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Sensores ABS – tipos y diagnóstico de averías

01.03.2022

Los sensores de velocidad de las ruedas son un componente importante necesario para sistemas como el ABS o el ESP. Los datos de los sensores también son importantes para los sistemas de control del chasis, los asistentes de arranque en pendiente y otros sistemas similares. La tarea de los sensores es proporcionar información sobre la velocidad actual de cada rueda por separado.

En su variante más simple, el controlador del ABS contrarresta el bloqueo de las ruedas reduciendo la fuerza de frenado cuando la rueda se detiene. En los sistemas ESP más complejos, el controlador detecta además la pérdida de adherencia al arrancar o acelerar y utiliza los datos de otros sensores (giro del volante, aceleración, rotación del vehículo) para contrarrestar activamente el derrape y mantener la trayectoria deseada.

¿Cómo funcionan los sensores ABS?

Como podemos ver, el rendimiento de estos discretos elementos repercute en la seguridad de la conducción. Existen dos variantes básicas de sensores ABS: sensores activos y sensores inductivos. Difieren tanto en su construcción y funcionamiento como en sus métodos de diagnóstico. Por lo tanto, es útil poder identificar inicialmente el tipo de sensor.

Sensores inductivos

Los sensores inductivos (de reluctancia, o pasivos o pasivos) fueron los primeros en aparecer. Este elemento tiene una estructura sencilla: consta de un imán, que es el núcleo del sensor, y una bobina. El sensor y el engranaje giratorio (anillo de impulsos) forman un circuito magnético. El movimiento de rotación del anillo de impulsos provoca un cambio en el campo magnético de la bobina. El campo magnético alterno induce una tensión alterna en el bobinado, cercana a una onda sinusoidal, que es la señal de salida del sensor.

sensor inductivo

La ventaja de los sensores inductivos es su diseño sencillo y el hecho de que no necesitan una fuente de alimentación. La desventaja es que la tensión de salida depende de la velocidad de la rueda, por lo que son menos precisos a velocidades más bajas. Dado que el controlador del ABS reacciona a la tensión por encima de un determinado umbral, el sistema tiene una velocidad mínima por debajo de la cual no puede detectar el movimiento de las ruedas. Estos sensores suelen ser más grandes y pesados que los sensores activos. Funcionan con un anillo de impulsos conectado, por ejemplo, a un cubo de rueda o a un semieje. El anillo también puede formar parte de los discos de freno.

Sensores activos

Los sensores activos (también denominados sensores Hall) son sistemas electrónicos integrados con un sensor de campo magnético (que puede ser un sensor Hall o magnetorresistivo). Los sensores en sí no son adecuados para su uso con un controlador, por lo que se conectan a un circuito electrónico integrado (normalmente un pequeño circuito integrado en la carcasa del sensor). Si el sensor va a funcionar con un anillo de impulsos de acero, entonces se coloca un imán que genere un campo magnético junto al sensor de efecto Hall. Los sensores magnetorresistivos, por su parte, funcionan en cooperación con un anillo magnético multipolar. La principal ventaja de los sensores Hall y magnetorresistivos es que no requieren una velocidad mínima de la rueda para funcionar. Miden la señal prácticamente desde el arranque del vehículo. Esto se debe a que el sistema sensor ABS genera una señal rectangular con niveles fijos en función de la detección del campo magnético.

El propio sensor activo no genera ninguna señal, sino que necesita alimentación del controlador. La forma en que se transmite la información es conocida de las soluciones industriales: el sensor de velocidad genera una señal de corriente. Se trata de una solución cómoda: un par de cables es suficiente para alimentar el sensor y recibir datos. Un sensor típico en estado inactivo consume una corriente de base (aproximadamente 7mA) que se duplica (14mA) cuando la salida del sensor está activa. La salida de corriente aumenta la inmunidad al ruido y también facilita el diagnóstico en el lado del controlador. El controlador puede detectar un sensor ABS defectuoso si el consumo de corriente es incorrecto. Esto también ocurrirá si se interrumpe el circuito eléctrico del sensor.

Fallos del sensor ABS

El cliente suele llegar al centro de servicio después de que se haya encendido el testigo del ABS o del ESP en el salpicadero. Pero el fallo de los sensores del ABS se manifiesta no sólo activando la luz de advertencia del ABS, sino también bloqueando las ruedas en una frenada brusca. Los sensores del ABS se encuentran entre los componentes que son bastante susceptibles de sufrir daños debido a su ubicación. La proximidad a la carretera aumenta el riesgo de que la suciedad, la humedad o los daños mecánicos afecten tanto al propio sensor como a la rueda de impulsos de acoplamiento.

