SENSOR DE ANGULO DE
DIRECCION
Generalidades
El
sistema DSC necesita para su función el ángulo total del volante. La medición
del ángulo total del volante se efectúa mediante el sensor del ángulo de
dirección. Como el software no se pudo instalar en la unidad de mando DSC por
razones de capacidad del ordenador, se desarrolló una unidad de mando propia
con una memoria de defectos propia.
Disposición en el
vehículo
El sensor
del ángulo de dirección está colocado en el husillo de la dirección.
Funcionamiento
El sensor
del ángulo de la dirección posee dos potenciómetros desfasados 90°. Los ángulos
de giro de volante determinados por dichos potenciómetros comprenden un giro
completo del volante, es decir, los valores se repiten después de
respectivamente +/- 180°. El sensor del ángulo de dirección detecta eso y
cuenta las vueltas del volante. El ángulo total se forma, por consiguiente, a
base del ángulo de giro de volante actualmente medido y de la cantidad de
vueltas del volante. A fin de que en todo momento esté a disposición el ángulo
del volante total, es necesario que se midan ininterrumpida y completamente
todos los movimientos de la dirección, aun estando el vehículo parado. Para
conseguir esto se somete permanentemente a corriente el sensor del ángulo de la
dirección a través del borne 30. Con ello se registran también movimientos del
volante con ”encendido desconectado”. El ángulo de la dirección determinado por
el potenciómetro está disponible también tras una interrupción de corriente,
pero no la cantidad de vueltas del volante. Al objeto de que el sensor del
ángulo de la dirección permanezca con plena capacidad funcional tras una
interrupción de la corriente se ha integrado un software capaz de calcular,
además de los números de revoluciones de rueda, la cantidad de giros del
volante mediante los números de revoluciones de rueda (en algunos modelos
también el desplazamiento del volante de tope a tope). Este proceso se denomina
Inicialización o Sobreposición. Si no se lleva a cabo la sobreposición tras el
comienzo de la marcha hasta alcanzarse una velocidad de aprox. 20 km/h, se
conmuta a estado pasivo el DSC, se enciende la lámpara de advertencia DSC y se
memoriza una avería en el dispositivo de mando DSC. En caso de faltar el número
de vueltas del volante, se repite el proceso de sobreposición cada vez después
de haber ”conectado el encendido”. Constituyen una excepción los vehículos de
tracción integral: En este caso, inmediatamente después de la interrupción de
corriente al sensor del ángulo de la dirección se conmuta a estado pasivo el
sistema DSC y se memoriza una avería en el dispositivo de mando DSC. El proceso
de sobreposición, al contrario que en los vehículos con tracción a dos ruedas,
no se interrumpe al alcanzarse una velocidad límite, sino que prosigue hasta
que el DSC detecta un ángulo de la dirección correcto. A partir de este momento
se apaga la lámpara de aviso DSC y el DSC está dispuesto para el servicio. En
ambos casos no tiene lugar en el sensor del ángulo de dirección ningún registro
de defecto. Para asegurar el ulterior funcionamiento, en la unidad de mando DSC
se efectúa un cálculo del ángulo de dirección a base de los números de
revoluciones de las ruedas, el cual se compara con el medido por el sensor del
ángulo de dirección. Esta prueba de plausibilidad evita que el vehículo
funcione con una adaptación incorrecta. Una posición cero incorrecta puede
producirse debido a una adaptación incorrectamente realizada o a causa de una
modificación de la geometría de la dirección originada en un desperfecto o una
reparación. Un componente de seguridad adicional es la asignación exacta entre
el sensor y el vehículo. Cuando se efectúa una adaptación se almacena el número
de chasis en la EEPROM, comparándose luego con el número de chasis recibido en
el cuadro de instrumentos cada vez que ”se conecta el encendido”.
Cambio del sensor del
ángulo de dirección
Tras una
sustitución del sensor del ángulo de la dirección debe codificarse el mismo
primeramente y adaptarse a continuación con el programa de diagnóstico ABS/DSC.
Codificación
El sensor
del ángulo de la dirección precisa para sus cálculos internos datos específicos
de modelo, los cuales son transmitidos por la codificación.
Adaptación
Al
efectuarse la adaptación se memoriza permanentemente en la EEPROM del sensor
del ángulo de dirección la posición actual del volante como posición de marcha
en línea recta. Por ello, al efectuar la adaptación deben colocarse las ruedas
delanteras y el volante en posición de marcha rectilínea exacta. Adicionalmente
se memoriza de forma permanente el número de chasis del cuadro de instrumentos
en la EEPROM del sensor del ángulo de la dirección. Una vez efectuada con éxito
la adaptación se borra automáticamente el contenido de la memoria de averías
del sensor del ángulo de la dirección.
