ABS-sensoren in de auto. Functie, diagnose, storingen opsporen. Thermomanagement. Verkoopondersteuning. Onze ideeën, uw succes. Technische service

Transcriptie

1 Verlichting Elektra Elektronica Thermomanagement Verkoopondersteuning Technische service Onze ideeën, uw succes ABS-sensoren in de auto Functie, diagnose, storingen opsporen. Ideeën voor de auto van de toekomst

2 Inhoud Pagina 2 Betekenis van ABS-sensoren 2 5 Opbouw en werking van ABS-sensoren 6 9 Praktisch voorbeeld voor de storingsdiagnose bij het dagelijks werk in de garage Foutenzoekdiagram ABS-sensoren Betekenis van ABS-sensoren De toenemende complexiteit in het wegverkeer stelt hoge eisen aan de automobilisten. Bestuurdersassistentiesystemen bieden de bestuurder hulp en verbeteren de verkeersveiligheid. In vrijwel alle nieuwe Europese auto s horen moderne voertuigassistentiesystemen daarom inmiddels tot de basisuitrusting en confronteren daardoor garages met nieuwe uitdagingen. De voertuigelektronica speelt vandaag de dag in alle comfort- en veiligheidsuitrustingen een sleutelrol. Bij optimale werking van deze complexe elektronische wordt een foutloze werking van het voertuig gegarandeerd en verhoogt de verkeersveiligheid. De intelligente datacommunicatie van de elektronische voertuigsystemen wordt ondersteund door sensoren. Gelet op het aspect van de rijveiligheid zijn toerentalsensoren door hun gevarieerde gebruik ervan in diverse voertuigsystemen. In bestuurderassistentiesystemen als ABS, ASR, ESP of ACC worden ze voor het detecteren van het wieltoerental gebruikt. De wieltoerentalinformatie wordt via datalijnen door de ABS-regelaar o aan andere systemen (motor-, versnellingsbak-, navigatie- en chassisregelsystemen) doorgestuurd. Door hun veelzijdige gebruik leveren toerentalsensoren een rechtstreekse bijdrage aan de rijdynamiek, rijveiligheid, het rijcomfort, geringer brandstofverbruik en lagere uitstootwaarden. Opbouw en werking van ABS-sensoren ABS-sensoren worden op basis van hun werking onderverdeeld in actieve en passieve sensoren. Een sluitende definitie bestaat hiervoor echter niet. In de garage zelf is de volgende definitie gangbaar: Wanneer een sensor pas door het inschakelen van een voedingsspanning wordt geactiveerd en vervolgens een uitgangssignaal genereert, wordt deze sensor als actief aangeduid. Als een sensor zonder een extra voedingsspanning werkt, wordt deze sensor als passief aangeduid. 2

3 Inductieve Passieve sensoren Signaalverwerking De ABS-sensoren zijn vlak boven het impulswiel aangebracht, dat met de wielnaaf of aandrijfas verbonden is. De poolstift, die omwikkeld is, is verbonden met een continue magneet, waarvan het magnetische veld zich tot aan het poolwiel uitstrekt. De draaiende beweging van het impulswiel zorgt voor de afwisseling van tand en tandopening en leidt tot een verandering van de magnetische stroom door de poolstift en de wikkeling. Dit veranderende magneetveld induceert in de wikkeling een meetbare wisselspanning. De frequentie en amplituden van deze wisselspanning staan in een verhouding tot het wieltoerental (afbeelding 1). Inductieve passieve sensoren hebben geen aparte spanningvoorziening door de regelaar nodig. Bild 1 Bild 2 Omdat het signaalbereik voor de signaaldetectie door de regelaar moet worden gedefinieerd, moet de hoogte van de amplitude binnen het spanningsbereik liggen. De afstand (A) tussen sensor en impulswiel wordt door de asconstructie vastgelegd (afbeelding 2). Actieve sensoren Werking De actieve sensor is een naderingsschakelaar met geïntegreerde elektronica, die met een door de ABS-regelaar gedefinieerde spanning wordt gevoed. Als impulswiel kan er bijvoorbeeld een multipoolring worden gebruikt, die tegelijkertijd in een pakkingring van een wiellager geplaatst is. In deze pakkingring zijn magneten met wisselende poolrichting geplaatst (afbeelding 3). De magnetisch-resistieve weerstanden die in de elektronische schakeling van de sensor geïntegreerd zijn, herkennen bij het draaien van de multipoolring een wisselend magneetveld. Dit sinussignaal wordt door de elektronica in de sensor in een digitaal signaal omgezet (afbeelding 4). De transmissie naar de regelaar vindt plaats als stroomsignaal in een impulswijdte-modulatie procedé. De sensor is via een tweepolige elektrische aansluitkabel verbonden met de regelaar. Via de spanningsvoedingskabel wordt tegelijkertijd het sensorsignaal verzonden. De andere kabel dient als massa voor de sensor. Naast magnetoresistieve sensorelementen worden tegenwoordig o Hall-sensorelementen gemonteerd, die grotere luchtspleten mogelijk maken en op kleine veranderingen reageren in het magneetveld. Als er in een voertuig in plaats van een multipoolring een stalen impulswiel wordt gemonteerd, wordt er op het sensorelement bovendien een magneet aangebracht. Als het impulswiel draait, verandert het constante magneetveld in de sensor. De signaalverwerking en de IC zijn identiek aan de magnetosensitieve sensor. 1 Multipoolring 2 Sensor Bild 3 3 Sensorhuis Bild 4 3

