ABS-sensor, kontrol og udskiftning

Her får du nyttig viden og vigtige tips om ABS-sensorer hhv. hjulomdrejningssensorer i biler.

Hjulomdrejningssensorer registrerer hjulenes rotationsbevægelse. Denne information er det vigtigste styresignal for mange sikkerheds- og assistentsystemer. På denne side informerer vi om bl.a. forskellene mellem aktive og passive hjulomdrejningssensorer og deres funktionsprincip. Desuden kan professionelle mekanikere her finde en meget detaljeret trin-for-trin vejledning med mange praktiske tips til fejlfinding og udskiftning af hjulomdrejningssensorer.

Vigtig sikkerhedsbemærkning
De følgende tekniske informationer og praktiske tips er udarbejdet af HELLA for at hjælpe bilværkstederne professionelt i deres arbejde. De informationer, der gives på denne hjemmeside, må kun benyttes af brancheuddannede fagfolk.

 

ABS-SENSORER: GRUNDVIDEN

Betydningen af ABS-sensorer

Den voksende kompleksitet i trafikken stiller store krav til bilisterne. Førerassistentsystemer aflaster føreren og optimerer færdselssikkerheden. Næsten alle europæiske erhvervskøretøjer er som standard udstyret med moderne køretøjsassistentsystemer, hvilket stiller værkstederne over for nye udfordringer.
 

I dag spiller elektronikken i bilerne en nøglerolle i alle former for komfort- og sikkerhedsudstyr. Det optimale samspil mellem komplicerede elektroniske systemer sikrer, at bilen fungerer fejlfrit, og forbedrer dermed færdselssikkerheden.
Den intelligente datakommunikation mellem de elektroniske systemer i køretøjerne understøttes af sensorer. Med hensyn til køresikkerheden er det især omdrejningssensorer, der er vigtige, hvilket illustreres af deres anvendelse i mange forskellige
systemer i bilerne.

 

De benyttes af styreenhederne i førerassistentsystemer som ABS, ASR, ESP og ACC til at registrere hjulenes omdrejningstal.

 

Informationerne om hjulenes omdrejningstal stilles også til rådighed for andre systemer via dataledninger fra ABS-styreenheden (motor-, gear-, navigations- og affjedringssystemer).

 

I kraft af disse mangfoldige anvendelser yder omdrejningssensorer et direkte bidrag til kørselsdynamikken, køresikkerheden, kørekomforten, et lavere brændstofforbrug og lave emissionsværdier. Hjulomdrejningssensorer betegnes ofte også som ABS-sensorer, da de oprindeligt blev indført i bilerne sammen med ABS-systemerne.

Hjulomdrejningssensorer inddeles i aktive og passive sensorer, alt efter deres virkemåde. Der kan ikke fastlægges en entydig definition.

 

I hverdagen på værkstederne er følgende definition bredt anerkendt:

  • Hvis en sensor først „aktiveres“, når den tilføres spænding, og derved genererer et udgangssignal, betegnes den som „aktiv“.
  • Hvis en sensor fungerer uden ydre spændingstilførsel, betegnes den som „passiv“.

INDUKTIV OMDREJNINGSSENSOR OG AKTIVE HJULOMDREJNINGSSENSORER: SAMMENLIGNING

Induktiv omdrejningssensor, passive sensorer

Funktion
Hjulomdrejningssensoren er placeret lige ud for polringen, som er i fast forbindelse med hjulnavet eller drivakslen. Poltappen, der er omgivet af en spole, er forbundet med en permanent magnet, hvis magnetvirkning strækker sig ud til polringen. Polringens drejebevægelse og det hermed forbundne skift mellem tand og tandmellemrum bevirker en ændring af magnetfeltet gennem poltappen og spolen. Dette skiftende magnetfelt inducerer en målbar vekselspænding i spolen (fig. 1).

 

Vekselspændingens frekvens og amplitude varierer med hjulets omdrejningstal. Induktive, passive sensorer kræver ikke spændingstilførsel fra styreenheden. Da området for registrering af signalet fastlægges af styreenheden, skal størrelsen af amplituden ligge inden for et bestemt spændingsinterval. Afstanden (A) mellem sensor og polring er givet ved udformningen af leje- og navkonstruktionen (fig. 2).

