O sistema de freos antibloqueo (ABS) monitoriza os parámetros do movemento do vehículo segundo as lecturas dos sensores instalados nunha ou máis rodas.Obtén información sobre o que é un sensor ABS e por que é necesario, que tipos é, como funciona e en que principios se basea o seu traballo. Descúbreo no artigo.
Que é un sensor ABS
O sensor ABS (tamén sensor de velocidade do automóbil, DSA) é un sensor sen contacto da velocidade de rotación (ou velocidade) da roda de vehículos equipados con varios sistemas electrónicos de seguridade activa e sistemas de control auxiliares.Os sensores de velocidade son os principais elementos de medición que aseguran o funcionamento do sistema de freos antibloqueo (ABS), o sistema de control de estabilidade (ESC) e o control de tracción.Ademais, as lecturas dos sensores utilízanse nalgúns sistemas de control de transmisión automática, medicións de presión de pneumáticos, iluminación adaptativa e outros.
Todos os coches modernos e moitos outros vehículos de rodas están equipados con sensores de velocidade.Nos turismos, os sensores están instalados en cada roda, nos vehículos comerciais e camións, os sensores pódense instalar tanto en todas as rodas como nos diferenciais do eixe motriz (un por eixe).Así, os sistemas de freos antibloqueo poden controlar o estado de todas as rodas ou rodas dos eixes motrices e, en función desta información, realizar cambios no funcionamento do sistema de freos.
Tipos de sensores ABS
Todos os DSA existentes divídense en dous grandes grupos:
• Pasivo – indutivo;
• Activo — magnetoresistivo e baseado en sensores Hall.
Os sensores pasivos non precisan fonte de alimentación externa e teñen o deseño máis sinxelo, pero teñen pouca precisión e unha serie de inconvenientes, polo que hoxe en día non serven de nada.Os sensores ABS activos necesitan enerxía para funcionar, teñen un deseño algo máis complexo e son máis caros, pero proporcionan lecturas máis precisas e son fiables no seu funcionamento.Polo tanto, hoxe os sensores activos están instalados na maioría dos coches.
DSA de todos os tipos teñen dúas versións:
• Recto (extremo);
•Recuncho.
Os sensores directos teñen a forma dun cilindro ou varilla, nun extremo dos cales está instalado un elemento sensor, no outro un conector ou cable cun conector.Os sensores de ángulo están equipados cun conector angular ou un fío cun conector e tamén teñen un soporte de plástico ou metal cun burato para parafusos.
Deseño e funcionamento de sensores inductivos ABS
Este é o sensor de velocidade máis sinxelo en deseño e funcionamento.Baséase nunha ferida indutora cun fío fino de cobre, dentro do cal hai un imán permanente bastante potente e un núcleo magnético de ferro.O extremo da bobina cun núcleo magnético está situado fronte á roda dentada metálica (rotor de pulso), montada ríxidamente no cubo da roda.Os dentes do rotor teñen un perfil rectangular, a distancia entre os dentes é igual ou lixeiramente maior que o seu ancho.
O funcionamento deste sensor baséase no fenómeno da indución electromagnética.En repouso, non hai corrente na bobina do sensor, xa que está rodeada por un campo magnético constante; non hai sinal na saída do sensor.Mentres o coche se move, os dentes do rotor de pulso pasan preto do núcleo magnético do sensor, o que leva a un cambio no campo magnético que atravesa a bobina.Como resultado, o campo magnético faise alterno, o que, segundo a lei da indución electromagnética, xera unha corrente alterna na bobina.Esta corrente varía segundo a lei do seno, e a frecuencia de cambio de corrente depende da velocidade de rotación do rotor, é dicir, da velocidade do coche.
Os sensores de velocidade indutivos teñen inconvenientes significativos: comezan a funcionar só cando se supera unha determinada velocidade e forman un sinal débil.Isto fai imposible que o ABS e outros sistemas funcionen a baixas velocidades e moitas veces provoca erros.Polo tanto, os DSA pasivos de tipo indutivo dan paso hoxe a outros activos máis avanzados.
Deseño e funcionamento de sensores de velocidade baseados no elemento Hall
Os sensores baseados en elementos Hall son os máis comúns pola súa sinxeleza e fiabilidade.Están baseados no efecto Hall: a aparición dunha diferenza de potencial transversal nun condutor plano situado nun campo magnético.Tal condutor é unha placa metálica cadrada colocada nun microcircuíto (circuíto integrado Hall), que tamén contén un circuíto electrónico avaliador que xera un sinal dixital.Este chip está instalado no sensor de velocidade.