4 Voordelen van actieve sensoren (in vergelijking met passieve sensoren): Toerentaldetectie vanuit stilstand. Maakt reeds snelheidsmetingen tot 0,1 km/h mogelijk, wat bij aandrijvings-doorslipsystemen (ASR) reeds op het moment van het optrekken van belang is. de volgens het Hall-principe werkende sensoren herkennen voorwaartse en achterwaartse bewegingen. De constructie van de sensor is kleiner en lichter. Door het wegvallen van de impulswielen ontstaat er een vereenvoudiging van de knooppunten in de signaaloverbrenging. De gevoeligheid voor elektromagnetische storingen is geringer. veranderingen van de afstand tussen sensor en magneetring hebben geen rechtstreekse gevolgen voor het signaal. Minder gevoelig voor trillingen en temperatuurschommelingen. Gevolgen bij uitvallen De volgende systeemkenmerken zijn bij het uitvallen van ABS-sensoren te zien: ABS-controlelampje gaat branden Foutcode wordt opgeslagen Blkeren van de wielen bij het remmen. Schijnregelingen Uitvallen van andere systemen Oorzaken van uitval Kabelbreuk Inwendige kortsluiting Uitwendige kortsluiting Sterke verontreinigingen Verhoogde wiellagerspeling Mechanische beschadiging van het opnemerwiel Probleemopsporing Uitlezen van het foutgeheugen Controleren van de voedingsspanningen en signalen met multimeter en oscilloscoop visuele controle van de bedrading en van de mechanische modules Op grond van zijn gunstige technische eigenschappen zoals nauwkeurigheid en geringe grootte worden door de autofabrikanten sinds 1998 overwegend actieve wielsensoren gemonteerd. Daarom wordt in het navolgende gedeelte van deze brochure de probleemopsporing beperkt tot actieve wieltoerentalsensoren. 4

5 Controlemogelijkheden Meestal is er aan de controle van de wieltoerentalsensoren een storing aan een ABS/ ASR/ESP remsysteem voorafgegaan. Nadat het waarschuwingslampje gaat branden, zijn er de volgende mogelijkheden voor probleemopsporing en diagnose: Diagnose-apparaat Foutgeheugen uitlezen Parameters evalueren Vergelijking van de wieltoerentallen op de remtestbank Multimeter Voltmeter Spanningvoeding controleren (plus en massa) Ohmmeter Niet te gebruiken, omdat door de weerstandsmeting de sensorelektronica kan worden vernield. Oscilloscoop Signaalweergave Evaluatie van het signaalverloop Voorwaarden van een veilige diagnose zijn: Beschikken over voldoende documentatie in de vorm van technische gegevens. Een passend diagnose-apparaat, multimeter of oscilloscoop. De technische know-how van de technicus, cursussen van de medewerkers. Bij de diagnose van complexe systemen kan de beste techniek alleen niet helpen om het voertuig te repareren. Het willekeurige vervangen van systeemcomponenten leidt over het algemeen tot storingen in de werkplaatsprocessen en kan het vertrouwen van de klanten nadelig beinvloeden. 5

