Rychlost vozu musí být známa nejen pro informování řidiče. Četné elektronické systémy využívají hodnotu rychlosti jako vstupní parametr pro správné řízení podřízených jednotek. Existuje více způsobů, jak tuto hodnotu určit, nejčastěji se v převodovce používá samostatný snímač.
Účel a umístění DS
Snímač rychlosti vozidla (DS) vykonává několik systémových funkcí:
- dává signál na palubní desku, aby informoval řidiče ve snadno čitelném digitálním formátu nebo ve formátu šipek;
- hlásí rychlost do řídicí jednotky motoru;
- poskytuje hodnotu rychlosti do společné datové sběrnice vozidla pro použití asistenčními systémy řidiče.
Paralelně lze odebírat informace o rychlosti ze snímačů otáček kol ABS, data budou porovnávat elektronické jednotky.
DS je umístěn na jednom z převodových prvků, může to být převodovka nebo rozdělovací převodovka. Někdy se používal přímý pohon od jednoho z kol.
Princip činnosti snímače rychlosti
Ve skutečnosti DS neměří rychlost, ale rychlost otáčení části, na které je ozubený věnec. Tato hodnota může být převedena na rychlost mechanicky nebo elektronicky, protože převodovka má jednoznačný a známý vztah mezi frekvencí a rychlostí se standardní velikostí kol.
Instalace pneumatik nebo kol jiného rozměru vede k chybě v měření rychlosti. Stejně tak kultivovanost převodovky se změnou převodových poměrů po DS.
Senzory mohou být mechanické nebo elektronické. Mechanická DS se již nepoužívá, dříve se skládala z převodového zařízení zakončeného pláštěm kabelu. Rotace kabelu se přenášela na palubní desku, kde se k němu připojil magnetický systém.
Střídavé magnetické pole indukovalo proudy v cívkách, které byly měřeny ručičkovým miliampérmetrem cejchovaným na hodnoty rychlosti.
Výsledný rychloměr byl obvykle kombinován s mechanickým otáčkoměrem – počítadlem kilometrů, které zaznamenávalo celkový a denní nájezd vozu.
Elektronické senzory mohou při své práci využívat různé principy:
- optický, když paprsek prochází štěrbinami v rotujícím disku;
- magnetorezistentní, rotující vícepólový magnet způsobuje změnu elektrických parametrů snímacího prvku;
- indukce, kovové části cyklicky mění pole permanentního magnetu, což způsobuje střídavý proud v měřicí cívce;
- u Hallova jevu je střídavé magnetické pole fixováno magneticky citlivým polovodičovým krystalem, načež tvarovač vytváří sekvenci přijímacích pulzních bloků, které jsou vhodné pro provoz.
Nejčastěji se v moderní technice používají zařízení s Hallovým efektem a vestavěným magnetem, které jsou schopné „spočítat“ zuby jakékoli kovové korunky procházející kolem.
Příznaky
Pokud DS selže, elektronika si toho okamžitě všimne, záležitost se neomezí jen na absenci indikací na přístrojové desce. S vydáním odpovídajícího kódu se zobrazí chyba, jednotka přejde do nouzového režimu, což okamžitě ovlivní práci.
Motor začne při jízdě na neutrálu zhasínat, spotřeba se zvyšuje a výkon klesá. Elektrický posilovač řízení, který využívá informace o rychlosti, selže. Palubní počítač přestane fungovat.
3 způsoby, jak zkontrolovat snímač rychlosti
V první řadě se vyplatí zkontrolovat napájecí a signální kabeláž. Zde jsou nejčastější oxidace kontaktů, porušení zakončení vodičů do konektorů, koroze a mechanické poškození vodičů. Poté pokračujte ke kontrole samotného snímače.
Měli byste také připojit diagnostické zařízení k ECU a provést diagnostiku chyb. To lze provést například pomocí univerzálního autoskeneru Rokodil ScanX.
Pokud na snímači rychlosti nejsou žádné chyby, je nutné za jízdy porovnat údaje rychloměru a snímače v aplikaci se skenerem. Pokud se výsledky shodují, je s největší pravděpodobností snímač v naprostém pořádku.