En primer lugar, deben comprobarse los fusibles responsables del funcionamiento del sistema. Este sencillo paso evita muchos malentendidos. Merece la pena evaluar el estado del sistema de frenos: discos y pastillas de freno. Lo mejor es probar el funcionamiento de los frenos en un banco de rodillos. A continuación, realizamos un escaneado con un comprobador de diagnóstico en busca de errores en el sistema ABS.

El examen del sistema ABS comienza bien con una inspección visual de los componentes mecánicos. Preste especial atención al cableado de los sensores, cuyos daños son un problema frecuente. El mal funcionamiento del sensor ABS puede deberse, por ejemplo, a un juego excesivo en el cojinete de la rueda. Si el anillo de impulsos se aleja demasiado del sensor, se producirá una señal incorrecta.

¿Cómo compruebo el sensor ABS?

El método de manipulación depende del tipo de sensor. Si no sabemos de qué sensor se trata, podemos medir su tensión de alimentación. Para ello, desconectamos el sensor del controlador y medimos la tensión en el lado del enchufe del controlador. Si el sensor no recibe corriente, estamos ante un sensor inductivo (por supuesto, tenga en cuenta que la causa también puede ser un circuito roto o un controlador defectuoso).

Si utilizamos el comprobador de sensores QST-5, no necesitamos determinar el tipo de sensor antes de la medición, el comprobador lo hará por nosotros. Basta con conectar el propio sensor al comprobador después de desenchufarlo (el método de conexión es arbitrario).

Prueba del sensor inductivo

Podemos comprobar el sensor inductivo midiendo su resistencia con un multímetro. El resultado debería ser similar para un conjunto de sensores. Teóricamente podemos medir su inductancia (el sensor es una bobina), pero no todos los instrumentos universales ofrecen tal medición, y el valor en sí puede ser grande (del orden de 1H o más).

Si disponemos del QST-5 podremos hacerlo mejor: no sólo conoceremos la resistencia y la inductancia de la bobina del sensor, sino que al mismo tiempo podremos leer los parámetros de la señal de salida. Si gira la rueda durante la prueba, verá las lecturas de amplitud y frecuencia de la corriente y la tensión máxima. De este modo, podemos comparar si los sensores tienen un rendimiento similar.

Los usuarios del osciloscopio tienen además la posibilidad de comprobar visualmente la uniformidad de los impulsos generados. Con la ayuda de un osciloscopio, veremos, por ejemplo, cómo un diente dañado de la rueda que coopera con el sensor interfiere en la señal.

Comprobación del sensor activo

En el caso de un sensor activo, poco se podrá hacer sin herramientas adicionales. Como mucho podemos verificar la tensión de alimentación – véase más arriba. No comprobaremos este tipo de sensores con un multímetro: en primer lugar, no sabremos si el sensor funciona de todos modos, y si el multímetro mide a tensiones más altas, podríamos incluso dañar el sensor.

Podemos comprobar el sensor activo con el QST-5. No sólo podemos observar la señal del sensor, sino también contar los impulsos por revolución completa. Para ello, simplemente marque la posición de la rueda y gírela exactamente una vuelta completa durante la prueba. El número de impulsos se lee en la pantalla del aparato.

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Los usuarios de osciloscopios, como siempre, pueden contar con la mayor cantidad de datos. Es importante tener en cuenta que la medición del sensor ABS no proporcionará una señal de gran amplitud. Conecte el osciloscopio entre una de las salidas del sensor y la masa del controlador. De este modo, medimos la tensión en la resistencia interna del regulador. Es una forma de medir indirectamente la señal, que es una señal de corriente.

En el caso de los sensores activos, el estado del anillo magnético es especialmente importante. El anillo suele estar situado en el lateral del cojinete de la rueda. Recuerde que una inspección visual en busca de daños no aportará gran cosa. Podemos utilizar una tarjeta de prueba de anillos magnéticos, pero la forma más segura es verificar el número y la regularidad de los impulsos con un osciloscopio. Sólo así se puede comprobar si el nivel del campo magnético es adecuado para el sensor que se va a utilizar. Tenga en cuenta que el anillo puede dañarse magnéticamente, por ejemplo, si se guarda cerca de un imán potente.

Resumen

Merece la pena adquirir un conocimiento básico de los sensores ABS, ya que esto tiene un impacto tangible en el trabajo del taller. A menudo estos componentes no son baratos, especialmente cuando están integrados en el cubo de la rueda. Un mejor conocimiento de la materia significa diagnósticos más precisos y menos elementos enumerados innecesariamente. Recuerde que los sistemas ABS y ESP tienen un impacto significativo en la seguridad de la conducción. La sustitución del sensor ABS y de otros componentes del sistema debe realizarse de acuerdo con el manual de servicio del fabricante.

 

Autor: Ingeniero de producto Piotr Libuszowski

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