометрический, оптический и магниторезистивный.

Потенциометрический датчик угла поворота рулевого колеса

Потенциометрический датчик угла поворота рулевого колеса относится к контактным датчикам. Он включает два потенциометра, закрепленных на рулевой колонке.

Один потенциометр смещен относительно другого на 90°, что позволяет определять относительный и абсолютный углы поворота рулевого колеса. Изменение сопротивления потенциометра пропорционально углу поворота рулевого колеса.

Ввиду невысокой надежности, связанной с наличием подвижных контактов, потенциометрические датчики в рулевом управлении в настоящее время почти не применяются.

Оптический датчик угла поворота рулевого колеса

Более совершенным сенсорным устройством является бесконтактный оптический датчик угла поворота рулевого колеса. Датчик объединяет кодирующий диск, источники света, светочувствительные элементы, блок определения полных оборотов вращения.

Кодирующий диск жестко закреплен на рулевой колонке. Он имеет два сегментарных кольца – внутреннее и наружное.

На внутреннем кольце равномерно по окружности размещены прямоугольные отверстия, на наружном кольце отверстия расположены неравномерно.

Конструкция внутреннего кольца позволяет определять величину угла поворота рулевого колеса. С помощью внешнего кольца оценивается направление вращения рулевого колеса в любой момент времени.

Между кольцами расположены источники света – светодиоды. Снаружи колец установлены светочувствительные элементы –фоторезисторы. Количество светодиодов и фоторезисторов различается в зависимости от конструкции датчика.

При попадании луча света от светодиода на датчик, в электрической цепи генерируется напряжение, при отключении света – напряжение падает.

На основании импульсов напряжения электронный блок управления рассчитывает угол и направление поворота рулевого колеса.

Магниторезистивный датчик угла поворота рулевого колеса

Магниторезистивный датчик угла поворота рулевого колеса является более универсальным устройством, т.к. помимо относительного и абсолютного угла поворота рулевого колеса позволяет определять его угловую скорость. Конструктивно датчик включает два магниторезистивных элемента, закрепленных в корпусе датчика. Магниторезисторы взаимодействуют с двумя подвижными магнитами.

В основе датчика лежат гигантские магниторезисторы (GMR) или анизотропные магниторезисторы (AMR). Каждый из магнитов вращаются посредством зубчатой передачи. Приводные зубчатые колеса имеют различное количество зубьев, отличающееся на единицу.

Измерения построены на том, что для каждого положения рулевого колеса существует свое положение магнитов, которое фиксируют магниторезисторы.

На основании этого электронный блок управления определяет величину угла поворота, его направление и скорость.

Калибровка датчика угла поворота руля

This website uses cookies to provide you with the best user experience and ensure a secure and effective website use. By further using this website you agree with the use of cookies. To read more about cookies we use see our Privacy Policy

Датчиками угла поворота руля (SAS) уже никого не удивишь. Ведь они применяются с начала 1990-х. Однако с развитием систем электронного контроля устойчивости (ESC) их калибровка после планового техобслуживания только недавно стала насущной потребностью.

Наряду с тем, что для большинства работ, связанных с обслуживанием системы рулевого управления потребуется выполнение еще одного действия, это также означает и потенциально выгодную возможность обслуживания для автомастерских, знающих об этой особенности.

В настоящей статье мы подробнее рассмотрим датчики SAS, их функции, причины, по которым необходима их калибровка, а также по каким признакам можно определить неисправный датчик.

Эта информация позволит вам правильно выполнить обслуживание системы рулевого управления, откалибровать датчик и передать исправный автомобиль довольному клиенту…

Что такое датчик угла поворота руля? 

За последнее десятилетие автопроизводители внедрили в систему рулевого управления множество датчиков. В их число входят датчики поворота руля, которые по несколько штук устанавливаются внутри рулевой колонки. Являясь неотъемлемой частью системы курсовой устойчивости автомобиля, эти датчики передают точные данные о положении рулевого колеса и скорости его поворота.

Он также обменивается данными с датчиками поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, акселерометром и датчиками скорости вращения колес для измерения динамики автомобиля; понимания того маневра, который выполняет автомобиль, и того маневра, который пытается сделать водитель, а также для необходимых корректировок в работе гидравлического блока системы ABS для сохранения управляемости автомобиля.

Как работает датчик угла поворота руля?