Aktive hjulomdrejningssensorer

Funktion
Den aktive sensor er en afstandssensor med integreret elektronik, der forsynes med en af ABS-styreenheden defineret spænding. Polringen kan f.eks. være udført som en multipolring, der kan være indbygget i lejets pakdåse. I denne pakdåse er der monteret magneter med skiftende polretning (fig. 3). De magnetoresistive modstande, der er integreret i sensorens elektroniske system, registrerer det skiftende magnetfelt ved multipolringens rotation. Elektronikken i sensoren omformer dette sinussignal til et digitalt signal (fig. 4). Overførslen til styreenheden sker som et strømsignal vha. pulsbreddemodulation.

 

Sensoren er forbundet med styreenheden gennem et topolet elektrisk kabel. Sensorsignalet overføres også via spændingstilførselsledningen. Den anden ledning tjener som stelforbindelse for sensoren. Foruden magnetoresistive sensorelementer benytter man i dag også Hall-sensoreelementer, som tillader større mellemrum, og som reagerer på de mindste ændringer i magnetfeltet. Hvis der i et køretøj monteres et polhjul af stål i stedet for en multipolring, monteres der tillige en magnet på sensorelementet. Når polhjulet roterer, varierer det konstante magnetfelt i sensoren. Signalbehandlingen og IC er magen til den magnetoresistive sensor.

FORDELE VED AKTIVE SENSORER

  • Omdrejningsregistrering fra stilstand. Dette gør det muligt at måle hastigheder helt ned til 0,1 km/h, hvilket er vigtigt for anti-spin-systemer (ASR) i igangsætningsøjeblikket.
  • Sensorerne, der arbejder efter Hall-princippet, registrerer bevægelser både fremad og bagud.
  • Sensorens udformning er både mindre og lettere.
  • Da polhjulene falder bort, kan drivakslernes led gøres enklere.
  • Følsomheden over for elektromagnetiske forstyrrelser er mindre.
  • Ændringer i afstanden mellem sensor og magnetring påvirker ikke signalet direkte.
  • Minimal følsomhed for vibrationer og temperatursvingninger.

ABS-SENSOR DEFEKT: SYMPTOMER

Der forekommer følgende symptomer ved fejl på hjulomdrejningssensorerne:

  • ABS-kontrollampen lyser
  • Der lagres en fejlkode
  • Hjulene kan blokere ved opbremsning
  • Unødige reguleringsindgreb
  • Svigt af andre systemer

ÅRSAGER TIL EN DEFEKT ABS-SENSOR: ÅRSAGER TIL SVIGT

Årsager til svigt:

  • Brud på ledninger
  • Interne kortslutninger
  • Ydre skader
  • Kraftig tilsmudsning
  • For stort slør i hjullejer
  • Mekaniske beskadigelser af polhjulet

KONTROL AF ABS-SENSORER: FEJLFINDING

Som regel er anledningen til en kontrol af hjulomdrejningssensorerne, at der er opstået en fejl i ABS/ASR/ESP-bremsesystemet.

 

Når kontrollampen lyser, er der følgende muligheder for fejlfinding og diagnose:

  • Udlæsning af fejlhukommelsen
  • Kontrol af forsyningsspændingerne og signalerne med multimeter og oscilloskop
  • Visuel kontrol af ledningsføringen og de mekaniske komponentgrupper

 

Diagnoseapparat

  • Udlæsning af fejlhukommelsen
  • Analyse af parametrene
  • Sammenligning og analyse af signalerne fra de enkelte hjulomdrejningssensorer

 

Multimeter

  • Voltmeter (kontrollér spændingsforsyningen)

 

Ohmmeter

  • Kontrol af den indre modstand (den indre modstand kan ikke måles i aktive sensorer)

 

Oscilloskop

  • Signalvisning (analyse af signalforløbet)
INFORMATION

Fejlfinding på hjulenes omdrejningssensorer kan være vanskelig, da det ikke altid er muligt at se på dem, om der er tale om aktive eller passive sensorer. Her skal man bruge de nøjagtige data fra fabrikanten af sensoren og bilfabrikanten. Efter 1998 har bilfabrikkerne fortrinsvis monteret aktive hjulsensorer på grund af denne types fordelagtige tekniske egenskaber som nøjagtighed og kompakt opbygning.

