Czujnik kąta skrętu - co to jest i dlaczego jest potrzebny

Nowoczesne pojazdy są wyposażone w wiele czujników, które monitorują różne parametry. Zbierają one dane na temat osiągów silnika, toru jazdy, zachowania kierowcy, warunków środowiskowych i drogowych, aby zapewnić komfortową i bezpieczną jazdę. Czujnik kąta skrętu kierownicy dostarcza informacje nie tylko do układu wspomagania kierownicy, ale także do systemów takich jak ABS, ESP, aktywny tempomat i światła doświetlające zakręty. Wszystkie te systemy wymagają bardzo dokładnych danych na temat położenia kierownicy, a tym samym również przednich kół pojazdu.

Co to jest czujnik – informacje techniczne

Czujnik kierownicy monitoruje wszystkie ruchy kierownicy i przesyła te dane (zwykle za pośrednictwem magistrali CAN) do komputera pokładowego. Komputer następnie wysyła informacje do innych systemów, dla których są one krytyczne. Sposób wykorzystania danych z czujników różni się w zależności od typu i konstrukcji pojazdu. Na przykład w eksperymentalnych samochodach autonomicznych pozwalają one korygować trajektorię ruchu, a także kontrolować moment, w którym dana osoba przejmuje kierownicę. Dlatego prawidłowe działanie tego czujnika ma ogromne znaczenie dla bezpieczeństwa i wygody prowadzenia pojazdu. Najczęściej czujnik jest instalowany na elektrycznej kolumnie kierownicy pod kierownicą, rzadziej na wale rozdzielacza zębatki kierowniczej lub nad odpornym na obrażenia wałem kolumny.

Czujnik jest instalowany na kolumnie kierownicy.

Za co odpowiada czujnik układu kierowniczego?

Czujnik kąta skrętu odpowiada za odczyt i jednoczesne wykrywanie kąta skrętu kierownicy. Ponadto wykonuje również następujące funkcje:

• Przekazywanie informacji o położeniu kierownicy do systemu stabilizacji toru jazdy ESP.
• Pomoc w dystrybucji momentu obrotowego między kołami podczas manewrów (funkcja kontroli trakcji).
• Wsparcie dla prawidłowego działania systemu automatycznego parkowania.
• Wsparcie dla adaptacyjnego tempomatu i asystenta utrzymania pasa ruchu.

Rodzaje czujników

Czujniki na kierownicy występują w różnych typach, z trzema najczęściej spotykanymi:

1. Czujniki potencjometryczne – typu kontaktowego, dokonują pomiarów wykorzystując zmiany rezystancji, które rosną proporcjonalnie do kąta obrotu. Pomimo stosunkowo prostej konstrukcji ze względu na swoją główną wadę – niską niezawodność – ten typ czujnika jest bardzo rzadki w nowoczesnych samochodach.
2. Czujniki optyczne – bardziej zaawansowana wersja czujnika. Składają się one z tarczy enkodera, diod LED, fotorezystorów i jednostki wykrywania pełnego obrotu. Liczba źródeł światła i rezystorów zależy od modelu czujnika. Czujniki optyczne są bardziej powszechne w samochodach niż czujniki potencjometryczne.
3. Czujniki magnetorezystancyjne – działają w oparciu o zmiany oporu magnetycznego materiału pod wpływem pola magnetycznego. Charakteryzują się wysoką dokładnością i niezawodnością, są odporne na wpływy mechaniczne i zanieczyszczenia. Takie czujniki są najczęściej stosowane w nowoczesnych samochodach ze względu na ich zdolność do pracy w szerokim zakresie temperatur i warunków.

Przyczyny i oznaki awarii czujników

Uszkodzony czujnik kąta skrętu jest zwykle sygnalizowany przez komputer pokładowy pojazdu. Może to mieć postać komunikatu na ekranie, wskaźnika usterki ESP lub kontrolki na kierownicy świecącej na żółto (jeśli jest to tylko uszkodzony czujnik skrętu) lub na czerwono, jeśli wspomaganie kierownicy jest całkowicie odłączone. Kierowca może również doświadczyć pewnych problemów ze wspomaganiem kierownicy:

• ciasne skręcanie;
• szarpnięcia, opóźnienia podczas skręcania;
• szarpanie z boku na bok;
• późna reakcja na obroty;
• skręcanie samochodu na boki.