Použití testeru (multimetru)
Signál na výstupu DS podle Hallova principu by se měl měnit při otáčení hnacího kola snímače. Pokud připojíte multimetr v režimu voltmetru a otočíte ozubeným kolem, můžete zaznamenat změnu naměřených hodnot (pulzní signál) v provozním rozsahu konkrétního snímače.
- vyjměte snímač z vozu;
- připojte konektor a zkontrolujte přítomnost kladného napájecího zdroje a kontaktu se zemí;
- připojte voltmetr k signálnímu vodiči a roztočte měnič, abyste pozorovali změnu naměřených hodnot.
Totéž lze zkontrolovat na konektoru přístrojové desky nebo ovladače motoru, takže bude zkontrolována i kabeláž.
bez demontáže ovladače
Nemůžete odstranit DS tím, že přivedete jeho pohon do rotace přirozeným způsobem. Za tímto účelem jsou hnací kola automobilu zavěšena, motor se spustí, poté je možné při nízké rychlosti určit přítomnost nebo nepřítomnost signálu podle údajů z připojeného voltmetru.
Kontrola pomocí ovladače nebo žárovky
Výstup snímače je obvykle obvod s otevřeným kolektorem. Pokud mezi silový plus a signální kontakt snímače připojíte kontrolku s LED nebo žárovku s nízkým výkonem, můžete po roztočení, jak je popsáno výše, zkontrolovat, zda kontrolka bliká.
Jak zkontrolovat jednotku DS
Často jsou hnací kola DS vyrobena z plastu, což vede k opotřebení zubů. Pokud je snímač elektricky v pořádku, pak je nutné zkontrolovat záběr.
To lze zaznamenat vizuálně při kontrole zubů nebo posouváním nasazeného hnacího kola, abyste mohli pozorovat rotaci rotoru snímače.
Pokyny k výměně
Výměna snímače není obtížná, bývá upevněn ve skříni převodovky pomocí přírubového šroubu. Odšroubováním tohoto šroubu a vyjmutím konektoru lze snímač vyjmout a nainstalovat nový.
K utěsnění se používá běžné těsnění nebo tmel. Po výměně je nutné resetovat aktuální chyby skenerem nebo krátkým vyjmutím terminálu z baterie.
Před provedením operace je nutné důkladně očistit těleso skříně kolem snímače, aby se do klikové skříně nedostaly abraziva. Přilehlé povrchy jsou setřeny od nečistot, oleje a oxidů.
V autě je jedno čidlo, jehož porucha je v některých případech nebezpečná jako maličkost jako například selhaný rychloměr, v jiných však vede k opravdu nepříjemným následkům. Mluvíme o snímači rychlosti. Ne ten, který stojí na náboji a zajišťuje činnost ABS (často se mu říká čidlo ABS), ale ten, který stojí někde na převodovce, rozdělovači nebo převodovce. Čím to, že v některých případech není jeho porucha příliš nebezpečná, ale v jiných způsobí majiteli vozu vážnou bolest hlavy? Vše záleží na tom, jaký typ DSA (snímač rychlosti vozidla) je použit a proč je v konkrétním voze potřeba.
Kontakt je, kontakt není
Všechny snímače rychlosti lze rozdělit do dvou velkých skupin. Do první skupiny patří spíše primitivní mechanická zařízení, která jsou dnes již prakticky zastaralá. Tyto snímače jsou jednoduše sada ozubených kol, které jsou obvykle umístěny někde na převodovce. Je připojen k jedné jediné části – kabelu pohonu rychloměru. Kabel vede přímo k tachometru. V tomto případě se DSA jednoduše otáčel hřídelem převodovky, kabel je připojen k mechanismu rychloměru, který ukazuje rychlost vozu v závislosti na rychlosti otáčení hřídele převodovky. Vše je velmi jednoduché a ne příliš přesné. Ale je to docela spolehlivé.
Takový snímač se jen zřídka porouchá. Častěji selhal kabel pohonu rychloměru, nikoli samotný snímač, ale výsledek pro obě poruchy byl vždy stejný: ručička rychloměru bezmocně klesla na nulu a nijak nereagovala na rychlost vozu. Je to smutné, je to smutné, není to příliš pohodlné, ale toto rozdělení neovlivnilo provozní parametry všech ostatních systémů automobilu. Stejným způsobem, jakým jel se senzorem, jel i bez něj. Jen není jasné, jakou rychlostí.