Существует два вида датчиков поворота руля: аналоговые и цифровые. Последние устанавливаются на большинство современных автомобилей. Аналоговые датчики имеют 5-вольтовое опорное напряжение, заземление на массу и сигнальный выход.

При полном повороте рулевого колеса датчик генерирует сигнал от 0 до 5 вольт.  Разница в напряжении используется для определения скорости вращения и угла поворота.

В отличие от аналоговых цифровые датчики используют для измерения скорости вращения, угла поворота, направления поворота и другой важной информации свет светодиода. 
 

В и в том и в другом случае датчик SAS регистрирует несоответствия между положением рулевого колеса и направлением движения автомобиля.

Используя эти данные система курсовой устойчивости подключается и помогает водителю удерживать автомобиль на нужной траектории.

Например, в случае обнаружения недостаточной поворачиваемости для исправления ситуации система автоматически активирует тормоз заднего колеса со стороны, в которую осуществляется поворот. 

Выходят ли датчики положения руля из строя?

Не смотря на то, что датчики поворота руля спроектированы для исправной работы на всем протяжении эксплуатации автомобиля, как и другие электронные компоненты они подвержены износу.

Они также могут получить повреждения при выполнении обслуживания других элементов усилителя рулевого управления. Поэтому на всякий случай полезно знать основные признаки неисправности этих датчиков.

Существует несколько распространенных признаков, на которые стоит обратить внимание:

• Включен предупреждающий индикатор: в случае выхода датчика поворота руля из строя загорается индикатор неисправности, связанный с системой курсовой устойчивости, указывающий на то, что система была отключена и требует обслуживания. На большинстве автомобилей в этом случае загорается индикатор антипробуксовочной системы, однако может загореться и индикатор неисправности двигателя.
• Люфт рулевого колеса: если датчик поворота руля неисправен или установлен неправильно, он может посылать неверные данные в электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Это может стать причиной неправильных действий со стороны системы курсовой устойчивости, проявляющихся в виде люфта руля или неправильного отклика на поворот руля.

Почему необходимо выполнять калибровку датчика угла поворота руля?

Поскольку автомобили, оборудованные системами ESC и ADAS, такими как система контроля положения автомобиля относительно дорожной разметки и система автономного экстренного торможения, а также другими системами обеспечения безопасности, используют данные с датчиков поворота руля, после выравнивания угла установки колес или замены компонентов, способных повлиять на угол схождения и тяги теперь требуется выполнение калибровку этих датчиков. Это позволит данным системам получать точную информацию о движении автомобиля как для его прогнозирования, так и для корректировки с целью обеспечения безопасности. Если датчик попорота руля не будет откалиброван, а угол поворота руля будет слишком большим, система курсовой устойчивости будет работать неправильно и в итоге отключится. 

Как откалибровать датчик поворота руля?

Не смотря на значительные различия в выполнении данной процедуры в зависимости от производителя и модели автомобиля, существуют основные методы калибровки датчиков поворота руля, для обеспечения их взаимодействия с другими датчиками, входящими в состав этих систем.

• Самокалибровка: На некоторых новых автомобилях имеется возможность самокалибровки или автокалибровки путем поворота руля от упора до упора и до центрального положения с последующим поворотом ключа. В других автомобилях для запуска калибровки необходимо выполнить ряд команд. 
• Ходовые испытания: На более новых автомобилях, оборудованных более совершенными датчиками скорости, имеется функция автоматической калибровки датчиков поворота руля во время последующего движения автомобиля по прямой траектории в течение заданного времени. На крейсерской скорости это занимает всего несколько секунд.
• Калибровка с использованием диагностического сканера: Для калибровки датчиков поворота руля на некоторых автомобилях требуется диагностический сканер. В некоторых системах регулировки угла установки колес даже имеется встроенная функция калибровки датчиков поворота руля, благодаря чему после выравнивания колес отпадает необходимость в отдельной процедуре диагностики. 

 Большинство производителей рекомендуют выполнять калибровку датчика поворота руля на земле, а не на подъемнике. В случае возникновения сомнений для правильного выполнения процедуры необходимо свериться с руководством по техобслуживанию, предоставленным производителем.

 
Помните, не зависимо от конструкции автомобиля и порядка выполнения процедуры, калибровка датчика поворота руля с сегодняшнего дня должна стать неотъемлемой частью процедуры выравнивания угла установки колес и соответствующим образом отразиться на ее стоимости для клиента.

Для независимых автомастерских это означает появление еще одной дополнительной услуги.