W niektórych przypadkach kierowca może usłyszeć nietypowe dźwięki podczas obracania kierownicą, a także zauważyć dziwne objawy, takie jak przygasające światła lub przerywane działanie innych systemów elektrycznych, takich jak podgrzewanie siedzeń. Najczęściej usterki są odczuwalne podczas manewrowania, ale jak widać objawy niesprawnego czujnika kąta skrętu kierownicy pojawiają się również podczas jazdy, co może stwarzać spore zagrożenie na drodze.
Główne przyczyny awarii czujników są następujące:

• Wilgoć lub brud w czujniku.
• Usterki elektryczne (zwarcie, przerwane przewody).
• Uszkodzenia mechaniczne (wstrząsy, wibracje).
• Zużycie komponentów spowodowane długim okresem użytkowania.

Ile kosztuje nowa część?

Podobnie jak wiele innych komponentów systemów elektronicznych, czujniki kąta, pomimo swoich rozmiarów, są dość drogie. Średnio ceny wahają się od 200 do 1500 zł, ale mogą wzrosnąć nawet do 4-6 tysięcy w zależności od marki i modelu samochodu. Do tego należy doliczyć koszt wymiany i kalibracji czujnika, gdyż jest mało prawdopodobne, że będziemy w stanie samodzielnie zamontować nowy czujnik i doprowadzić go do prawidłowego działania.

Kalibracja czujnika kąta skrętu kierownicy

Czujnik musi dokładnie wykrywać pozycję kół na wprost, a także obie skrajne pozycje (lewą i prawą). Umożliwia to dostosowanie zakresu roboczego, ustawienie skali i odpowiednie obliczenie niezbędnych parametrów. Proces ten jest kontrolowany przez specjalne oprogramowanie, które jest zintegrowane z elektroniczną jednostką sterującą pojazdu.
Nowoczesne czujniki charakteryzują się niezwykle wysoką rozdzielczością i dokładnością, co umożliwia rejestrowanie ruchów kierownicy z dokładnością do kilku sekund kątowych. Dlatego nawet niewielkie błędy w ustawieniach mogą wpływać na działanie systemów zależnych od czujnika kąta skrętu kierownicy. Kalibracja pozwala zsynchronizować czujnik z elektronicznymi asystentami kierowcy, zapewniając ich prawidłowe działanie.
Proces kalibracji polega na podłączeniu komputera diagnostycznego ze specjalnym oprogramowaniem. Odczytuje ono kody błędów i wykonuje określone ruchy kierownicą, aby komputer pokładowy mógł zapamiętać wszystkie ustawienia. Ponadto wśród sposobów sprawdzenia czujnika kąta skrętu kierownicy są takie, w których konieczne jest przyspieszanie i hamowanie pojazdem.

Kiedy i gdzie przeprowadzić kalibrację?

Kalibracja czujnika kąta skrętu powinna być przeprowadzona w następujących przypadkach:

• jeśli kolumna kierownicy została zdemontowana podczas naprawy;
• po wymianie elementów wspomagania układu kierowniczego lub skrzyni biegów;
• po regulacji geometrii zawieszenia;
• jeśli zawieszenie zostało naprawione lub zmodyfikowane (np. zmniejszenie prześwitu), co może mieć wpływ na jego geometrię;
• po zainstalowaniu nowego czujnika kąta skrętu kierownicy;
• po wymianie kontrolera dowolnego systemu wykorzystującego dane z czujnika.

Kalibrację najlepiej zlecić autoryzowanemu centrum serwisowemu lub warsztatowi, który posiada odpowiedni sprzęt i doświadczenie do wykonania tej pracy, tak jak my w STS.

Razem

Czujnik kąta skrętu kierownicy – to ważny element nowoczesnego samochodu, od którego zależy działanie wielu systemów bezpieczeństwa i komfortu. Terminowa konserwacja i kalibracja tego czujnika pozwala uniknąć niebezpiecznych sytuacji na drodze i zapewnić stabilną pracę samochodu.