Hay que
realizar una adaptación después de los siguientes trabajos:
- Cambio
del sensor del ángulo de dirección
- Cambio
de la unidad de mando DSC
- Trabajos
de ajuste en la geometría del ángulo de la dirección
- Trabajos
en la dirección y en el eje delantero
Alimentación de tensión
La
alimentación de tensión se efectúa en el sensor del ángulo de dirección como
alimentación de corriente permanente a través del borne 30, dotado también de
un fusible propio. Adicionalmente el sensor del ángulo de dirección recibe una
alimentación de tensión a través del borne 87 o, según el modelo, a través del
borne 15. Esta alimentación de tensión se efectúa a través de otro fusible.
Contador de frecuencia:
- El
contador de frecuencia va contando ascendentemente por unidades al
detectarse averías tras ”encendido desconectado”. El valor máximo es ”31”.
- Si
ya no aparece la avería durante el siguiente trayecto se reduce en una
unidad el valor del contador de frecuencia. El valor mínimo es ”0”.
SENSOR DE VELOCIDAD DE GIRO DE RUEDA
El sensor de revoluciones o sensor de ángulo
de giro explora un disco-rueda de impulsos que tiene 120 dientes y está montado
sobre el eje de accionamiento de la bomba rotativa. El disco-rueda tiene
(repartidos uniformemente en su perímetro) huecos entre dientes, cuyo número
corresponde al número de cilindros del motor.
El sensor empleado es un sensor doble diferencial de células resistivas. Estas son resistencias de semiconductor mandadas por campo magnético; su estructura es similar a la de los sensores Hall. Las cuatro resistencias del sensor doble diferencial están conectadas eléctricamente como puente integral.
El sensor tiene un imán permanente cuya cara polar dirigida al disco-rueda de impulsos es homogeneizada por una delgada plaquita ferromagnética. Sobre ella están fijas las cuatro magnetorresistencias a media distancia de la existente entre dientes. De este modo se encuentran siempre alternadas dos resistencias frente a huecos y dos frente a dientes. Las células magnetorresistivas para automóviles soportan temperaturas de hasta < 170 °C (por breve período <200 °C).
El sensor empleado es un sensor doble diferencial de células resistivas. Estas son resistencias de semiconductor mandadas por campo magnético; su estructura es similar a la de los sensores Hall. Las cuatro resistencias del sensor doble diferencial están conectadas eléctricamente como puente integral.
El sensor tiene un imán permanente cuya cara polar dirigida al disco-rueda de impulsos es homogeneizada por una delgada plaquita ferromagnética. Sobre ella están fijas las cuatro magnetorresistencias a media distancia de la existente entre dientes. De este modo se encuentran siempre alternadas dos resistencias frente a huecos y dos frente a dientes. Las células magnetorresistivas para automóviles soportan temperaturas de hasta < 170 °C (por breve período <200 °C).
De las
señales de los sensores de velocidad de giro de las ruedas las unidades de
control de los sistemas ABS, ASR y ESP derivan la velocidad de rotación de las
ruedas (número de vueltas), para impedir el bloqueo o el patinaje de las ruedas
y asegurar así la estabilidad y dirigibilidad del vehículo. A partir de estas
señales, los sistemas de navegación calculan la distancia recorrida.
Estructura y funcionamiento
Sensor de velocidad de rotación pasivo (inductivo) La espiga polar del sensor inductivo de velocidad de rotación, que está rodeada de un arrollamiento, se encuentra directamente sobre la corona generadora de impulsos, fijamente unida con el cubo de rueda. La espiga polar de magnetismo dulce está unida con un imán permanente, cuyo campo magnético llega hasta la corona generadora de impulsos, penetrando en ella. A causa de la alternancia permanente entre los dientes y los entredientes, el giro de la rueda ocasiona la variación del flujo magnético dentro de la espiga polar y, por consiguiente, también dentro del arrollamiento que la rodea. La variación del campo magnético induce en el arrollamiento una tensión alterna, que se toma en cada extremo del bobinado.
Tanto la frecuencia como la amplitud de la tensión alterna son proporcionales a la velocidad de giro de la rueda. Cuando la rueda está parada, la tensión inducida es igual a cero. La velocidad mínima mensurable depende de la forma de los dientes, del entrehierro, de la pendiente de la subida de tensión y de la sensibilidad de entrada de la unidad de control; partiendo de este parámetro se puede conocer la velocidad mínima de conexión alcanzable para la aplicación del ABS.
El sensor de velocidad de giro y la rueda de impulsión están separados por un entrehierro de aprox. 1 mm con estrechas tolerancias, para garantizar una detección eficaz de las señales. Además, una fijación firme del sensor de velocidad de giro impide que sus señales sean alteradas por vibraciones procedentes del freno de rueda.
Como las condiciones de montaje en la zona de la rueda no son siempre idénticas, existen diferentes formas de la espiga polar y distintos modos de montaje. La más difundida es la espiga polar en forma de cincel (llamada también polo plano, figura inferior a) para montaje radial, perpendicular a la corona generadora de impulsos. La espiga polar en forma de rombo (llamada también polo en cruz, figura inferior b), para montaje axial, se encuentra en posición radial respecto a la corona generadora de impulsos. Los dos tipos de espiga polar han de estar exactamente ajustados a la corona generadora de impulsos en su montaje. La espiga polar redonda (figura inferior c) no exige una alineación exacta con la corona generadora de impulsos; ésta, sin embargo, ha de tener un diámetro suficientemente grande o un número reducido de dientes.
