Устройство и работа АБС и систем стабилизации.
Устройство и работа АБС и систем стабилизации.
История создания АБС
По удачному совпадению русское звучание аббревиатуры совпало с иностранным: Anti - анти, Blockier - блокировочная, Systems - система. Если автомобиль въезжал на скользкую дорогу или на участок смешанного покрытия, где одни колеса оставались на асфальте, а другие попадали на песок или гравий, опытные водители тормозили прерывисто, не допуская срыва в занос. Новичкам оставалось уповать на чудо, не так-то просто уловить начало блокировки колес. Причем бывают случаи, когда блокировка наступает даже при легком нажатии на педаль тормоза. Так происходит, например, на скользкой трассе. Коэффициент сцепления шин с обледеневшей дорогой невелик - и пожалуйста - потеря управления, занос, ДТП. Первая АБС появилась в 1978 году. Конструктивно АБС представляет собой совокупность датчиков, модуляторов и блока управления.
Система АБС предотвращает блокировку колес при торможении. В результате даже при экстренном торможении сохраняется устойчивость автомобиля. Кроме того, во время торможения автомобиль сохраняет управляемость.
Датчики на всех четырех колесах постоянно измеряют угловую скорость вращения колес.
Если частота вращения отдельного колеса падает, то управляющая электроника снижает давление в контуре и затем снова повышает, немного не доходя до границы, за которой начинается блокировка колеса. Процесс может повторяться несколько раз в секунду, пульсация педали тормоза свидетельствует о работе системы АБС.
Принцип действия
Главная задача АБС - не допустить заноса автомобиля в результате блокирования колес. Практически все системы работают примерно по одному и тому же принципу: электромагнитные датчики посылают сигналы о скорости вращения колес, микропроцессорный электронный блок обрабатывает сигналы и выдает команды, исполнительный механизм - гидравлический модулятор изменяет давление в тормозном контуре. Однако, чтобы механизм надежно работал, потребовалась прецизионная точность изготовления всех его составляющих. В результате первые АБС стоили дорого. Никто не осмелился установить такое дорогое устройство в автомобиль, не спросив разрешения у его будущего владельца. Поэтому первые АБС можно было получить только по заказу.
При отсутствии АБС опытный водитель до блокировки колес ситуацию не доводит, а применяет так называемое прерывистое торможение. Почувствовав, что вращение колес прекратилось, водитель отпускает педаль тормоза: колеса начинают вращаться, их сцепление с дорогой возрастает, и машина снова управляема - теперь можно повторить торможение. Эта методика довольно действенна, но требует от водителя определенных навыков и дополнительных усилий. АБС делает то же самое, что и опытный водитель, только быстрее и точнее. За секунду АБС проводит 10…12 циклов торможения, что абсолютно недостижимо даже для тренированных автогонщиков.
АБС работает следующим образом. При торможении датчик отслеживает скорость вращения колеса по зубчикам диска и в момент, когда колеса блокируются, подает сигнал на блок управления, который в свою очередь дает команду модулятору снизить давление в тормозном контуре. По мере снижения давления тормозные колодки отпускают колеса, те начинают вращаться - сцепление колес с дорогой и управляемость при торможении не ухудшаются. Можно продолжить торможение, повторяя цикл многократно в течение всего времени, пока водитель жмет на педаль тормоза. Тормозной путь автомобиля с АБС на скользкой дороге уменьшается примерно на 10…15%, а это как раз те самые метры, которых не хватает, чтобы избежать столкновения. Мировая статистика показывает, что после внедрения на автотранспорте АБС число жертв при ДТП снизилось на четверть.
Подробное описание работы АБС.
Рисунок 1 - Функциональная схема АБС.
1- гидронасос; 2- аккумулятор давления; 3- ЭБУ; 4- колесные датчики; 5- блок электромагнитных гидроклапанов.
