Czujniki prędkości obrotowej kół

Funkcja

System zapobiegania blokowaniu kół (ABS) jest obecnie standardowym wyposażeniem wszystkich nowych pojazdów rejestrowanych w Europie. Elektronicznie sterowany system wspomagania kierowcy (ESP®) jest na dobrej drodze, by dołączyć do tego grona. Aby te elektroniczne systemy bezpieczeństwa jazdy działały niezawodnie, potrzebują informacji dotyczących:

• prędkość obrotową kół
• Przebieg ruchu pojazdu
• siły oddziałujące na samochód

Zadaniem czujników prędkości obrotowej kół, zwanych również czujnikami kół, jest rejestrowanie
prędkości obrotowej kół i przesyłanie tej informacji w postaci sygnału do modułu sterującego systemu ABS lub ESP®. Nowsze czujniki rejestrują dodatkowo kierunek obrotu kół.

Na podstawie tych danych moduł sterujący ABS może podczas gwałtownego hamowania rozpoznać, które koła ulegają zablokowaniu, i podjąć odpowiednie działania w celu ustabilizowania pojazdu. Podobnie zachowuje się moduł sterujący ESP®, gdy na podstawie prędkości obrotowej kół i innych informacji z czujników rozpoznaje krytyczne sytuacje na drodze.

Aktywne czujniki koła

System ABS został rozszerzony o funkcje ESP® lub systemu kontroli poślizgu kół
(– ASR). W związku z tym rozszerzeniem konieczne jest zastosowanie układów czujników, które generują sygnał nadający się do wykorzystania przy bardzo niskich prędkościach, praktycznie aż do całkowitego zatrzymania. W tym celu stosuje się czujniki aktywne. Działają one na zasadzie magnetorezystancji: są zasilane napięciem i pobierają sygnał z tzw. „koła enkodera” – magnetycznego generatora impulsów. Aktywne czujniki kół mają następujące możliwości:

• Mogą mierzyć prędkość obrotową koła aż do całkowitego zatrzymania pojazdu
• Mogą rejestrować kierunek obrotu
• są znacznie mniej wrażliwe na czynniki mechaniczne niż pasywne czujniki kołowe

To ostatnie przejawia się w tym, że są one odporne na korozję. Ponadto zmienne odległości między czujnikami nie mają wpływu na sygnał czujnika. Co więcej, aktywne czujniki kołowe mają następujące zalety:

• Działają niezawodnie w temperaturach od -40 °C do 150 °C
• Dostarczają cyfrowy sygnał wyjściowy, który nie wymaga konwersji i dzięki temu może być bezpośrednio przetwarzany przez moduł sterujący
• Dzięki znacznie dokładniejszym informacjom o prędkości sygnały aktywnych czujników kół mogą być wykorzystywane również przez inne układy pojazdu, na przykład przez układ sterowania silnikiem i skrzynią biegów lub przez systemy nawigacyjne.

Pasywny czujnik koła

W początkowym okresie stosowania układów ABS wykorzystywano tzw. „pasywne czujniki kołowe”. Działają one na zasadzie indukcji i dostarczają do elektronicznego modułu sterującego analogowy sygnał wyjściowy w postaci napięcia przemiennego. Cechą charakterystyczną czujników pasywnych jest to, że odbierają sygnał z koła zębatego czujnika, które zazwyczaj jest wciskane na tarczę hamulcową, bęben hamulcowy, oś lub piastę koła. Pasywne czujniki koła dostarczają użyteczny sygnał już od prędkości około 7 km/h.

Bezpieczeństwo

Systemy stabilizacji pojazdu, zarządzanie silnikiem oraz sterowanie skrzynią biegów wspólnie przyczyniają się do:

• wysokiego poziomu bezpieczeństwa jazdy,
• znacznie lepszej dynamiki jazdy,
• większego komfortu prowadzenia,
• niskiego zużycia paliwa,
• niższej emisji CO₂

Czujniki prędkości obrotowej kół dostarczają tym systemom podstawowych informacji niezbędnych do prawidłowego działania. W ten sposób odgrywają one kluczową funkcję w systemie bezpieczeństwa jazdy.

Utrzymanie wartości

Ze względu na swoje umiejscowienie, czujniki prędkości obrotowej kół są elementami narażonymi na największe obciążenia mechaniczne w obrębie elektronicznego układu regulacji hamulców. Niesprzyjające warunki atmosferyczne oraz piasek i sól stosowane zimą mogą prowadzić do powstawania korozji i gromadzenia się zanieczyszczeń na czujnikach oraz w pierścieniach impulsowych. W przypadku pasywnych czujników wpływa to również na jakość sygnału. Może to nawet doprowadzić do konieczności wymiany elementów układu czujników.