Forudsætninger for en sikker diagnose

  • Udførlig teknisk dokumentation i form af tekniske data
  • Velegnet diagnoseapparat, multimeter eller oscilloskop
  • Teknisk viden hos teknikeren og uddannelse af medarbejderne

 

Ved diagnose af komplekse systemer er den bedste teknik alene ikke tilstrækkelig til at reparere køretøjet. Kun veluddannet personale forebygger vilkårlige udskiftninger af systemkomponenter, forhindrer fejl i værkstedets procedurer og kan styrke det tillidsfulde forhold til kunden.

Følg disse generelle anbefalinger for reparationer:
Reparationer af bremsesystemer må kun foretages af kvalificerede fagfolk.

 

Ved alle reparationer af bremsesystemet skal bilfabrikantens vedligeholdelses- og sikkerhedsforskrifter overholdes, og anvisningerne om montering af de enkelte produkter skal følges

  • De foreskrevne tilspændingsmomenter skal altid overholdes.

UDSKIFTNING AF ABS-SENSOR: REPARATION, FREMGANGSMÅDE

Fejldiagnose i hverdagen på værkstedet

Vi beskriver diagnose af en aktiv hjulomdrejningssensor med eksemplet „Hjulomdrejningssensor ved venstre baghjul defekt“. Din kunde fortæller, at der er en funktionsfejl i ABS-systemet. ABS-kontrollampen lyser under kørslen.

 

Reparationen vises med en BMW E46 som eksempel. Skematiske illustrationer, billeder og beskrivelser tjener kun til forklaring af dokumentets indhold og kan ikke anvendes som grundlag for montering og reparation.

 

Forberedelse af diagnose:

  • For at kunne identificere bilen korrekt er det vigtigt, at bilens dokumenter (registreringsattest) vedlægges ordren.
  • Kontroller batterispændingen. En mangelfuld spændingsforsyning kan medføre svigt af systemet, fejlagtige målinger eller svigtende spænding.
  • Kontroller sikringerne til systemet Et blik i sikringsboksen kan undertiden eliminere den første fejlkilde.

Fejlfinding

Kontroller driftsbremserne

  • Foretag en afprøvning på en bremseprøvestand. Her anbefales det at bruge en rulleprøvestand. Allerede ved let opbremsning kan man konstatere evt. fejl ved bremsernes mekaniske dele. En ubalance i bremseskiven medfører forskellige hjulomdrejningstal ved opbremsning, hvilket ændrer informationerne til styreenheden om hjulenes omdrejningstal.
  • Registrer bremseeffekten.

Visuel kontrol

  • Placer bilen på en lift.
  • Kontroller, at hjul og dæk har korrekte dimensioner.
  • Kontroller dæktryk og dækmønster.
  • Kontroller for slør i hjullejer og hjulophæng.
  • Kontroller niveauet i bremsevæskebeholderen.
  • Kontroller sliddet på bremsebelægningerne.
  • Kontroller sensorernes stik og ledninger for korrekt placering, fastgørelse og større skader.

Brug af diagnoseapparatet

  • Slut diagnoseapparatet til det 16-polede OBD-stik. Alt efter mærke og årgang for bilen kan det være nødvendigt at benytte en anden diagnosestikdåse og en adapter.
  • Vælg program.
  • Vælg bil.
  • Vælg brændstof.
  • Vælg model.
  • Vælg den ønskede funktion.
  • Vælg system.

 

Afhængigt af det benyttede diagnoseapparat kan der her blive vist yderligere oplysninger om de systemvarianter, der findes i bilen. Hvis det ikke er muligt at identificere systemet entydigt, kan man – uden at beskadige den pågældende styreenhed – foretage en diagnoseprocedure for de anførte styreenheder. Kun den styreenhed, der identificeres korrekt af diagnoseapparatet, vil etablere kommunikation.

  • Start fejldiagnose.