На рисунке 1 приведена типичная схема АБС. Электронасос 1 и аккумулятор давления 2 необходимы, чтобы электроника смогла управлять тормозным усилием независимо от силы нажатия на педаль водителем (в аварийной ситуации он, как правило, просто давит на педаль “до упора”). Кроме того, электронному блоку управления 3 (ЭБУ) надо ”знать”, вращаются ли в данный момент колеса, и с какой скоростью. Эту информацию выдают датчики 4, контролирующие каждое колесо. При снижении оборотов одного из колес ЭБУ по сигналу от этого колеса выдает команду ослабить тормозное усилие к нему, предотвращая занос и разворот автомобиля. Блок электромагнитных клапанов 5, управляет давлением жидкости. В каждом из контуров тормозной системы предусмотрено два клапана - впускной, который открывает путь жидкости из аккумулятора давления к рабочему цилиндру, когда надо увеличить тормозное усилие, и выпускной, позволяющий жидкости уйти обратно в бачок, когда давление надо ослабить. Эти клапаны при исправной АБС, либо открываются поочередно, либо закрыты, если давление в контуре должно сохраняться неизменным. Наконец, важно знать, что в обесточенном состоянии впускные клапаны открыты, а выпускные - закрыты. Это позволяет при отказе АБС просто отключить ее и тормозить, как на обычном автомобиле.
АБС значительно усложнила тормозную систему: появились датчики на колесах и главной передаче, гидравлический модулятор в тормозной магистрали и блок управления.
Первых владельцев машин с АБС пугала необычная реакция на нажатие педали тормоза - частое биение. Но это естественное следствие срабатывания модулятора.
В некоторых системах АБС импульсы подаются около 4 раз в секунду. В системе АБС BMW импульсы идут 12 - 15 раз в секунду. Чем быстрее пульсация, тем более эффективно оказывается торможение.
Современные системы АБС совмещены с другими системами безопасности, обеспечивающими управляемость и контроль стабильности + сцепления с дорогой, которые дают возможность оптимального контакта с дорожным покрытием. На самом деле те же самые датчики скорости вращения колес используются в системе и контроля стабильности + сцепления с дорогой.
АБС ВАЗ 2110.
ВАЗ начал самостоятельные разработки по АБС в 1975 году. Но ряд объективных причин (отсутствие испытательного полигона, оборудования…) выявили нецелесообразность производства АБС на ВАЗ. В итоге всех наработок было принято решение о закупке лицензии на конструкцию и технологию АБС у одной из иностранных фирм.
В 1996 году процесс адаптации успешно завершили, подготовили конструкторскую документацию и даже вскоре адаптировали компактную и современную систему Bosch 5.3.
Разработано множество разных систем АБС. Самые простые и недорогие - двухканальные, имеющие два или три датчика, но способные регулировать тормозное усилие только попарно, на каждой оси. Точнее работают четырехканальные системы, которые для каждого колеса давление в тормозной системе устанавливают индивидуально, согласно показаниям датчика на нем. Современные АБС нередко входят в состав других систем, им нужны те же самые датчики, да и управление тормозами для них тоже необходимо. Многие фирмы ставят теперь АБС на все свои модели в стандартной спецификации. На внедорожниках иногда ставят АБС отключаемаую на песке, грязи или в снегу, так как заблокированные колеса в этих условиях повышают эффективность торможения, а потеря управляемости ничем не грозит.
Устройство современной ABS.
Большое количество используемых систем торможения и стабилизации затрудняет их наглядную классификацию. Некоторые системы связаны друг с другом, другие представляют собой скорее различные этапы развития одной системы или же, дополняющие существующие функции.
Рисунок 2
2.1 Классификация электронных систем активной безопасности
Рисунок 3 – Иерархия электронных систем активной безопасности
2.2 Расшифровка названий систем представленных на рисунке 3:
Применение систем в зависимости от режима движения
Одной из возможностей классификации является привязка вспомогательных систем к режимам «трогание с места», «движение» и «торможение».
На следующих рисунках показано, какие системы, в каких режимах движения могут быть задействованы.
