سنسور زاویه فرمان خودرو چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟

خودروهای امروزی دیگر فقط وسیله نقلیه نیستند؛ آن‌ها پر از سیستم‌های هوشمندی هستند که برای حفظ جان شما دائماً در حال محاسبه و تصمیم‌گیری‌اند. یکی از مهم‌ترین حسگرهایی که این سیستم‌ها به آن وابسته‌اند، سنسور زاویه فرمان (Steering Angle Sensor – SAS) است. این قطعه کوچک معمولاً داخل ستون فرمان، نزدیک پایه فرمان یا در مجموعه سیستم فرمان برقی (EPS) نصب می‌شود و اطلاعات دقیق فرمان را به کامپیوتر مرکزی ارسال می‌کند.

اطلاعات این سنسور مستقیم به مغز الکترونیکی خودرو ECU می‌رود و ECU با استفاده از آن تصمیم می‌گیرد که مثلاً کدام چرخ باید ترمز کند، موتور چقدر گشتاور بدهد، یا سیستم کمک‌راننده مانند رادار بین خطوط وارد عمل شود یا نه. بدون سنسور زاویه فرمان سالم، سیستم کنترل پایداری الکترونیکی (ESC)، کنترل کشش (TCS)، ترمز اضطراری خودکار (AEB)، حفظ خطوط، هشدار نقطه کور و حتی پارک خودکار یا کروز تطبیقی یا کاملاً از کار می‌افتد یا عملکرد بسیار خطرناکی پیدا می‌کند.

علائم خرابی سنسور زاویه فرمان معمولاً با موارد زیر شروع می‌شود: چراغ ESC یا TCS روی داشبورد روشن می‌ماند، خودرو در جاده صاف به یک سمت می‌کشد، فرمان بعد از پیچ به مرکز برنمی‌گردد، لرزش یا بازی غیرعادی در فرمان حس می‌شود، یا سیستم‌های کمک‌راننده ناگهان خاموش می‌شوند. بسیاری از رانندگان این علائم را نادیده می‌گیرند و فکر می‌کنند مشکل جزئی است اما در پیچ تند یا جاده لغزنده همین مشکل جزئی می‌تواند منجر به تصادف شود.

با توجه به اهمیتی که سنسور موردبحث دارد، تصمیم گرفتیم در یک مقاله جامع شما را با آن آشنا کرده و علائم خرابی و راهکارهای افزایش طول عمر آن را بیان کنیم.

این سنسور یک قطعه الکترومکانیکی یا کاملاً الکترونیکی است که موقعیت زاویه‌ای شفت فرمان (میله‌ای که فرمان به آن وصل است) را می‌خواند و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. این سنسور در خودروهای قدیمی‌تر معمولاً یک پتانسیومتر ساده است، اما در مدل‌های جدید (تقریباً همه خودروهای بعد از ۲۰۱۰–۲۰۱۲) از فناوری بدون تماس (مغناطیسی یا نوری) استفاده می‌شود تا دوام و دقت بالاتر برود.

محل نصب رایج سنسور یاد شده معمولاً، داخل ستون فرمان (زیر روکش پلاستیکی دور سوئیچ)، نزدیک موتور فرمان برقی (EPS) و گاهی ادغام‌شده با واحد ABS/ESC در کف خودرو است. اهمیت قطعه یاد شده در استانداردهای ایمنی جهانی به قدری بالاست که معمولاً به صورت دوکاناله ساخته می‌شود؛ یعنی دو حسگر مستقل داخل یک قطعه وجود دارد تا اگر یکی خراب شد، دیگری کار کند.

وقتی فرمان را می‌چرخانید، سنسور باید سه چیز را به‌صورت دقیق اعلام کند:

• زاویه فعلی فرمان نسبت به موقعیت صفر (مستقیم) چقدر است؟
• با چه سرعتی چرخیده‌اید؟
• جهت چرخش کدام طرف است؟

پتانسیومتر (قدیمی): مانند یک ولوم بزرگ که با چرخش فرمان مقاومتش عوض می‌شود و ولتاژ خروجی ۰.۵ تا ۴.۵ ولت می‌دهد. مشکل این نوع سنسور به سایش مکانیکی پس از کارکردهای بالا مربوط می‌شود که باعث نویز و خطا خواهد شد.