Sensor de velocidad de rotación pasivo (inductivo) La espiga polar del sensor inductivo de velocidad de rotación, que está rodeada de un arrollamiento, se encuentra directamente sobre la corona generadora de impulsos, fijamente unida con el cubo de rueda. La espiga polar de magnetismo dulce está unida con un imán permanente, cuyo campo magnético llega hasta la corona generadora de impulsos, penetrando en ella. A causa de la alternancia permanente entre los dientes y los entredientes, el giro de la rueda ocasiona la variación del flujo magnético dentro de la espiga polar y, por consiguiente, también dentro del arrollamiento que la rodea. La variación del campo magnético induce en el arrollamiento una tensión alterna, que se toma en cada extremo del bobinado.
Tanto la frecuencia como la amplitud de la tensión alterna son proporcionales a la velocidad de giro de la rueda. Cuando la rueda está parada, la tensión inducida es igual a cero. La velocidad mínima mensurable depende de la forma de los dientes, del entrehierro, de la pendiente de la subida de tensión y de la sensibilidad de entrada de la unidad de control; partiendo de este parámetro se puede conocer la velocidad mínima de conexión alcanzable para la aplicación del ABS.
El sensor de velocidad de giro y la rueda de impulsión están separados por un entrehierro de aprox. 1 mm con estrechas tolerancias, para garantizar una detección eficaz de las señales. Además, una fijación firme del sensor de velocidad de giro impide que sus señales sean alteradas por vibraciones procedentes del freno de rueda.
Como las condiciones de montaje en la zona de la rueda no son siempre idénticas, existen diferentes formas de la espiga polar y distintos modos de montaje. La más difundida es la espiga polar en forma de cincel (llamada también polo plano, figura inferior a) para montaje radial, perpendicular a la corona generadora de impulsos. La espiga polar en forma de rombo (llamada también polo en cruz, figura inferior b), para montaje axial, se encuentra en posición radial respecto a la corona generadora de impulsos. Los dos tipos de espiga polar han de estar exactamente ajustados a la corona generadora de impulsos en su montaje. La espiga polar redonda (figura inferior c) no exige una alineación exacta con la corona generadora de impulsos; ésta, sin embargo, ha de tener un diámetro suficientemente grande o un número reducido de dientes.
SENSOR DE ANGULO Y ACELERACION TRANSBERSAL
Este sensor inductivo es un disparador de impulsos para el encendido transistorizado TZ-I.
Representa un generador eléctrico de corriente alterna. El punto de conexión del ángulo de cierre se determina por comparación de la señal de tensión alterna del sensor con una señal de tensión correspondiente al tiempo de regulación de la corriente.
El sensor inductivo está alojado en la caja del distribuidor de encendido, en el lugar que ocupaba el anterior ruptor convencional
El núcleo magnético dulce del arrollamiento de inducción tiene la forma de un disco, llamado "disco polar". El imán permanente, el arrollamiento de inducción y el núcleo del sensor inductivo forman una unidad compacta, el "estator".
Frente a esta unidad gira la rueda generadora de impulsos, fijamente unida al árbol del distribuidor y llamada "rotor". El rotor (comparable a la leva de encendido del ruptor) está fijado sobre el árbol hueco que rodea el árbol del distribuidor.
El núcleo y el rotor son de acero magnético dulce; tienen prolongaciones en forma de dientes (dientes del estator y del rotor): El disco polar (núcleo) tiene p. ej. en el lado exterior dientes estatóricos doblados en ángulo recto hacia arriba.
Conforme a ello, el rotor tiene dientes doblados hacia abajo.
El número de dientes del rotor y del disco polar corresponde generalmente al número de cilindros del motor. Cuando están frente a frente, los dientes fijos y los dientes móviles están distanciados unos de otros aproximadamente 0,5 mm.
Cuando
gira el árbol del distribuidor, las pantallas del rotor pasan sin contacto por
el entrehierro de la barrera Hall; cuando el entrehierro está libre, el C.I.
Hall incorporado y el elemento sensor Hall son atravesados por el campo
magnético. El flujo magnético incide en el elemento sensor Hall y la tensión
Hall alcanza su valor máximo. El C.I. Hall está activado. Tan pronto como una
de las pantallas entra en el entrehierro, la mayor parte del flujo magnético se
dispersa en la pantalla y es mantenido alejado así del C.I. La densidad del
flujo desaparece del elemento sensor Hall, excepto un pequeño resto procedente
del campo de dispersión. La tensión Hall alcanza un mínimo. La forma de la
pantalla del rotor determina el ángulo de cierre por generación inmediata de
una tensión de rampa a partir de la tensión de la señal í/s (tensión Hall
convertida, figura 2); sobre esta tensión de rampa se desplaza el punto de
activación del ángulo de cierre. El principio de trabajo y la forma de
construcción del sensor Hall permiten un ajuste del encendido estando el motor
parado, siempre que no se haya previsto ninguna desconexión de la corriente de
reposo.