Таблица 1 – Распределение систем по назначению
| Трогание с места | Движение | Торможение | |
| EDS- электронная блокировка дифференциала. | XDS-Расширение функции блокировки дифференциала. | ABS- Антиблокировочная система. | Легковой авто |
| ASR антипро- буксовочная система. | ASR- антипробуксовочная система для движения | EBV-система электронного распределения тормозных сил на задней оси. | |
| HHC-ассистент трогания на подъеме. | MSR-Система регулирлвания крутящего момента при торможении двигателем. | CBC-расширение функции стабилизации при торможении в повороте. | |
| ESC-электронная система поддержания курсовой устойчивости. | GMB- расширение функции стабилизации автомобиля при заносе во время торможения. | ||
| ESR-система адаптивного круиз- контроля? | ESC-электронная система поддержания курсовой устойчивости | ||
| TSA-функция стабилизации прицепа | HBA – гидравлический тормозной ассистент. | ||
| BSW-функция удаления влаги с тормозных дисков. | OverBoost- компенсация падения эффективности торможения. | ||
| HBV- гидравлический усилитель тормозов. | |||
| EDS-OffRoad электронная блокировка дифференциала. | Ассистент движения на спуске | ABS-OffRoad-антипробуксовочная система для торможения. | Внедоржник |
| ASR-OffRoad- антипробуксовочная система для движения. |
Датчики систем стабилизации
Логика срабатывания датчиков систем торможения и стабилизации.
Для того чтобы человек мог реагировать на окружающую обстановку и, к примеру, уклоняться от приближающейся опасности, он должен воспринимать («сканировать») окружающее его пространство. Для этого он использует свои органы чувств. Оптические датчики (глаза), акустические датчики и датчики равновесия (уши), датчики, реагирующие на химические вещества (обоняние и вкус). Слух представляет собой своего рода «блок датчиков», т. е. комплекс из нескольких датчиков, поскольку он регистрирует не только на шумы, но и ускорение. Подобная схема показана на рисунке 8.
Рисунок 8 – Принципиальная схема
Сравнимая логика применима и к транспортным средствам, а также к системам торможения и стабилизации. Для того чтобы эти системы могли работать правильно и риск возникновения критической ситуации был уменьшен или предупреждён, они должны обладать чувствительными элементами (датчиками), которые способны регистрировать дорожную обстановку. Речь, в частности, идёт о датчиках частоты вращения колёс, датчике ускорения, датчике угла рыскания и датчике угла поворота рулевого колеса, которые регистрируют фактическое положение автомобиля на проезжей части дороги. Для того чтобы система могла работать с комплексными данными, она дополнительно оборудована датчиками давления в главном тормозном цилиндре, датчиком положения педали тормоза и т. д.
Главная разница между органами чувств человека и датчиками электронных систем заключается в зрении. Оно позволяет людям предвидеть возможное развитие событий. А электронные системы реагируют только на уже возникшее состояние автомобиля и пытаются снизить риск возникновения критической ситуации, возникший в результате неправильной оценки обстановки водителем. Данная схема представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Схема системы стабилизации и АБС
2.4 Датчики, используемые в контурах систем торможения и стабилизации.
На основе информации, поступающей от датчиков, оценивается то, в каком направлении ускоряется или замедляется автомобиль и вращается ли он относительно собственной оси. С помощью этих данных системы регулирования могут определить фактическое направление движения автомобиля или действующую на него силу, и в некоторых случаях в определённой степени повлиять на направление движения. Поскольку датчики очень чувствительные, с их помощью критические ситуации во время движения можно идентифицировать уже в момент их возникновения и таким образом принять соответствующие меры. Схема величин, которые измеряют датчики, показана на рисунке 10.
Рисунок 10 – Схема величин
Система ABS использует датчики частоты вращения колёс для определения скорости вращения колёс. Система ESC (курсовой устойчивости) в отличие от системы ABS использует также данные от датчиков ускорения и датчика угла рыскания, которые с помощью сил инерции оценивают направление движения автомобиля.