مغناطیسی (Hall یا GMR): یک آهنربای کوچک یا دیسک مغناطیسی روی شفت فرمان می‌چرخد و حسگر ثابت تغییرات میدان مغناطیسی را می‌خواند. بدون تماس فیزیکی کار می‌کند و عمر خیلی بیشتری دارد.

اپتیکال: دیسک پلاستیکی با خطوط کدگذاری شده (شبیه بارکد خیلی ریز) بین LED و حسگر نوری می‌چرخد. این نوع سنسور دقت عالی داشته اما به گردوغبار و رطوبت حساس است.

در خودروهای جدید معمولاً ترکیبی از مدل‌های مغناطیسی و اپتیکال استفاده می‌شود تا هم دقت زیر ۰.۱ درجه داشته باشد و هم محدوده اندازه‌گیری بیش از ۱۰۰۰ درجه (بیش از ۲.۷ دور کامل فرمان) را پوشش دهد. سیگنال از طریق کابل CAN به ECU می‌رود و ECU آن را با داده‌های حسگر سرعت چرخ‌ها، نرخ چرخش بدنه و شتاب جانبی مقایسه می‌کند.

نشانه‌ها معمولاً به این ترتیب ظاهر می‌شوند.

• چراغ ESC یا TCS روشن می‌شود و گاهی چشمک می‌زند
• خودرو در جاده صاف و بدون باد به چپ یا راست می‌کشد (حتی ۱۰–۲۰ سانتی‌متر در ۱۰۰ متر)
• فرمان بعد از پیچیدن به‌آرامی به مرکز برنمی‌گردد یا دیر برمی‌گردد
• در سرعت 60 تا 100 کیلومتر در ساعت لرزش خفیف یا بازی در فرمان حس می‌شود
• سیستم رادار بین خطوط یا کروز تطبیقی ناگهان خاموش می‌شود یا هشدار اشتباه می‌دهد
• لاستیک‌ها در پیچ صدای جیغ غیرعادی می‌دهند یا یک طرف زودتر ساییده می‌شود
• چراغ چک روشن می‌شود که با استفاده از دستگاه دیاگ می‌توان کد خطای مربوط به آن پیدا کرد
• در بدترین حالت خودرو در سرعت بالا یا ترمز ناگهانی بیش از حد واکنش نشان می‌دهد یا اصلاً کنترل پایداری ندارد

اگر چند نمونه از مشکلات بالا را تجربه کردید سریعاً خودرو را متوقف کرده و به یک مکانیک متخصص مراجعه کنید.

با استفاده از یک دستگاه دیاگ ساده کد خطای مربوط به سنسور را بخوانید.

در بخش داده‌ها به زاویه فرمان نگاه کنید که باید در حالت صاف دقیقاً ۰ ±۲ درجه باشد. اگر -۳۰ یا +۴۵ را نشان دهد پس سنسور مشکل دارد.

فرمان را آرام به چپ و راست بچرخانید؛ تغییرات باید نرم و بدون پرش باشد

کانکتور سنسور (معمولاً ۴–۶ پین زیر ستون فرمان) را چک کنید: خوردگی، شل بودن و قطع سیم می‌تواند سنسور را از کار بیندازد.

باتری را ۱۰ دقیقه قطع کنید و دوباره وصل کنید (بعضی خودروها بعد از ریست نیاز به رانندگی کالیبراسیون دارند)

کالیبراسیون بعد از هر تعویض سنسور، تراز چرخ، تعویض جعبه فرمان، کمک‌فنر یا حتی قطع طولانی باتری الزامی است.

