Czujnik poziomu pojazdu – budowa, działanie i serwisowanie

HELLA TECH WORLD – The workshop's friend

Czujnik poziomu pojazdu to główny element służący do ugięcia zawieszenia pojazdu. Czujnik mierzy pionową pozycję nadwozia w kierunku pionowym względem osi jezdnych pojazdu lub jego podwozia. Jego dane pomiarowe stanowią podstawę dla wielu systemów pojazdu, takich jak automatyczna regulacja wysokości świateł, adaptacyjne systemy podwozia oraz różne funkcje związane ze stabilnością i komfortem jazdy.

Poniższe informacje i porady praktyczne zostały przygotowane przez firmę HELLA w celu zapewnienia profesjonalnego wsparcia dla warsztatów samochodowych. Informacje udostępnione na tej stronie internetowej powinny być wykorzystywane tylko przez odpowiednio wykwalifikowany personel.

Budowa i zasada działania czujnika poziomu pojazdu

Czujniki poziomu pojazdu to czujniki położenia kątowego, które są zamontowane bezpośrednio do podwozia i elementów nadwozia. Składają się z obudowy czujnika, która jest trwale połączona z karoserią lub obudową mostu za pomocą wspornika oraz ramienia dźwigni, które jest przymocowane np. do wahacza poprzecznego. Ramię dźwigni może mieć różne długości i rodzaje mocowania w zależności od wersji pojazdu.

Jeśli pozycja między ruchomymi elementami podwozia a karoserią lub obudową mostu ulegnie zmianie, ramię dźwigni odpowiednio się przesunie. Przekaże następnie ten ruch bezpośrednio do czujnika, gdzie jest przekształcany w ruch obrotowy. Czujnik przekształca ten ruch obrotowy w sygnał elektryczny i przekazuje go do nadrzędnego sterownika. W ten sposób można precyzyjnie rejestrować i wykorzystywać zmiany ugięcia zawieszenia do sterowania jego całym układem i systemami komfortu.

Ponieważ czujniki poziomu pojazdów również są wykorzystywane w systemach związanych z bezpieczeństwem wymagana jest szczególnie wysoka niezawodność. Dlatego też często stosuje się czujniki w nadmiarowe, czyli takie, które duplikują pomiary i odczyty. Dwa niezależne od siebie kanały pomiarowe pracują w nich równolegle. Oba kanały wykrywają ten sam ruch i przesyłają sygnał do sterownika nadrzędnego. Jeśli obie wartości sygnału odbiegają od siebie, sterownik rozpoznaje nieprawidłowość i może odpowiednio zareagować. W ten sposób możliwa awaria jest wykrywana we wczesnej fazie i jest zapewnione bezpieczeństwo działania całego systemu.

Często stosowane typy czujników:

czujniki potencjometryczne

Konstrukcja ta określa pozycję na podstawie zmiennej rezystancji. Tego rodzaju czujniki są często spotykane w starszych pojazdach lub prostych systemach regulacji poziomu. Wadą jest zużycie wewnętrznych styków ślizgowych, które w wyniku ciągłego ruchu mechanicznego mogą ulec zużyciu.

Czujniki indukcyjne

Czujniki indukcyjne rejestrują ruchy za pośrednictwem indukcji elektromagnetycznej. Zasada pomiaru nie wymaga ruchomych styków, dzięki czemu pracują solidnie, trwale i precyzyjnie. Czujniki indukcyjne stosuje się często w systemach z amortyzacją pneumatyczną lub w adaptacyjnych układach jezdnych.

Technologia CIPOS® (bezdotykowy indukcyjny czujnik położenia) opracowana przez firmę HELLA stanowi specjalną wersję czujnika indukcyjnego. Łączy zalety indukcji ze specjalnie opracowaną elektroniką i gwarantuje niezawodne działanie nawet w przypadku typowych dla pojazdu obciążeń.

Najważniejsze właściwości:

bezdotykowe i odporne na zużycie
niewrażliwe na pola magnetyczne
stabilne działanie w wysokich temperaturach
odporne na wibracje, wilgoć i zabrudzenia
wielokanałowa struktura dla pomiarów nadmiarowych

Czujniki Halla

Czujniki te wykorzystują pole magnetyczne, które zmienia się wraz z ruchem. W nich również nie ma ruchomych styków. Czujniki Halla są bezobsługowe i niezawodne. Typowe obszary zastosowań to nowoczesne pojazdy z reflektorami ksenonowymi lub LED, które wymagają automatycznej regulacji zasięgu świateł.

