Sensore dell'angolo di sterzata: cos'è e perché è necessario?

Molti conducenti hanno sentito parlare del sensore dell'angolo dello sterzo o del sensore di posizione dello sterzo. Tuttavia, pochi comprendono appieno l'importanza di questo elemento di controllo. Sapevate che il funzionamento dell'intero servosterzo elettrico dipende dalle condizioni del sensore?

Informazioni tecniche sul sensore

Il sensore dell'angolo dello sterzo è un elemento del servosterzo elettrico che determina la posizione dello sterzo in un intervallo di 720 gradi in ciascuna direzione. Il sensore è spesso installato sul piantone elettrico sotto il volante, meno frequentemente sull'albero distributore.

Cosa misura questo sensore:

• Angolo di sterzata del volante
• Direzione di sterzata
• Velocità di sterzata

Il sensore è collegato al controller del servosterzo che, sulla base dei dati ricevuti, regola il funzionamento del motore del servosterzo. Un sensore funzionante garantisce il corretto funzionamento del servosterzo.

Oltre all'assistenza del servosterzo, il sensore dell'angolo di sterzata può essere collegato a moduli quali:

• Cruise control adattivo
• Assistente di mantenimento della corsia
• Illuminazione adattiva
• Sistema di sterzo attivo
• Sospensioni attive
• Tipi di sensori

Tipi di sensori

Esistono tre tipi di sensori dell'angolo di sterzata, che differiscono per principi di funzionamento e struttura:

• Potenziometrico
• Ottico
• Magnetoresistivo

Sensore potenziometrico: i sensori potenziometrici appartengono al gruppo dei sensori a contatto. Il gruppo è costituito da due potenziometri montati sul piantone dello sterzo. Per garantire una misurazione corretta degli angoli relativi e assoluti del volante, un potenziometro è sfalsato di 90 gradi rispetto all'altro.

Come funziona questo sensore? È semplice: maggiore è l'angolo di sterzata del volante, maggiore è la resistenza sul potenziometro. La resistenza aumenta in modo proporzionale all'angolo di rotazione.

Il vantaggio principale dei sensori potenziometrici è la loro struttura semplice, mentre lo svantaggio principale è la scarsa affidabilità. Nelle auto moderne, questo tipo di sensore è molto raro.

Sensore ottico: il sensore ottico è una versione più avanzata del dispositivo tattile. Il gruppo è composto da un disco di codifica, LED, fotoresistori e un blocco che determina i giri completi.

Il disco di codifica è fissato all'albero del piantone dello sterzo ed è costituito da anelli segmentali interni ed esterni. L'anello interno ha diversi fori distanziati in modo uniforme, mentre l'anello esterno ha fori distanziati in modo irregolare. La struttura dell'anello segmentale interno consente di determinare l'angolo di rotazione del volante, mentre il sensore determina la direzione di rotazione utilizzando l'anello esterno.

I LED sono posizionati tra gli anelli e i fotoresistori sono installati all'esterno degli anelli. Il numero di sorgenti luminose e fotoresistori dipende dal modello del sensore.

Come funziona il sensore ottico?

• Quando il conducente gira il volante, la luce dei LED colpisce i fotoresistori, generando tensione nel circuito elettrico.
• L'unità di controllo elettronico legge gli impulsi di tensione e calcola l'angolo e la direzione di rotazione del volante.

I sensori ottici sono più comuni di quelli potenziometrici.

Sensore magnetoresistivo: la maggior parte dei moderni sistemi di servosterzo elettrico utilizza sensori magnetoresistivi. Il sensore magnetoresistivo misura l'angolo di sterzata e la direzione del volante e rileva la velocità angolare con cui si gira il volante. Pertanto, l'unità di controllo determina e regola con maggiore precisione la velocità del motore elettrico.

Struttura del sensore magnetoresistivo:

• Alloggiamento
• Magnetoresistori
• Magneti mobili

Gli elementi centrali del sensore sono magnetoresistori giganti (GMR) o loro equivalenti, magnetoresistori anisotropici (AMR). I magneti mobili ruotano attraverso un ingranaggio, con ogni ruota motrice successiva che ha un dente in più rispetto alla precedente.

Come funziona il sensore magnetoresistivo? Per ogni posizione del volante, c'è una determinata posizione dei magneti mobili. I magnetoresistori determinano le posizioni dei magneti e, sulla base dei dati ottenuti, l'unità di controllo calcola l'angolo di sterzata, la direzione e la velocità angolare del volante.

I sensori magnetoresistivi sono i più moderni e affidabili tra tutti i tipi descritti.

Cause e segni di guasto del sensore

Il sensore dell'angolo di sterzata è un gruppo elettromeccanico. Pertanto, i suoi punti deboli sono gli elementi metallici e il cablaggio. Ad esempio, se il coperchio protettivo dell'albero distributore si rompe, l'albero inizierà ad arrugginirsi. Se questo problema non viene risolto in tempo, la corrosione raggiungerà gradualmente il sensore. Inoltre, se il sensore è installato sulla cremagliera dello sterzo e vi penetrano umidità e sporcizia, gli elementi del circuito elettrico potrebbero guastarsi e il sensore smetterà di funzionare o rileverà in modo errato l'angolo di sterzata, la direzione e la velocità di rotazione del volante.

Il sensore dell'angolo del volante è un meccanismo preciso e delicato. Le sue letture vengono rifiutate se lo zero fisico viene spostato, la geometria delle sospensioni viene violata o la batteria viene scollegata. Segni di guasto del sensore di posizione del volante:

• Spie gialle (guasto) o rosse (spegnimento completo del servosterzo) sul cruscotto.
• Il volante è difficile da girare, ci sono scatti e vibrazioni da un lato all'altro.
• Le ruote rispondono con un ritardo alle sterzate e l'auto tira da un lato.

Se si verifica un problema con il sensore, c'è solo un'opzione: recarsi presso un'officina specializzata per riparare il sistema di sterzo. Solo un tecnico esperto con le attrezzature e gli strumenti adeguati potrà individuare la causa del malfunzionamento e ripararlo senza conseguenze gravi per l'intero sistema di sterzo.