روش عمومی (برای اکثر خودروها)

• خودرو را روی سطح کاملاً صاف پارک کنید (ترجیحاً روی دستگاه تراز)
• فرمان را دقیقاً صاف کنید (چراغ‌های راهنما خاموش، چرخ‌ها کاملاً مستقیم)
• دستگاه دیاگ را وصل کنید و به منوی Steering Angle Sensor یا SAS Calibration بروید.
• گزینه Reset یا Zero Point را بزنید.
• فرمان را آرام تا انتها به چپ بچرخانید تا قفل شود و ۲ تا ۳ ثانیه در همین حالت نگه دارید و سپس فرمان را تا انتها به راست بچرخانید و نگه دارید.
• این کار را معمولاً ۲ بار تکرار کنید.
• خودرو را 10 تا 20 متر آرام به جلو و کمی عقب برانید.
• گزینه Confirm یا Save را بزنید و خطاها را پاک کنید.
• تست رانندگی کوتاه انجام دهید و دوباره Live Data را چک کنید

اگر بعد از کالیبراسیون چراغ خاموش نشد پس سنسور واقعاً خراب است.

این سنسور حساسیت نسبتاً بالایی دارد و برخی مشکلات رایج در آن دیده می‌شوند که به مهم‌ترین این مشکلات اشاره می‌کنیم.

خوردگی کانکتور (شایع‌ترین مشکل در مناطق مرطوب و نمکی): برای رفع مشکل کانکتور را باز کنید، با اسپری مخصوص تمیز کنید، گریس ویژه بزنید و دوباره وصل کنید. اغلب مشکل سنسور با این راهکار حل می‌شود.

خرابی داخلی سنسور (بعد از ضربه یا رطوبت): فقط تعویض قطعه اصلی جوابگو خواهد بود. به هیچ عنوان از قطعات تقلبی استفاده نکنید.

عدم کالیبراسیون بعد از سرویس: بخش اعظم مواردی که باعث روشن شدن چراغ خطا می‌شود به همین علت است.

سیم‌کشی آسیب‌دیده (زیر داشبورد یا نزدیک پدال): سیم‌ها را دنبال کنید و با مولتی‌متر چک کنید.

تداخل امواج (نادر): آنتن تقویتی یا ردیاب غیراستاندارد را جدا کنید و تست بگیرید.

برای اینکه سنسور موردبحث طول عمر بیشتری داشته باشد راهکارهای زیر پیشنهاد می‌شوند.

• هر ۲۰ تا ۳۰ هزار کیلومتر کانکتور ستون فرمان را نگاه کنید و تمیز کنید.
• موقع کارواش فشار آب مستقیم به زیر داشبورد و ستون فرمان نگیرید.
• بعد از هر تراز چرخ، تعویض سیبک، کمک‌فنر یا جعبه فرمان حتماً مجموعه را کالیبراسیون کنید.
• در شهرهایی با آب‌وهوای مرطوب یا نمکی از اسپری محافظ کانکتور استفاده کنید.
• از چرخاندن کامل فرمان درجا (وقتی خودرو ایستاده) خودداری کنید؛ به خصوص در خودروهای دارای فرمان برقی این موضوع مشکل ساز است.

اگر چراغ ESC حتی یک بار روشن شد، همان روز دیاگ بزنید و منتظر بدتر شدن اوضاع نمانید.

سنسور زاویه فرمان یکی از قطعات پنهان اما حیاتی ایمنی خودروهای امروزی است. علائم خرابی سنسور زاویه فرمان با مواردی همچون روشن شدن چراغ ESC، کشش فرمان به یک سمت و ناپایداری شروع می‌شود و اگر نادیده گرفته شود، می‌تواند در لحظه حساس جان شما را به خطر بیندازد. با کمی توجه به نشانه‌ها، کالیبراسیون به‌موقع و نگهداری ساده، می‌توانید سال‌ها بدون مشکل از سیستم‌های هوشمند خودرو استفاده کنید.