Obszary zastosowań

Czujniki poziomu pojazdu znajdują zastosowanie w różnych systemach pojazdu:

Zastosowanie	Cel	Objęte systemy
Automatyczna regulacja zasięgu świateł	Światła nieoślepiające	Czujnik poziomu + sterownik reflektora
Amortyzacja pneumatyczna	Stały prześwit	Czujnik poziomu + sterownik amortyzacji pneumatycznej
Dynamiczna regulacja podwozia	Komfort i stabilność jazdy	Czujnik poziomu + regulacja amortyzatorów
Jazda z przyczepą	Stabilny poziom pojazdu i nieoślepiające światło w trakcie załadunku	Czujnik poziomu + automatyczna regulacja wysokości reflektorów lub regulacja poziomu

Ponadto czujniki położenia kątowego mogą być również wykorzystywane w innych obszarach, na przykład w pojazdach rolniczych lub maszynach budowlanych. Są wykorzystywane na przykład do rejestrowania ustawienia klap w przyczepach lub położenia łyżki w maszynach budowlanych.

Przyczyny awarii i objawy

Czujniki poziomu pojazdu są instalowane w obszarze podwozia i dlatego przez cały okres eksploatacji pojazdu są narażone na różnego rodzaju obciążenia. Typowe przyczyny usterek lub awarii:

Uszkodzenia mechaniczne: uszkodzone lub wygięte ramiona dźwigni, na przykład z powodu odprysków kamieni, kolizji lub nieprawidłowego montażu.
Usterki elektryczne: Przerwane kable, korozja na połączeniach wtykowych lub zwarcia spowodowane wnikaniem wilgoci. Wewnętrzne usterki w obwodzie również mogą prowadzić do błędnych sygnałów lub awarii.
Wpływ środowiska: wnikanie wody, soli lub brudu może uszkodzić uszczelki i obudowę.
Zużycie potencjometrów: zużycie ścieżki rezystora z powodu ciągłej pracy w starszych, działających mechanicznie czujnikach.

Możliwe objawy:

zapalenie się lampki ostrzegawczej na tablicy rozdzielczej;
wskazówki dla kierowcy lub komunikaty o błędach dotyczące systemów wspomagania kierowcy lub systemów układu jezdnego;
ograniczenie działania lub awaria automatycznej regulacji zasięgu świateł ;
nietypowe zachowanie podczas jazdy w przypadku zawieszenia adaptacyjnego (np. za twarde lub za miękkie);
aktywacja programu awaryjnego w sterowniku.

Przykładowa ilustracja przedstawiająca diagnostykę sterownika

Działanie czujnika poziomu pojazdu jest monitorowane przez sterownik nadrzędny. W zależności od typu pojazdu w diagnostyce można nie tylko odczytać pamięć błędów, lecz również wyświetlić dodatkowe funkcje, takie jak odczyt parametrów lub schematy elektryczne. W zależności od typu pojazdu i wyposażenia mogą być dostępne również ustawienia podstawowe w odniesieniu do wysokości pojazdu.

Przykładowa ilustracja przedstawiająca informację o błędzie na desce rozdzielczej

Odczyt pamięci błędów

Za pomocą tej funkcji można odczytać i skasować kody błędów zapisane w sterowniku. Wpisy dostarczają informacji o tym, czy występują usterki w samym czujniku poziomu pojazdu, w okablowaniu lub w komunikacji ze sterownikiem.

W tym przypadku zapisywał się następujący kod błędu:

kod błędu 49 / C103715

Wystąpił błąd
Wskazówka dla kierowcy w pojeździe: Amortyzator pneumatyczny: Usterka! Proszę udać się do serwisu

Przykładowa ilustracja przedstawiająca sprawdzanie parametru – wartość czujnika z tyłu po prawej stronie jest nieprawidłowa

Przykładowa ilustracja przedstawiająca sprawdzanie parametru – wartość czujnika z tyłu po prawej stronie jest prawidłowa

Parametry

W ramach tej funkcji można wyświetlać aktualne wartości czujnika poziomu pojazdu. Obejmuje na przykład ustalone odchylenie wysokości od wartości regulacji (wysokość referencyjna pojazdu) lub ustaloną wysokość pojazdu (bezwzględną). Wartości te są przydatne do oceny zachowania czujnika podczas pracy i wykrywania odchyleń.

Dzięki temu można sprawdzić, czy sygnały z lewego i prawego czujnika poziomu są zgodne lub czy występują nieprawidłowe wartości wskazujące na usterkę elektryczną bądź mechaniczną.