Поведение автомобиля с ABS
Система ABS повышает устойчивость автомобиля во время движения, предупреждая блокирование колёс при торможении. Она снижает силу торможения или давление в тормозной системе на соответствующих колёсах, для того чтобы силы бокового увода могли передаваться на дорожное полотно и автомобиль оставлялся управляемым. Это изображено на рисунке 12.
Функция стабилизации при торможении в повороте (CBC)
Опасные свойства автомобиля при торможении в повороте в зависимости от обстановки могут проявляться в виде недостаточной или избыточной поворачиваемости автомобиля, что в крайнем случае может привести к заносу автомобиля. Недостаточная и избыточная поворачиваемость показаны на рисунке 18. Чтобы во время торможения в повороте автомобиль сохранял «нейтральную поворачиваемость», давление в контуре каждого колеса, в зависимости от передачи сил бокового увода шин на дорожное покрытие, должно регулироваться индивидуально. Этому способствует функция стабилизации при торможении в повороте (CBC). Функция CBC представляет собой программное расширение системы ABS. Она не требует для своей реализации дополнительных элементов, а использует только имеющиеся компоненты системы ABS.
Путём дополнительного анализа блок управления ABS может распознать недостаточную или избыточную поворачиваемость и соответствующим образом регулировать давление в контурах тормозной системы.
Рисунок 18 – Избыточная и недостаточная поворачиваемость
Регулирование давления в тормозной системе осуществляется точно так же, как и при срабатывании системы ABS, в три этапа:
- поддержание давления на постоянном уровне;
- сброс давления;
- нагнетание давления.
Система ABS является главной системой для функции CBC. Это означает, что когда при блокировании колёс достигается предел диапазона регулирования системы ABS, то функция CBC отключается. В таком случае блокирование колёс система ABS предупреждает самостоятельно.
Функция снижения момента сил, вызывающих рыскание автомобиля (GMB)
При интенсивном торможении на поверхности с различными характеристиками сцепления для колёс с одной и другой сторон автомобиля возникает момент рыскания, поворачивающий автомобиль вокруг вертикальной оси, который стремится увести автомобиль с траектории движения и развернуть его на поверхности в сторону с более высоким коэффициентом сцепления. Функция GMB, представляющая собой программное расширение системы ABS, позволяет устранить этот момент рыскания, создавая разное давление в контурах левых и правых колёс и ограничивая его с временной задержкой. Когда система ABS в рамках работы функции GMB при торможении распознаёт разную степень блокирования колёс на разных сторонах автомобиля, она оценивает возможность возникновения момента рыскания. Система снижает силу торможения колёс, которые больше склонны к блокированию, пока скорость вращения колёс с правой и левой сторон автомобиля снова не выровняется. Работа системы показана на рисунке 19.
Рисунок 19 – Работа системы GMB
Тормозное давление в контурах колёс, движущихся по шероховатому покрытию, нарастает не так быстро. Опасное вращение автомобиля компенсируется.
Компоновка
Система ASR с точки зрения программного и аппаратного обеспечения представляет собой расширение системы ABS. Программное обеспечение ASR хранится в более производительном блоке управления ABS с расширенной программной памятью. Точно так же, как и в случае системы ABS, здесь используются сигналы датчиков частоты вращения. Для выполнения необходимых функций система ABS обменивается данными с блоком управления двигателя по шине CAN.
Интерфейс с системой управления двигателем. В отличие от системы ABS, система ASR влияет на мощность двигателя, т. е. на момент привода колёс. Для этого педаль акселератора не должна быть механически связана с дроссельной заслонкой. То есть должна существовать возможность регулировать мощность двигателя независимо от положения педали акселератора. Изменения в гидравлическом блоке. Если автомобиль оборудован системой ESC, то функция ASR работает вместе с функцией EDS (расширенная функция блокировки дифференциала). В разделе, посвящённом функции EDS, поясняется принцип действия (изменение аппаратного обеспечения) гидравлического блока.
Работа системы ASR показана на рисунке 20.