6 Praktisch voorbeeld van storingsdiagnose in de garage Aan de hand van het volgende voorbeeld ABS-sensor links achter defect lichten wij de diagnose van een actieve ABS-systeem toe. Klantenreclamatie Uw klant meldt een functiestoring van het ABS-systeem. Het ABS waarschuwingslampje brandt tijdens het rijden. Zie hiervoor o de grafiek op pagina (Geleide probleemopsporing). Het airbag-alarmlampje brandt Diagnosevoorbereiding Praktische tip Om het voertuig correct te kunnen indelen, is het belangrijk dat de voertuigdocumenten aanwezig zijn (kentekenbewijs). Controleer de accuspanning. Een slechte spanningsvoeding kan tot systeemuitval, foutieve metingen of spanningsafval leiden. Controleer de systeemafhankelijke zekeringen. Een blik in de zekeringkast kan eventueel reeds de eerste storingsbron uitschakelen. Probleemopsporing 1. Controleren van de voetrem Rijden op de remtestbank. Hier is het gebruik van een rollentestbank aanbevolen. Reeds wanneer er licht wordt geremd, kunnen eventuele gebreken aan het remmechanisme worden geconstateerd. Een onbalans in de remschijf leidt bij het afremmen tot verschillende wielsnelheden en verandert daardoor de wieltoerentalinformatie aan de regelaar. Remwerking vaststellen 2. Visuele controle Voertuig op de hefbrug plaatsen Wielen op juiste grootte en juiste banden controleren. Bandenspanning en profieldiepte controleren. Wiellagerspeling en asophanging controleren. Remvloeistofpeil controleren. Slijtage aan de remvoeringen controleren. Stekker en bedrading van de sensoren op positie, bevestiging en grove beschadigingen controleren. 3. Toepassing van het diagnose-apparaat Diagnose-apparaat op de 16-polige OBD-stekker aansluiten Afhankelijk van de autofabrikant en het moment van afgifte van het kentekenbewijs van de auto kan het nodig zijn om een andere diagnosecontactdoos en een extra adapter te gebruiken. 6

7 Programma selecteren. Voertuig selecteren. Brandstofsoort selecteren. Model selecteren. Gewenste functie selecteren. Systeem selecteren. Afhankelijk van het gebruikte diagnose-apparaat kunnen hier aanvullende instructies worden weergegeven van de in de auto gemonteerde systeemvarianten. Mocht er geen duidelijke indeling bij het systeem mogelijk zijn, kan een diagnoseopbouw met de aangegeven regelaars worden uitgevoerd. Dit zonder de betreffende regelaar te beschadigen. Alleen de door het diagnose-apparaat herkende regelaar zal de communicatie tot stand brengen. Storingsdiagnose starten. Een veilige communicatie met de regelaar vergt een correcte aansluiting en voldoende accuspanning. In het bijstaande voorbeeld bedraagt de door de regelaar geanalyseerde accuspanning 12,69 Volt. Onvoldoende voedingsspanning van de regelaar zou er op kunnen wijzen dat er een gebrek aan de bedrading is of de autoaccu defect is. 4. Foutgeheugen uitlezen In dit voorbeeld werd de foutcode toerentalsensor linksachter opgeslagen. Naast de getalscode wordt door enkele diagnose apparaten als extra een definitie van de foutcode aangegeven. Dit vergemakkelijkt de verdere diagnosestappen. 5. Details evalueren Hier worden de eerste verwijzingen naar een mogelijke storingsoorzaak opgeslagen. De aangegeven foutcode duidt niet noodzakelijk op een defect aan de component. Voordat met het vervangen van losse componenten wordt begonnen, dient deze informatie zorgvuldig te worden gelezen om de verdere procedure in de diagnose vast te leggen. 7

8 6. Parameter/meetwaarde uitlezen Hier worden de actuele waarden voor verdere beoordeling weergegeven. In dit geval ziet men duidelijk het gebrekkige signaalverloop in verhouding tot de sensor HR. Op grond van de zichtbare onregelmatigheden in het signaalverloop kan men het gebrek vaststellen. Opmerking Als het signaalverloop geen onregelmatigheden vertoont, dient eerst de fout te worden gewist. Voer vervolgens met het aangesloten diagnose-apparaat een proefrit uit. Hier is het tevens aanbevolen de parameters te evalueren, zodat bij herhaaldelijk optreden van de storing een bepaling van de oorzaak mogelijk is. 7. Spanningvoeding controleren Hier is het aanbevolen direct de sensorstekker te meten om de complete leiding tussen regelaar en sensor te controleren. Praktische tip Door de constructie van de stekker is een veilige meting direct aan de connectors zeer omslachtig. Het kan nuttig zijn uit een oude sensor met dezelfde sensor een adapter te vervaardigen. 8. Sensoropening en impulsring controleren Sensor demonteren Sensor en impulsring op beschadigingen controleren In ons voorbeeld werd een gebrek aan de sensorkabel geconstateerd; een kabelonderbreking in de voedingskabel - veroorzaakt door een mechanische beschadiging - leidde tot een los contact aan het stekkerhuis. 8

