Een stuurhoeksensor is een essentieel onderdeel van moderne voertuigen, waaronder de Opel Meriva. Het speelt een cruciale rol bij verschillende rijhulpsystemen, waardoor het rijden veiliger, efficiënter en comfortabeler wordt. Bij steeds meer auto’s is het van belang dat de stuurhoeksensor ingeleerd word. Dat wil zeggen dat de waardes vergeleken worden met wat ze officieel horen te zijn. Dan pas kan begonnen worden met het opnieuw instellen van de stuurhoeksensor.
Het ESP (Electronic Stability Program) systeem is een zogenaamd actief veiligheidssysteem en meet continu in milliseconden of de richting van het voertuig nog gelijk is aan de richting waar de bestuurder heen stuurt. Het ESP systeem werkt altijd samen met het ABS (Anti Blokkeer Systeem) en ASR (Anti Slip Regeling) systeem, welke gebruik maken van dezelfde sensoren en aanwezige techniek.
Een stuurhoeksensor zit meestal precies gemonteerd waar je deze ook zou verwachten: achter het stuur, rondom de stuurkolom. Zo nu en dan kiest een fabrikant ervoor om de sensor vlakbij het stuurhuis te plaatsen, maar dit komt vrij weinig voor.
Er zijn meerdere types in omloop. Het type op basis van het Hall-effect is het populairst, maar versies met sleepcontacten komen ook nog steeds voor. Daarnaast bestaan er ook nog digitale optische sensoren die een specifiek signaal afgeven voor de op dat moment gemeten draaihoek.
Analoge Stuurhoeksensor
De analoge stuurhoeksensor is opgebouwd uit twee potentiometers, ook wel spanningsdelers genoemd. Deze spanningsdelers gebruiken een vaste weerstandsbaan, vaak van koolstof, waar de spanning doorheen loopt. Een bewegend sleepcontact beweegt over deze weerstandsbaan en de positie waarin het contact zich op dat moment bevindt, bepaalt hoeveel spanning er wordt doorgegeven. Er zijn versies die met een referentiespanning van 5 volt werken en versies die 12 volt gebruiken.
Lees ook: Procedure voor Stuurhoeksensor Kalibratie Mercedes
De tweede spanningsdeler is overigens niet bedoeld als controlemiddel, maar om de draairichting van het stuur te bepalen: linksom of rechtsom. Door de spanningsdelers tegengesteld te plaatsen, kan door het onderlinge verschil in spanning bepaald worden of het stuur met de klok mee of tegen de klok in draait. De afgegeven spanning in de nulpositie (als het stuur en de wielen recht staan) kan per spanningsdeler verschillen. Dit is expres gedaan zodat na te meten is of de stuurhoeksensor correct functioneert.
Stuurhoeksensoren met Hall-effect
Stuurhoeksensoren die gebruik maken van het Hall-effect (zoals de Bosch LWS5 en LWS6) werken contactloos en hebben daarom dus geen last van slijtage. Net als bij actieve wielsensoren het geval is, maakt deze stuurhoeksensor gebruik van een meerpolige ring. De Hall-sensoren (inderdaad, meerdere) detecteren iedere beweging met een nauwkeurigheid van 1,5 graad en genereren bloksignalen richting de control unit. De fase van het signaal van elke Hall-sensor is verschillend zodat direct de draairichting bepaald kan worden en uitgesloten kan worden dat de sensor niet naar behoren werkt. Wat volgt is een berekening van de actuele stuurhoek, de draairichting en de draaisnelheid.
Optische Stuurhoeksensoren
Vooral Mercedes-Benz was een tijd lang groot fan van optische stuurhoeksensoren. Ook dit type sensor genereert meerdere bloksignalen, maar in plaats van magnetisme wordt er nu gebruik gemaakt van licht. Door gebruik te maken van meerdere banen met elk een eigen gatenpatroon, worden er verschillende signalen gecreëerd. In eerste instantie zou je denken dat dit type sensor eigenlijk net zo goed werkt als een Hall-sensor, maar optische sensoren hebben één grote vijand: vervuiling. Een beetje stof kan al voldoende zijn om de lichtstraal te blokkeren en zo het signaal te verstoren.
Kalibratie van de Stuurhoeksensor
Het kalibreren van de stuurhoeksensor is met behulp van goede diagnoseapparatuur heel eenvoudig. Vaak is één keer volledig naar links en naar rechts sturen genoeg om de sensor volledig in te leren. Er zijn ook zelflerende sensoren bekend. Daarbij is één keer volledig naar links en naar rechts sturen bij ingeschakeld contact al voldoende. Het ESP-systeem kan in veel gevallen ook zelf detecteren of kalibratie nodig is door de waarden van de stuurhoeksensor te vergelijken met die van de diverse acceleratiesensoren.