Na nových autech takové zařízení nenajdete. V dnešní době jsou populární senzory druhé skupiny – elektronické. Ve většině případů nepřenášejí mechanické otáčení z převodovky nebo převodovky, ale signál o jejich rychlosti otáčení do elektronické řídicí jednotky (ECU). A podle svého algoritmu vypočítá rychlost, přenese ji do rychloměru a ten ji zase ukáže šipkou řidiči. Říkám “ve většině případů”, protože někdy může jít signál přímo do ovladače rychloměru, který přenáší data do ECU. To ale nic nemění na podstatě věci. Hlavní věc je, že elektronický snímač je schopen měnit provozní parametry motoru. A proto výpadek takového DSA jistě ovlivní nejen chod rychloměru, ale i chod motoru. Níže se na to podíváme trochu podrobněji, ale nyní se podívejme, jak jsou navrženy moderní elektronické snímače rychlosti.
Lze je také rozdělit do dvou skupin: kontaktní a bezkontaktní. První jmenované jsou svým principem podobné jednoduchým mechanickým DSA. Mají mechanické spojení mezi převodovkou (nebo rozdělovací převodovkou, nebo převodovkou) a samotným snímačem. Komunikace je obvykle realizována stejným jednoduchým kabelem nebo šachtou. Tady ale všechny podobnosti končí, protože pak nezačne fungovat ani tak mechanika, jako elektřina. Přesněji Hallův jev (připomínám: jedná se o fyzikální jev založený na tom, že při umístění vodiče se stejnosměrným proudem do magnetického pole vzniká elektrické napětí). V důsledku toho je generován signál, který pak může jít buď přímo do rychloměru, nebo nejprve do ECU. Senzory tohoto typu se nazývají kontaktní senzory založené na Hallově jevu. A toto je nejoblíbenější design.
Kromě kontaktních snímačů založených na Hallově jevu existují i bezkontaktní Hallova snímače. Referenční (nastavovací) kotouč lze v tomto případě umístit na libovolnou hřídel, jejíž rychlost otáčení je přímo úměrná rychlosti vozidla (například na stejném sekundárním hřídeli převodovky).
Přitom kromě Hallova efektu mohou senzory využívat i další efekty. Existují DSA založené na magnetorezistivním efektu nebo na optoelektronickém. V prvním případě má snímač magnetorezistivní prvek, který je schopen měnit svůj odpor v magnetickém poli. Existují určité podobnosti s Hallovým senzorem, ale použitý efekt je stále jiný. No a optoelektronické senzory patří k těm nejjednodušším. V nich je signál generován pomocí dvojice – LED a fototranzistoru. Mezi nimi se na hřídeli (nebo pomocí k němu připojené mechaniky) otáčí kotouč se štěrbinami, fototranzistor „počítá“ záblesky od LED a generuje signál s údaji o rychlosti otáčení hřídele pro svůj ovladač.
Pravděpodobně si již mnozí všimli, že z technického hlediska jsou snímače rychlosti velmi podobné například snímačům polohy klikového hřídele. Používají stejné efekty a v podstatě řeší podobný problém: zaznamenávat rotaci a přenášet data o její rychlosti do řídící jednotky. Pouze DPKV „monitoruje“ motor a DSA – převodovku.
Co když to praskne?
Nyní si povíme, k čemu slouží snímač rychlosti. Jeho první funkce je zřejmá: rychloměr bez něj nemůže fungovat. Ale jak jsem již řekl, moderní senzory jsou mnohem chytřejší než starý hardware s kabelem. Proto mají mnohem více úkolů.