Estruturalmente, o DSA cun elemento Hall é sinxelo: baséase nun microcircuíto, detrás do cal hai un imán permanente e pódese localizar un núcleo magnético de placa metálica.Todo isto colócase nunha caixa, na cuxa parte traseira hai un conector eléctrico ou un condutor cun conector.O sensor está situado fronte ao rotor de pulso, que se pode facer en forma de engrenaxe metálica ou anel con seccións magnetizadas, o rotor de pulso está montado de forma ríxida no cubo da roda.
O principio de funcionamento do sensor Hall é o seguinte.O circuíto integrado Hall xera constantemente un sinal dixital en forma de pulsos cadrados dunha determinada frecuencia.En repouso, este sinal ten unha frecuencia mínima ou está completamente ausente.Ao comezo do movemento do coche, as seccións magnetizadas ou os dentes do rotor pasan polo sensor, o que implica un cambio na corrente no sensor; este cambio é supervisado polo circuíto de avaliación, que xera o sinal de saída.A frecuencia do sinal de pulso depende da velocidade de rotación da roda, que é utilizada polo sistema de freos antibloqueo.
DSA deste tipo carece das desvantaxes dos sensores indutivos, permiten medir a velocidade de rotación das rodas literalmente desde os primeiros centímetros do movemento do coche, son precisos e fiables no seu funcionamento.
Deseño e funcionamento de sensores de velocidade magnetoresistivos anisotrópicos
Os sensores de velocidade magnetoresistivos baséanse no efecto magnetoresistivo anisótropo, que é un cambio na resistencia eléctrica dos materiais ferromagnéticos cando a súa orientación cambia en relación a un campo magnético constante.
O elemento sensible do sensor é un "bolo de capas" de dúas ou catro placas finas de permalloy (unha aliaxe especial de ferro e níquel), sobre as que se aplican condutores metálicos, distribuíndo as liñas de campo magnético dun xeito determinado.As placas e condutores colócanse nun circuíto integrado, que tamén alberga o circuíto de avaliación para formar o sinal de saída.Este chip está instalado nun sensor situado fronte ao rotor de pulso: un anel de plástico con seccións magnetizadas.O anel está montado ríxidamente no cubo da roda.
O funcionamento dos sensores AMR resúmese ao seguinte.En repouso, a resistencia das placas ferromagnéticas do sensor permanece inalterada, polo que o sinal de saída xerado polo circuíto integrado tampouco cambia ou está completamente ausente.Mentres o coche se move, as seccións magnetizadas do anel de pulso pasan polo elemento sensor do sensor, o que leva a algún cambio na dirección das liñas do campo magnético.Isto provoca un cambio na resistencia das placas de permalloy, que é monitorado polo circuíto de avaliación; como resultado, xérase un sinal dixital pulsado na saída do sensor, cuxa frecuencia é proporcional á velocidade do coche.
Nótese que os sensores magnetoresistivos permítenche seguir non só a velocidade de rotación das rodas, senón tamén a dirección da súa rotación e o momento da parada.Isto é posible debido á presenza dun rotor de pulso con seccións magnetizadas: o sensor supervisa non só o cambio na dirección do campo magnético, senón tamén a secuencia de paso dos polos magnéticos máis alá do elemento sensor.
Os DSA deste tipo son os máis fiables, proporcionan unha gran precisión na medición da velocidade de rotación das rodas e o funcionamento eficaz dos sistemas de seguridade activa do vehículo.
O principio xeral de funcionamento dos sensores de velocidade como parte do ABS e outros sistemas
Os sistemas de freos antibloqueo, independentemente dos sensores instalados neles, teñen o mesmo principio de funcionamento.A unidade de control do ABS monitoriza o sinal procedente dos sensores de velocidade e compárao con indicadores precalculados de velocidade e aceleración do vehículo (estes indicadores son individuais para cada coche).Se o sinal do sensor e os parámetros rexistrados na unidade de control coinciden, o sistema está inactivo.Se o sinal dun ou máis sensores se desvía dos parámetros de deseño (é dicir, as rodas están bloqueadas), entón o sistema inclúese no sistema de freos, evitando as consecuencias negativas do bloqueo das rodas.
Pódese atopar máis información sobre o funcionamento da freada antibloqueo e outros sistemas activos de seguridade do coche noutros artigos do sitio.
Hora de publicación: 24-ago-2023