Рисунок 20 – Работа системы ASR
Описание принципа действия
С помощью датчиков частоты вращения и необходимой информации из системы управления двигателем (например, частота вращения двигателя, положение дроссельной заслонки, положение педали акселератора) система MSR определяет, возникает ли проскальзывание ведущих колёс при снижении крутящего момента двигателя. Блок управления тормозной системы оценивает эти данные и передаёт необходимые данные блоку управления двигателя. При этом система остаётся в пределах диапазона регулирования, позволяющего использовать крутящий момент двигателя с максимальной эффективностью и одновременно гарантирующего достаточные силы бокового увода. Система MSR работает во всём диапазоне оборотов двигателя. Регулирование крутящего момента при торможении двигателем прекращается при нажатии педали тормоза. Работа системы показана на рисунке 21.
Рисунок 21 – Работа системы MSR
Электронная система поддержания курсовой устойчивости (ESC).
Система ESC была разработана для улучшения курсовой устойчивости автомобиля при выполнении манёвра объезда препятствия. Система улучшает курсовую устойчивость автомобиля в критических ситуациях, связанных с динамичной ездой. Возникновение критической ситуации идентифицируется путём сравнения команд водителя и фактического поведения автомобиля.
Электронная система поддержания курсовой устойчивости ESC с помощью датчиков распознаёт начало возникновения критической ситуации. Затем она реагирует на ситуацию с помощью целенаправленного подтормаживания отдельных колёс и влияния на систему управления двигателем и коробкой передач и таким образом обеспечивает устойчивость и управляемость автомобиля.
Система ESC принимает решение относительно того, при каких динамических условиях движения и в какой момент должны включиться системы регулирования проскальзывания колёс, и управляет их разносторонним применением.
Система ESC находится в состоянии постоянной готовности к действию. Идентификация критической ситуации, касающейся динамики движения, основывается на сравнении команд водителя и фактического поведения автомобиля. При их расхождении система ESC срабатывает. В зависимости от ситуации, система ESC понижает крутящий момент двигатели и подавляет процесс переключения автоматической коробки передач. Затем система ESC стабилизирует поведение автомобиля путём целенаправленного подтормаживания одного, или нескольких колёс. При недостаточной поворачиваемости вначале осуществляется регулирование с помощью системы управления двигателем, в то время как при избыточной поворачиваемости вначале срабатывает тормозная система. Система выполняет регулирование до тех пор, пока не будет обеспечена курсовая устойчивость автомобиля. Принцип срабатывания системы изображен на рисунке 22.
С помощью целенаправленного подтормаживания отдельных колёс система ESC создаёт момент рыскания относительно центра тяжести автомобиля. Момент рыскания направлен в сторону, противоположную вращению автомобиля, и стабилизирует движение в нужном направлении.
Рисунок 22 – Принцип срабатывания системы ESC
Избыточная поворачиваемость
При избыточной поворачиваемости автомобиля (занос задней оси) состояние автомобиля должно корректироваться путём изменения направления вращения рулевого колеса. Справиться с этим явлением сложнее, чем с недостаточной поворачиваемостью.
Система ESC стабилизирует автомобиль тоже в два этапа:
1. Благодаря подтормаживанию колеса, движущегося по внешнему радиусу поворота, возникает стабилизирующий момент относительно центра тяжести автомобиля, который доворачивает автомобиль в направлении, задаваемом рулевым колесом.
2. Если этого вмешательства недостаточно, модуль ESC передаёт блоку управления двигателя команду кратковременно увеличить подачу топлива (это происходит в очень редких случаях).
Манёвр объезда препятствия. Безопасное выполнение этого манёвра было основной причиной разработки системы ESC. Автомобиль, не оборудованный системой ESC, должен уклоняться от внезапно возникшего препятствия так, как это показано на рисунке 24. Водитель поворачивает рулевое колесо влево и сразу же после этого вправо.
Рисунок 24 - Манёвр объезда препятствия, состоящий из участков с недостаточной и избыточной поворачиваемостью.