Przykładowa ilustracja przedstawiająca ustawienie podstawowe – ponowne programowanie pozycji regulacji

Ustawienia podstawowe

Po wykonaniu prac przy czujnikach w obszarze układu jezdnego lub po wymianie podzespołów podwozia może być wymagane ponowne zaprogramowanie wartości regulacji. Jest to wysokość referencyjna, do której odnosi się sterownik podczas regulacji zawieszenia. Sterownik przyjmuje aktualne poziomy wysokości na wszystkich czterech kołach jako wartości docelowe.

Jeśli wartość regulacji nie została prawidłowo zaprogramowana, mogą się pojawić następujące problemy:

nieprawidłowa wysokość pojazdu (np. wyższa lub niższa z jednej strony);
komunikaty o błędzie na desce rozdzielczej;
nieprawidłowe działanie systemu automatycznej regulacji wysokości zawieszenia;
zakłócona dynamika jazdy lub obniżony komfort.

W zależności od typu pojazdu i wyposażenia programowanie odbywa się za pomocą ustawień podstawowych w narzędziu diagnostycznym.

Przykładowa ilustracja przedstawiająca schemat elektryczny – podłączenie czujników poziomu pojazdu z siecią pokładową pojazdu. 1. Sterownik regulacji podwozia 2. Czujnik poziomu pojazdu z przodu po prawej stronie 3. Czujnik poziomu pojazdu z tyłu po lewej stronie 4. Czujnik poziomu pojazdu z tyłu po prawej stronie 5. Czujnik poziomu pojazdu z przodu po lewej stronie

Schematy elektryczne

W celu zlokalizowania usterki można wykorzystać schematy elektryczne dla danego układu pobrane z informacji o pojeździe. Przedstawiają połączenie elektryczne czujników poziomu pojazdu i ich podłączenie do sieci pokładowej pojazdu.

W ten sposób można prześledzić drogi sygnału między sterownikiem a czujnikami oraz z dużą dokładnością ograniczyć ewentualne przerwy lub nieprawidłowe działanie. Szczególnie w przypadku złożonych układów jezdnych lub systemów oświetlenia praca ze schematami elektrycznymi stanowi ważną pomoc w szybkim i niezawodnym lokalizowaniu źródeł błędów.

Wskazówki dotyczące serwisowania i napraw

Montaż i demontaż czujnika poziomu pojazdu wolno przeprowadzać wyłącznie przeszkolonym i wykwalifikowanym pracownikom.
Przed montażem należy się upewnić, że czujnik jest odpowiedni do danego zastosowania i czy ma wymagane wymiary, przyłącza i właściwości.
Po zamontowaniu należy sprawdzić wysokość podwozia za pomocą odpowiedniego narzędzia diagnostycznego. Należy również sprawdzić, czy wartość regulacji jest prawidłowo rozpoznawana i czy sygnały z czujników są prawidłowe. Następnie należy skasować pamięć błędów.
W zależności od typu pojazdu i wykonywanych prac może być wymagana ponowna kalibracja wartości regulacji pojazdu, aby aktualne poziomy wysokości zostały zastosowane jako wartości referencyjne. Ponadto może być wymagana kalibracja systemów wspomagania kierowcy specyficznych dla pojazdu. Narzędzie ADAS CSC firmy HELLA Gutmann, które może służyć do precyzyjnej kalibracji systemów wspomagania kierowcy różnych producentów.
W związku z tym należy przestrzegać wskazówek dotyczących demontażu, montażu i bezpieczeństwa danego producenta pojazdu.
HELLA nie ponosi odpowiedzialności za szkody spowodowane niewłaściwą obsługą lub nieprawidłowym montażem.
Należy przestrzegać obowiązujących w danym kraju przepisów dotyczących bezpieczeństwa pracy, zapobiegania wypadkom oraz utylizacji.

Różne możliwości diagnostyczne przedstawiono na przykładzie testera diagnostycznego mega macs X. Zakres badania i dostępnych funkcji mogą się różnić w zależności od marki pojazdu i są zależne od konfiguracji sterownika. Schematy, rysunki, zdjęcia i opisy mają tylko charakter poglądowy oraz opisowy i nie mogą być wykorzystywane jako podstawa naprawy danego pojazdu.

Wyszukiwarka części zamiennych

Ręczna identyfikacja pojazdu Nr OE Części uniwersalne

Główny producent

Inni producenci

Wyszukiwarka części zamiennych

Prosta identyfikacja pojazdu za pomocą numeru KBA Określ części zamienne za pomocą numerów OE Szczegółowe informacje o produkcie Znajdź najbliższego dystrybutora