 

En sikker kommunikation med styreenheden forudsætter, at tilslutningen er foretaget korrekt, og at batterispændingen er tilstrækkelig. Her ses den batterispænding på 12,69 volt, der registreres af styreenheden. En utilstrækkelig forsyningsspænding til styreenheden kan være en indikation af en fejl i ledningerne eller en defekt i bilens batteri.

Udlæs fejlhukommelsen

  • I dette eksempel er fejlkoden „Omdrejningssensor, venstre baghjul“ lagret. Ud over talkoden angiver nogle diagnoseapparater også en definition af fejlkoden. Det letter de følgende trin i diagnosen.

Analyser detaljer

  • Her lagres de første indikationer af en mulig årsag til fejlen. Den angivne fejlkode angiver ikke med sikkerhed, at den pågældende komponent faktisk er defekt. Inden man begynder at udskifte enkelte komponenter, skal disse informationer læses omhyggeligt for at fastlægge den fortsatte fremgangsmåde for diagnosen.

Udlæs parametre / måleværdiblok

  • Her vises de aktuelle værdier til yderligere analyse. I dette tilfælde ser man klart det fejlagtige signalforløb for sensoren ved venstre baghjul. På basis af de synlige uregelmæssigheder i signalforløbet kan man indkredse fejlen.

 

Bemærk:
Hvis signalforløbet ikke er uregelmæssigt, skal man først slette fejlen. Derefter skal man prøvekøre bilen med tilsluttet diagnoseapparat. Her anbefales det samtidigt at analysere parametrene, således at årsagen kan indkredses, hvis fejlen opstår igen.

Kontrollér spændingsforsyningen

  • Her anbefales det at måle direkte på stikket til sensoren for at kontrollere hele ledningen mellem styreenhed og sensor.

 

Praktisk tip:
Som følge af sensorens udformning er det meget vanskeligt at foretage en sikker måling direkte på stikbenene. Det kan være en hjælp at fremstille en adapter af en gammel sensor af samme type.

Kontroller sensorens holder og polringen

  • Afmonter sensoren
  • Kontroller sensoren og polringen for skader.

 

I dette tilfælde er der konstateret en fejl i sensorens kabel. Et brud på strømforsyningsledningen – forårsaget af en mekanisk påvirkning – har medført periodisk manglende forbindelse i stikket.

Udskift hjulomdrejningssensoren

  • Rengør sensorens holder. Rens anlægsfladen med en stålbørste eller om nødvendigt med smergellærred.
  • Udskift hjulomdrejningssensoren Sørg for, at sensorens kabel føres og fastgøres korrekt.
  • Brug det korrekte tilspændingsmoment. Hvis bilfabrikanten har angivet et tilspændingsmoment, skal det overholdes.

Udlæs fejlhukommelsen

  • Slet den lagrede fejl.
  • Som følge af det diagnosearbejde, der er foretaget på bilen, kan styreenheden have registreret yderligere fejl. De skal slettes, inden bilen prøvekøres.

Foretag prøvekørsel

  • For at kontrollere signalet fra hjulomdrejningssensoren efter udskiftning af sensoren, skal bilen prøvekøres med tilsluttet diagnoseapparat – med samtidig analyse af parametrene.

Slutkontrol

  • Udlæs fejlhukommelsen igen efter prøvekørslen. Som følge af netværket i bilen lagres en fejl i ABS-systemet også i andre styreenheder. Her anbefales det at foretage en samlet udlæsning af styreenhederne og slette lagrede fejl.
INFORMATION

Følg altid bilproducentens forskrifter ved al kontrol- og diagnosearbejde. Alt efter mærke kan der være foreskrevet yderligere, modelspecifikke kontrolmetoder, der skal følges. Det optimale samspil mellem faktorerne menneske og teknik er vigtigere end nogensinde. Kun den kompetente værksteds-fagmand med aktuel viden, som kan benytte sit tekniske udstyr optimalt, er klar til fremtidens udfordringer.

FEJLFINDINGSSKEMA FOR HJULOMDREJNINGSSENSORER: PRATISKE TIPS

Fejlfindingsskema til hjulomdrejningssensorer