Автомобиль начинает раскачиваться, и заднюю часть автомобиля выносит в сторону. Водитель с трудом может остановить вращение автомобиля, и он может сорваться в неконтролируемый занос.
Автомобиль с системой ESC. Водитель выполняет манёвр объезда препятствия так же, как и в предыдущем случае. Система ESC поддерживает действия водителя в следующей последовательности:
1. Во время первого поворота рулевого колеса влево автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость. Путём уменьшения крутящего момента двигателя и подтормаживания заднего колеса, движущегося по внутреннему радиусу поворота, недостаточная поворачиваемость уменьшается до минимума.
2. Во время последующего поворота рулевого колеса вправо направление движения автомобиля поддерживается за счёт увеличения момента привода на передних колёсах, чтобы таким образом ускорить изменение направления движения.
3. При возвращении на правую полосу движения водитель поворачивает передние колёса влево и реакция автомобиля поддерживается дополнительным моментом привода на переднем левом колесе.
Приведенное описание сильно упрощено. Во время реального манёвра объезда препятствия недостаточная поворачиваемость автомобиля сменяется избыточной поворачиваемостью очень быстро. В этом случае недостаточная и избыточная поворачиваемость корректируется модулем ESC. Описать все состояния, в которых находится автомобиль при совершении манёвра объезда препятствия сложно. Кроме того, каждый автомобиль имеет другие ходовые качества и реагирует иначе.
Рисунок 25 – Гидравлическая схема системы ESC
Компоновка
Гидравлическая тормозная система для системы XDS идентична системе EDS (блокировке). Гидравлический контур требует индивидуального управления торможением каждого из ведущих колёс. Отличие от системы EDS заключается в более точном дозировании степени подтормаживания проворачивающегося колеса для того, чтобы автомобиль оставался стабильным. Функция XDS использует датчики частоты вращения колёс системы ABS, датчики центробежного ускорения, датчик угла рыскания и датчик угла поворота рулевого колеса. Когда блок управления распознаёт ситуацию, требующую вмешательства функции XDS, контур регулирования подтормаживает проворачивающееся колесо путём целенаправленного увеличения давления в контуре тормозного привода без необходимости нажатия педали тормоза.
Принцип действия.
На основе данных, поступающих от датчиков центробежного ускорения, датчика угловой скорости рыскания, датчика угла поворота рулевого колеса и датчиков скорости вращения колёс система сравнивает, движение по какому радиусу поворота задаёт водитель, по какому радиусу выполняется движение в действительности, или определяет, проворачивается ли какое-либо ведущее колесо. Система оценивает, с какой интенсивностью необходимо подтормаживать проворачивающееся ведущее колесо для того, чтобы второе колесо ведущей оси могло передавать усилие привода через дифференциал на дорожное полотно. Работа системы показана на рисунке 27.
Рисунок 27 – Работа системы XDS
Гидравлический тормозной ассистент (HBA)
Ассистент HBA помогает водителю в критической ситуации создать максимальное давление в тормозной системе для сокращения тормозного пути. Принцип работы системы отражен на рисунке 28. Водитель может быть неспособен создать максимальное давление в тормозной системе в первую очередь по следующим причинам:
- неправильная регулировка сиденья водителя;
- физические возможности водителя;
- замедленная реакция водителя.
Ассистент HBA распознаёт критическую ситуацию по скорости и нарастанию давления в главном тормозном цилиндре. При срабатывании ассистента торможения давление в тормозной системе увеличивается до срабатывания системы ABS. Благодаря этому обеспечивается максимальная эффективность торможение и обеспечивается значительно более короткий тормозной путь, как показано на рисунке 29.
Рисунок 28 – Принцип работы системы HBA
Рисунок 29 – Поведение автомобиля с системой РИФ и без нее
Компоновка - гидравлический тормозной ассистент HBA представляет собой программное расширение функции ESC (поддержания курсовой устойчивости). Он не требует дополнительных механических компонентов. Тормозной ассистент использует давление в гидравлическом блоке, датчики скорости вращения отдельных колёс и выключатель стоп-сигналов.
