за что отвечает датчик угла поворота руля
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.
Читайте также:
Датчик угла поворота руля
ну и последняя на этой неделе тема для мозгового штурма
Датчик угла поворота рулевого колеса
Для реализации функций системы DSC требуется полный угол поворота рулевого колеса. Измерение полного угла поворота рулевого колеса осуществляется датчиком угла поворота. Так как из-за недостаточного объема памяти программное обеспечение не могло быть инсталлировано в ЭБУ системы DSC, был разработан отдельный блок управления с собственным ЗУ неисправностей.
Расположение в автомобиле
Датчик угла поворота рулевого колеса расположен на валу рулевого управления.
Датчик угла поворота рулевого колеса имеет два потенциометра, смещенных на 90° градусов относительно друг друга. Определяемые потенциометрами углы поворота рулевого колеса в сумме составляют один полный оборот, то ест ь через каждые +/- 180° эти значения повторяются. Датчик угла поворота рулевого колеса распознает это и считает обороты рулевого колеса. Таким образом, полный угол поворота рулевого колеса складывается из текущего измеренного значения угла поворота и числа оборотов.
Для того, чтобы угол поворота рулевого колеса был известен в любой момент, требуется непрерывное измерение всех рулевых движений, даже на стоящем автомобиле. Чтобы достичь этого, к датчику угла поворота рулевого колеса через контакт 30 постоянно подается электрический ток. Таким образом, рулевые движения регистрируются даже при выключенном зажигании.
Определенные потенциометрами значения угла поворота рулевого колеса сохраняются даже после пропадания тока (не относится к значению числа оборотов рулевого колеса).
Для того, чтобы даже после пропадания тока датчик угла поворота рулевого колеса оставался работоспособным, была создана специальная программа, рассчитывающая число оборотов рулевого колеса на основе значений угловой скорости колес (у многих моделей кроме угловой скорости колес также используется перемещение рулевого колеса от упора к упору). Этот процесс называется инициализацией или контактированием.
Если с начала движения до достижения скорости прим. 20 км/ч контактирования не происходит, активизируется сигнальная лампа системы DSC, и в ЭБУ системы DSC записывается неисправность. Процесс контактирования повторяется после каждого включения зажигания при отсутствии значения числа оборотов рулевого колеса.
Исключение составляют полноприводные автомобили: В данном случае тотчас после пропадания тока на датчике угла поворота рулевого колеса пассивно включается система DSC, и в ЭБУ системы DSC записывается неисправность. В отличие от автомобилей с обычным приводом процесс контактирования не прерывается при достижении какой-то предельной скорости, а продолжается, пока система DSC не получит корректного значения угла поворота рулевого колеса. Начиная с этого момента сигнальная лампа системы DSC выключается, и система DSC готова к работе.
В обоих случаях в датчик угла поворота рулевого колеса неисправность не записывается.
Для дальнейшего обеспечения функционирования в ЭБУ системы DSC на основании значений угловой скорости колес рассчитывается угол поворота рулевого колеса, который сравнивается со значением, измеренным датчиком угла поворота. Благодаря такому контролю правдоподобности предотвращается эксплуатация автомобиля с некорректным согласованием. Неверное нулевое положение может быть следствием неправильно проведенного согласования или изменения геометрии рулевого управления в результате повреждения или ремонтных работ.
Для обеспечения функционирования следует произвести точное согласование датчика с автомобилем. При согласовании идентификационный номер закладывается в EEPROM и впоследствии при каждом ”включении зажигания” сравнивается с принимаемым комбинацией приборов идентификационным номером.
Замена датчика угла поворота рулевого колеса
После замены датчика угла поворота рулевого колеса нужно выполнить сначала его кодирование, а затем согласование с помощью диагностической программы ABS/DSC.
Для своих внутренних расчетов датчику угла поворота рулевого колеса требуются данные по конкретной модели, заимствуемые в процессе кодирования.
При согласовании текущее положение рулевого колеса (как положение для прямолинейного движения) записывается в долговременную память EEPROM датчика угла поворота рулевого колеса. Поэтому при согласовании передние колеса и рулевое колесо должны быть приведены точно в положение для прямолинейного движения.
Кроме того, в долговременную память EEPROM датчика угла поворота рулевого колеса записывается также идентификационный номер из комбинации приборов.
После успешно выполненного согласования информация в ЗУ неисправностей датчика угла поворота автоматически стирается.
Согласование необходимо производить после проведения следующих работ:
•Замена датчика угла поворота рулевого колеса
•Замена ЭБУ системы DSC
•Регулировочные работы в части геометрии рулевого управления
•Работы на рулевом управлении или передней оси
Подача напряжения на датчик угла поворота рулевого колеса осуществляется в виде постоянного тока от контакта 30, также оснащенного отдельным предохранителем. Кроме того, датчик угла поворота рулевого колеса получает напряжение от контакта 87 или, в зависимости от модели, контакта 15. Эта цепь подачи напряжения защищена другим предохранителем.