De stuurhoeksensor wordt niet alleen gebruikt om het ESP aan te sturen, maar ook voor de regeling van elektrische stuurbekrachtiging. Een elektromotor bekrachtigt de stuurbeweging zodra een verandering in stuurhoek gedetecteerd wordt. Hydraulische bekrachtiging wordt hiermee overbodig. Het voordeel van dit systeem zit hem niet alleen in de ruimte- en gewichtsbesparing, maar ook in de instelmogelijkheden van de stuurinrichting. Hierdoor kan bijvoorbeeld een comfortabel of juist sportief gevoel gecreëerd worden. Ook kan het heel handig zijn bij inparkeren, denk bijvoorbeeld aan de ‘city’-knop van Fiat die het insturen extreem licht laat aanvoelen.
Lees ook: Stuurhoeksensor vervangen: Fiat 500
Naast de stuurhoek heeft de ‘ESP-ECU’ ook actuele waarden nodig die vertellen welke beweging het voertuig maakt. Hiervoor zijn de acceleratiesensoren bedoeld. Deze sensoren zijn in twee varianten op te delen: de laterale acceleratiesensoren en de gierhoeksensoren. Toch zul je deze sensoren in de praktijk bijna nooit gescheiden tegenkomen: zowel Continental als Bosch hebben deze sensoren namelijk in één behuizing gebouwd.
De ESP-sensor maakt gebruik van een voeding (12V), massa en een bite (bloksignaal, 0 - 6,8V). De bite wordt gebruikt als controlemiddel en weer meegestuurd met het uitgangssignaal van de gierhoeksensor. Verder maakt de gierhoeksensor ook gebruik van een referentiespanning (2,5V). De gierhoeksensor zal deze referentiespanning positief of negatief beïnvloeden: positief bij een positieve gierhoek, negatief bij een negatieve gierhoek. De output varieert hierdoor van 0,7V tot 4,3V. De laterale acceleratiesensor maakt geen gebruik van de referentiespanning en de controle-bite. Het uitgangssignaal is rechtlijnig en varieert van 0,5V tot 4,5V.
9 symptomen van een defecte stuurhoeksensor (plus oplossingen)
Hoewel voorgaand verhaal veel inzicht geeft in de werking van ESP-sensoren, is er inmiddels wel veel veranderd. Net zoals de rest van de elektronica in voertuigen, werd er ook bij ESP langzaam overgestapt van analoge signalen naar CAN-berichten. Eén centraal netwerk biedt immers veel voordelen. Om twee voorbeelden te noemen: het signaal is in het gehele voertuig beschikbaar en er wordt enorm bespaard op bekabeling. Ook de techniek in de sensoren zelf is erop vooruitgegaan.
Maken we de vergelijking tussen Bosch 5.7 ESP en Bosch 8.0 ESP, dan zien we duidelijke verschillen. In het midden van het piëzo-elektrisch materiaal is een afgeveerde massa geplaatst. Zodra de auto in een bepaalde richting versnelt of draait, doet de massa dit ook. De kracht die ervoor nodig is om deze massa uit de rustpositie te krijgen, genereert een bepaald voltage in het piëzo-elektrisch materiaal. Dit voltage wordt op zijn beurt weer omgezet in een elektrisch signaal. De nieuwere generatie gierhoeksensor wordt ook wel iMEMS genoemd: integrated Micro Electro-Mechanical System. De gierhoeksensor is door deze techniek zo klein geworden dat integratie in de ECU geen enkel probleem meer is.
Auto’s die zijn uitgevoerd met Active Steering, zoals BMW en Mercedes-Benz, hebben twee ESP-sensoren: een hoofdsensor onder de bestuurdersstoel en een secundaire sensor onder de passagiersstoel. De tweede sensor is grotendeels gelijk aan de hoofdsensor, maar heeft een afsluitweerstand (dit heeft de hoofdsensor niet) en gebruikt ook een ander CAN-ID. Je kunt de sensoren dus niet onderling uitwisselen. De manier waarop beide sensoren door het ESP-systeem worden gebruikt, verschilt nogal. De waarden van de tweede sensor worden puur gebruikt als controlemiddel voor de waarden van de hoofdsensor. De tweede sensor kan de functie van de hoofdsensor dus niet overnemen. Zodra er een verschil tussen beide sensoren wordt gemeten, gaat het systeem in storing.
Lees ook: Alles over de stuurhoeksensor van de Corsa D
Wanneer nodig mocht blijken dat bij de uitlijning er een afwijking is van de stuurhoeksensor dan leren wij hem meteen opnieuw in. Dit word tevens aangegeven op het uitlijnrapport wat u krijgt. Ron’s Bandencentrale helpt u graag verder.