Описание принципа действия HBA. Ассистент HBA активируется в критических ситуациях. Критическая ситуация распознаётся по следующим условиям активации:
1. Водитель выполняет торможение. Выключатель стоп-сигналов передаёт сигнал задействования тормоза.
2. Датчики частоты вращения передают данные о скорости автомобиля.
3. Программа оценивает, с каким усилием была нажата педаль тормоза. Если граничные условия активации превышены, а текущее давление в тормозной системе остаётся ниже необходимого, сохранённого в памяти БУ значения, система автоматически регулирует давление. Блок управления ESC активирует функцию тормозного ассистента и передаёт сигнал на гидравлический блок.
Гидравлическое регулирование осуществляется в три этапа:
Этап 1. Начало срабатывания ассистента. Тормозной ассистент увеличивает давление в тормозной системе. Вследствие активного нагнетания давления очень быстро достигается предел срабатывания системы ABS, в результате чего система ABS срабатывает.
Этап 2. Срабатывание системы ABS. Система ABS поддерживает давление в тормозной системе ниже порога блокирования колёс.
Этапы работы системы показаны на рисунке 30.
Рисунок 30 – Этапы работы системы HBA
Этап 3. Окончание работы тормозного ассистента. Когда водитель уменьшает усилие нажатия педали тормоза или скорость движения снижается ниже заданного минимального значения, условия для активации функции HBA отсутствуют. Блок управления ESC распознаёт, что критическая ситуация разрешена и прекращает работу тормозного ассистента. Повышенное функцией HBA давление в тормозной системе постепенно снижается, пока снова не адаптируется к степени нажатия водителем педали тормоза.
Функция стабилизации прицепа (TSA)
С точки зрения динамики движения автомобиль с прицепом гораздо проще попадает в критическую ситуацию по следующим причинам:
- когда начинается боковая раскачка прицепа (при превышении безопасной скорости или под воздействием бокового ветра), устойчивость автомобиля-тягача нарушается;
- автомобиль-тягач в таком случае за счёт своего движения оказывает обратное воздействие на колебания прицепа, и эти движения попеременно влияют одно на другое, что может привести к заносу и потере контроля над автомобилем.
Функция TSA стабилизирует автопоезд в два этапа:
- вначале она стабилизирует прицеп путём попеременного притормаживания отдельных колёс автомобиля-тягача;
- если этого недостаточно, следует стабилизация путём притормаживания всех четырёх колёс автомобиля тягача и с помощью набегающего тормоза прицепа, колёс прицепа при этом автоматически включаются стоп-сигналы.
Поведение автомобиля с системой TSA и без нее показано на рисунках 32 и 33.
Рисунок 32 – Поведение автомобиля без системы TSA
Рисунок 33 – Поведение автомобиля с системой TSA
Ассистент трогания на подъёме (HHC).
Облегчает трогание стоящего на подъёме автомобиля. Когда автомобиль останавливается на подъёме, сила земного притяжения автомобиля действует на наклонную поверхность. Согласно параллелограмму сложения сил, в результате сложения силы земного притяжения и силы реакции опоры возникает сила, действующая под уклон, которая при отпускании тормоза приводит к тому, что автомобиль начинает скатываться назад. Таким образом, когда автомобилю необходимо тронуться на подъёме, вначале он должен преодолеть эту силу, двигающую его назад. Если водитель недостаточно сильно нажмёт педаль акселератора или слишком рано отпустит педаль тормоза, или стояночный тормоз, силы тяги автомобиля будет недостаточно, чтобы преодолеть эту силу.
При трогании автомобиль откатывается назад. Для того чтобы облегчить действия водителя в этой ситуации, имеется ассистент трогания на подъёме. Работа ассистента трогания на подъёме основана на системе ESC. Модуль ESC должен быть оборудован датчиком продольного ускорения, который передаёт данные о положении автомобиля системе. Ассистент демонстрирует статический компонент ускорения силы тяжести датчику продольного ускорения и определяет движение автомобиля.