Счетчик частотности:
•В случае распознавания неисправности после выключения зажигания счетчик частотности начинает считать по возрастанию с шагом в ”1” значение. Максимальное значение — ”31”.
•Если во время следующей поездки неисправность больше не обнаруживается, показание счетчика частотности уменьшается на ”1” значение. Минимальное значение — ”0”.
Датчик угла поворота руля – что это такое и зачем нужен?
16.10.2018 Автор: Master Service 28985
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:
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:
Существует три вида датчиков угла поворота руля, которые отличаются по принципам работы и конструкции:
Каталог рулевых колонок с EPS (электроусилителем руля)
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 :
Оптические датчики встречаются чаще, чем потенциометрические.
В большинстве современных электроусилителей используют магниторезистивные датчики. Магниторезистивный датчик измеряет 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:
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 руля – точный и хрупкий элемент. Его показания сбиваются, если смещен физический ноль, нарушена геометрия подвески, отключился аккумулятор. Признаки неисправностей датчика положения руля:
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.
Роль датчика угла поворота рулевого колеса в современных автомобилях
Датчики угла поворота руля (Steering Angle Sensor, SAS) применяются на многих автомобилях с начала 1990-х. С тех пор их важность только возрастает, поскольку определение угла поворота руля является одной из основ функционирования многочисленных систем помощи водителю, таких как адаптивное освещение, удержание автомобиля в полосе и электронный контроль устойчивости. Вместе с тем растет важность правильного обслуживания датчика после ремонта системы рулевого управления. В частности, речь идет о калибровке SAS.
Почему он так важен?
По мере того, как электрические усилители рулевого управления постепенно вытесняют гидравлические, правильная работа SAS становится критически важной, поскольку эти системы неразрывно связаны. Датчик поворота руля постоянно передает точные данные о положении рулевого колеса, скорости и направлении его поворота. Эта информация дополняется данными с датчиков поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, акселерометра и датчика скорости вращения колес. Датчик поворота руля является одним из немногих связующих звеньев между водителем и электроникой машины, благодаря которому последняя «понимает», какой именно маневр хочет совершить водитель, и какие системы необходимо задействовать для помощи в осуществлении этого маневра. Будь то просто поворот руля для парковки или резкая «рулежка» для выхода из заноса — система соотносит объективные данные о траектории автомобиля и те действия, которые предпринимает водитель, вращая руль, внося при этом необходимые корректировки. Поэтому в целях предотвращения аварийных ситуаций исключительно важно, чтобы система была исправна, работала правильно и согласованно с действиями человека.
Существует несколько видов современных датчиков поворота руля, различающихся в зависимости от чувствительного элемента. SAS может использовать потенциометрический, оптический или магниторезистивный сенсоры. Последние два устанавливаются на большинство современных автомобилей, поскольку имеют бесконтактную схему, делающую датчик практически «вечным». В отличие от потенциометрических датчиков прошлого, современные устройства могут определять как направление, так и скорость поворота руля. Вне зависимости от конструкции чувствительного элемента датчик, как правило, имеет несколько одинаковых контуров. Иногда говорят, что устанавливается несколько датчиков SAS, что в принципе одно и то же. Это необходимо для обеспечения необходимой точности показаний датчика. Несколько сенсоров постоянно сверяют свои показания и при значительном расхождении сигнализируют о необходимости проверки и калибровки.
SAS непрерывно отправляет информацию о положении рулевого колеса. Система контроля управляемости постоянно сравнивает эту информацию с показаниями акселерометра и других датчиков, определяющих истинное направление движения автомобиля. Используя эти данные, система курсовой устойчивости подключается и помогает водителю удерживать автомобиль на нужной траектории. Например, в случае обнаружения недостаточной поворачиваемости система автоматически активирует тормоз заднего колеса со стороны, в которую осуществляется поворот, для исправления ситуации.
Несмотря на то, что датчики поворота руля спроектированы для обеспечения исправной работы на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля, они, как и другие электронные компоненты, подвержены неполадкам. Датчики также могут выходить из строя при ДТП, неграмотном обслуживании или ремонте системы рулевого управления. Именно поэтому устанавливается сразу несколько дублирующих чувствительных элементов, которые обладают функцией самокалибровки и самоконтроля. В случае неполадки датчик сообщит о неисправности индикатором, связанным, как правило, с системой курсовой устойчивости.
В большинстве случаев благодаря надежной конструкции и большому заложенному ресурсу датчик SAS исправно работает в течение всего срока службы автомобиля. Однако автовладельцам стоит помнить о наличии этого важного элемента, а также о его влиянии на функции современных машин.
Руководство по ремонту датчиков угла поворота руля Toyota
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.
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.
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.
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.
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.
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.