Pomocí signálu z DSA může řídicí jednotka upravit složení palivové směsi a časování zážehu. Navíc to nedělá pouze na základě údajů o rychlosti, ale také s ohledem na zrychlení a zpomalení vozu. Během pouhého jednoho kilometru jízdy dokáže DSA přenést do ECU až 25 tisíc signálů (ačkoli počet impulzů je obvykle skromnější – šest tisíc), takže tento snímač dokonale detekuje všechny změny rychlosti, nejen rychlost při konkrétní okamžik. A ECU tato data neustále využívá jak ke korekci směsi, tak ke korekci zapalování. To je potřeba ani ne tak pro zajištění dynamiky, ale pro úsporu paliva (i když pro dynamiku také). Pokud tedy zmizí signál z DSA, může na to auto někdy reagovat pouze zvýšením spotřeby paliva. Možné jsou ale i další projevy smrti senzoru: nerovnoměrné volnoběžné otáčky nebo náhlé škubání či poklesy při akceleraci. No nikdo nezrušil kontrolku Check Engine, která se může rozsvítit kvůli chybě DSA.
Další funkcí tohoto senzoru je zajištění chodu některých systémů souvisejících s aktivní bezpečností a komfortem. Některé dynamické stabilizační systémy využívají k adekvátní činnosti údaje o rychlosti, takže jejich chyby mohou být způsobeny i nesprávnými nebo chybějícími údaji z DSA. No, závady v řízení jsou o něco méně časté. V tomto případě snímač rychlosti pomáhá měnit sílu působící na volant v závislosti na rychlosti vozu (při vysokých rychlostech by se síla na volant měla zvýšit a volant by se měl otáčet snadněji, když stojí, např. parkoviště). Takže nefunkční snímač rychlosti může způsobit spoustu „závad“, které přišly odnikud.
Samozřejmě vyvstává otázka: jak zkontrolovat snímač rychlosti?
Trocha diagnózy a smutku
Je velmi dobré, pokud se vyskytne chyba, kterou lze považovat za skener. Zdá se, že viníka „hlouposti“ auta lze odhalit okamžitě. Ale neměli byste okamžitě spěchat s výměnou tohoto senzoru. Málokdy selže, ale jeho kabeláž může selhat kdykoli. Nejprve jej tedy musíte ještě zkontrolovat, zvláště pečlivě zkontrolovat všechny konektory (nejprve oxidují).
Bohužel sami, bez zkušeností a osciloskopu můžete víceméně přesně zkontrolovat pouze jeden snímač – ten, jehož činnost je založena na Hallově jevu. Princip testování je poměrně jednoduchý: jedna sonda voltmetru musí být přitlačena k „země“ automobilu, druhá ke svorce pulzního signálu. A při zapnutém zapalování nechejte snímač otáčet. To lze provést různými způsoby. Někomu vyhovuje vyjmout čidlo a něčím vhodným otočit, jiný raději kolo zvedne a otočí. Všechno je zde tak, jak si přejete, jak chcete. Hlavní je najít ty správné kontakty. Pokud snímač funguje, při otáčení budou patrné napěťové rázy. Pokud voltmetr nereaguje na rotaci, snímač je mrtvý. Nebo jste jej špatně připojili k multimetru, což je také možné.
Bohužel všechna ostatní čidla tímto způsobem zkontrolovat nelze. Neřeknu vám, jak je zkontrolovat osciloskopem. Kdo má osciloskop, už to ví, kdo ho nemá, nekoupí si ho jen kvůli kontrole DSA. A je to správné. Takže se s tím budete muset smířit a zkontrolovat to v servisním středisku.
S výměnou snímače rychlosti neporadím. Jsou velmi odlišné a vše závisí na autě. Někde to jde snadno odstranit, ale jinde budete muset trpět. V každém případě je tedy potřeba prostudovat manuál k vlastnímu vozu. A zde je jen jedna rada: nezkoušejte vybírat podobné senzory. Musíte nainstalovat přesně ten, který pochází z továrny. I když senzor podle očekávání zapadne na místo toho původního a auto nebude mít námitky proti „kolektivní farmě“ DSA, kvůli trochu jiné charakteristice může ukazovat něco úplně jiného, než by měl ukazovat tovární senzor. A je nepravděpodobné, že po takové výměně bude auto jezdit lépe. Výběr dobrého analogu od známého výrobce je samozřejmě posvátná záležitost, ale není třeba instalovat jen tak něco. Bude to stát víc.