Ассистент трогания на подъёме активируется при следующих условиях:
- автомобиль неподвижен (информация от датчиков частоты вращения колёс);
- дверь водителя закрыта (информация от блока управления систем комфорта);
- двигатель работает (информация от блока управления двигателя).
Ассистент HHC облегчает и трогание на подъём задним ходом. Ассистент трогания на подъёме всегда работает в сторону подъёма. Функция HCC поддерживает и трогание на подъёме при движении на подъём задним ходом, что распознаётся по включению передачи заднего хода. Этапы работы системы показаны на рисунке 35.
Рисунок 35 – Этапы работы системы HHC
Этап 1. Нагнетание давления. Водитель останавливает автомобиль или удерживает автомобиль в неподвижном положении нажатием педали тормоза.
Этап 2. Поддержание давления на постоянном уровне. Автомобиль неподвижен. Водитель убирает ногу с педали тормоза, чтобы нажать педаль акселератора. Ассистент трогания на подъёме примерно в течение 1,5 с поддерживает давление в тормозных цилиндрах, для того чтобы автомобиль не откатился назад.
Этап 3. Снижение давления. Автомобиль продолжает оставаться неподвижным. Водитель нажимает педаль акселератора. В то время, когда водитель увеличивает момент привода, ассистент трогания на подъёме HHC уменьшает давление в тормозной системе таким образом, что автомобиль не откатывается назад, но при этом не создаётся препятствий для последующего трогания автомобиля.
Этап 4. Сброс давления. Автомобиль трогается с места. Момент привода достаточно велик для того, чтобы двигать автомобиль вперёд. Ассистент трогания на подъёме сбрасывает давление в тормозной системе до нуля. Автомобиль трогается с места.
Краткое описание системы
Антиблокировочная система тормозов позволяет сохранить управляемость и курсовую устойчивость автомобиля при экстренном торможении. Ее применение способствует уменьшению тормозного пути автомобиля до минимально возможного за счет исключения блокировки колес.
Антиблокировочная система — трехканальная, серии 5.3 фирмы
Bosch. В систему входят гидроблок (гидроагрегат), четыре датчика скорости вращения колес, сигнализатор неисправности АБС и датчик положения педали тормоза. Гидроблок АБС установлен в моторном отсеке на левом лонжероне кабины и изображен на рисунке 38. Он состоит из модулятора давления и электронного блока управления АБС.
Рисунок 38 – Гидроагрегат АБС
Модулятор давления включает в себя трехпозиционные соленоидные клапаны и насос с электрическим приводом. К модулятору под-соединены две подводящие тормозные трубки и три отводящие. Подводящие трубки соединяют гидроблок с главным тормозным цилиндром, а отводящие трубки — с колесными цилиндрами (раздельно к левому и правому тормозным механизмам передних колес и общий к тормозным механизмам задних колес). Для контроля положения педали тормоза блок управления АБС соединен проводом с выключателем сигнала торможения. Таким образом, выключатель одновременно выполняет функцию датчика положения педали тормоза. На всех четырех колесах установлены датчики скорости вращения колес.
Датчики скорости вращения колес — индуктивного типа — реагируют на прохождение зубьев венцов, напрессованных на ступицы колес, как показано на рисунке 39. По частоте импульсов, выдаваемых датчиками, блок управления определяет скорость вращения колес. Датчики передних колес установлены в поворотных кулаках, а датчики задних колес — на балке заднего моста во фланцах крепления тормозных щитов. Датчики передних и задних колес не взаимозаменяемы.
Рисунок 39 – Зубчатый венец на ступице переднего колеса
Рисунок 40 – Зубчатый венец на ступице заднего колеса
Антиблокировочная система работает следующим образом. При интенсивном торможении или при торможении на скользком участке дороги колесо (или несколько колес) блокируется тормозной системой. Датчик заблокированного колеса не посылает сигналы электронному блоку управлен