9 9. ABS-sensor vervangen Sensoropening reinigen Contactvlak met een borstel of met schuurpapier reinigen. ABS-sensor vervangen. Let op het correcte aanbrengen en bevestigen van de sensorkabel. Aandraaimoment in acht nemen. Mocht er door de autofabrikant een draaimoment zijn vastgelegd, dan dient dit te worden aangehouden 10. Foutgeheugen uitlezen Opgeslagen fouten wissen. Door de uitgevoerde diagnosewerkzaamheden kunnen door de regelaar extra fouten worden geconstateerd. Deze moeten voor de proefrit worden gewist. 11. Proefrit uitvoeren Om na het vervangen van de sensor het wieltoerentalsignaal te controleren, dient een proefrit met aangesloten diagnose-apparaat te worden uitgevoerd met gelijktijdige evaluatie van de parameters. 12. Eindcontrole Na de proefrit het foutgeheugen opnieuw uitlezen. Door de systeemkoppeling in de auto wordt een gebrek aan het ABSsysteem o in andere regelaars opgeslagen. Het is aanbevolen een gehele opvraag van de regelaars uit te voeren en opgeslagen fouten te wissen. Opmerking: Let bij alle test- en diagnosewerkzaamheden altijd op de gegevens van de voertuigfabrikant. Hier kunnen afhankelijk van de fabrikant extra voertuigspecifieke testmethoden worden toegepast. De samenvloeiing van mens en techniek is belangrijker dan ooit, enkel de competente garagevakman met actuele know-how, die zijn technische equipment optimaal weet in te zetten, is klaar voor de uitdagingen van de toekomst. 9

10 Foutenzoekdiagram ABS-sensoren Voorbeeld: ABS-waarschuwingslampje brandt, ABS-sensor (actief) links achter defect. Diagnosevoorwaarde: referentiedruk en profieldiepte in orde. Het airbag-alarmlampje brandt Klant meldt functiestoring START Vermogencontrole van het hydraulisch remsysteem op de remtestbank. remvloeistof en slijtage van de remvoeringen onderzoeken. niet Reminstallatie repareren Functiecontrole niet EINDE Diagnoseapparaat aanwezig? nee Verder met A ja ja Dialoog met regelaar mogelijk? nee Spanningsvoeding van de regelaaren van de diagnose-aansluiting? nee Onderbrekingen verhelpen. Elektrische verbindingen repareren ja Foutgeheugen uitlezen Fout*: ABS-sensor linksachter niet 1 De parameters van de ABS-sensoren met het diagnose-apparaat uitlezen 2 Onregelmatigheden in het display, onderbrekingen in het signaalverloop of ontbrekend sensorsignaal Verder met B 10

11 B Visuelecontrole van de sensorleidingen niet ABS-sensor vervangen Functiecontrole niet A Spanningvoeding van de wieltoerentalsensor controleren niet Spanningvoeding en bedrading van de ABS-regelaar op onderbreking of kortsluiting, evenals de connectors controleren Reparatie volgens richtlijn van de autofabrikant uitvoeren niet Wieltoerentalsignaal met passend testapparaat** controleren geen signaal regelaar vervangen *** Functiecontrole gebrekkig Wiellagerspeling en impulswiel controleren ABS-sensor vervangen Functiecontrole niet Defecte componenten vervangen Functiecontrole * Geanalyseerd met Hella Gutmann Solutions-diagnoseapparaat Mega Macs ** Diagnose-apparaat of oscilloscoop *** Hier geldt de voorwaarde dat alle voorafgegane controles correct werden uitgevoerd en eenduidig een defect aan de regelaar tonen. EINDE 11

12 Hella KGaA Hueck & Co., Lippstadt 9Z TT/07.09/1.5 Printed in Germany Hella BV Celsiusbaan 2, Postbus BJ Nieuwegein Tel.: Telefax: Internet: Ideeën voor de auto van de toekomst

13 Hella KGaA Hueck & Co., Lippstadt 9Z TT/07.09/1.0 Printed in Germany Hella N.V. Industrieweg Aartselaar T F E be.info@hella.com I Ideeën voor de auto van de toekomst

14 Verlichting Elektriciteit Elektronica Thermomanagement Verkoopondersteuning Technische service Onze ideeën, uw succes ABS-sensoren in de auto Functie, diagnose, storingen opsporen. Ideeën voor de auto van de toekomst