Двадцать пять лет системе ABS
От компании Bosch
Свою двадцать пятую годовщину отпраздновал основной компонент безопасности вождения для моторных транспортных средств: система антиблокировки тормозов (anti-lock braking system -ABS). Ec создание, испытания и совершенствования потребовали многолетних усилий большого количества инженеров. Прежде чем была внедрена ABS, регулирование тормозов при чрезвычайном торможении не было доступно, от чего значительно страдали шины. Система антиблокировки, впервые созданная компанией Bosch в 1978 г., препятствует блокировке колес, сохраняя водителю контроль над транспортным средством и позволяя ему объехать препятствие. В большинстве случаев также уменьшается тормозной путь. Все более широкое использование ABS в автомашинах — главный вклад в безопасность на дорогах (рис. 15.27).
Люди задавались вопросом, как препятствовать блокировке колее, с начала двадцатого столетия - не только на автомобилях, но также на железнодорожных транспортных средствах и даже на самолетах. Еще в 1936 г. Бош зарегистрировал патент для «механизма, предотвращающего блокировку колес автомашины». Все ранние проекты имели схожие недостатки: они были слишком усложнены и поэтому склонны к отказам, к тому же они работали слишком медленно. Только когда стала доступной цифровая технология в 1970-х г.,могла быть разработана надежная система ABS. Tеldix, филиал компании Bosch, начал работу над проектом в 1964 г., и за два года инженеры сумели уменьшить тормозной путь транспортных средств во время испытаний. Также сохранялись управляемость и устойчивость автомобиля на поворотах.
Опираясь на ранее созданные модели, инженеры, оказались в состоянии спроектировать систему, которая в первый раз управлялась исключительно электроникой. Подходы к созданию структуры этого изделия - названного ABS-1 - все еще обнаруживаются почти во всех системах ABS. Но надежность и долговечность электронного блока управления с его тысячью аналоговых компонентов и выключателей безопасности, используемых в те времена, еще не были достаточно хороши для массового производства - оба этих параметра предстояло улучшить. Появление цифровой технологии и интегральных схем контроля наконец позволило уменьшить число электронных компонентов
всего до 140 (рис, 15.28).
После долгих 14-ти лет разработок в 1978 г. второе поколение ABS от Bosch - ABS-2 - начала устанавливаться как дополнительное оборудование сначала в автомобилях Мерседес-Бенц S-класса, а чуть позже в лимузинах BMW 7-й серии.
Тогда, как и теперь, гидравлический узел оставался центральным компонентом системы ABS. Каждое из четырех колес имеет датчик скорости, который измеряет скорость вращения колеса. Эта информация проверяется электронным блоком управления, который открывает и закрывает магнитные клапаны в нужное время. Если колесу угрожает опасность быть заблокированным в тяжелых условиях торможения, система продолжит уменьшать гидравлическое давление на одно это колесо, пока угроза блокировки не исчезнет. Как только колесо снова начнет свободно вращаться, гидравлическое давление увеличивается. Это увеличение и снижение давления продолжаются до тех пор, пока водитель не уменьшит силу давления на педаль тормоза или не будет устранена тенденция блокировки - если, например, улучшилось сцепление с поверхностью дороги. У конкретных систем существует определенное количество итераций обратной связи при нажатии педали тормоза.
В течение последующих лет разработчики сконцентрировались на упрощении системы. В 1989 г. инженеры компании Bosch преуспели в том, что прикрепили гибридный блок управления непосредственно к гидравлическому модулятору. Это позволило им обойтись без двух кабелей (соединение блока управления и гидравлического модулятора) и уязвимых вставных разъемов, таким образом, удалось значительно уменьшить суммарный вес этой системы второго поколения. Используя новые соленоидальные клапаны, инженеры Bosch создают в 1993 г. поколение системы блокировки 5.0, и в последующих годах версии 5.3 и 5.7, Главными особенностями этих версий были значительно меньший вес и наличие дополнительных функций, таких как электронно-распределяемое давление торможения, которое заменяло механический механизм редукции давления торможения на задней оси.
ABS 8 - настоящее поколение — впервые появилась в 2001 г. Система имеет модульную конструкцию. которая позваляег изготовить системы управления тормозом различной степени сложности- ABS. TCS и ESP - весьма похожими способами. Это дает возможность оптимизировать совместные действия изготовителей при разработке и изготовлении антиблокировочных систем (рис. 15.29).
Все системы, производимые компанией Bosch в настоящее время, изготавливаются по единым стандартам качества независимо от того, где в мире они фактически произведены. Большинство систем ABS изготавливается как можно ближе к потребителям - независимо от того, находится ли это в Германии, Франции, США, Корее или Японии. С развитием технического прогресса увеличиваются возможности и число функций системы. В 1987 г, например, компания Bosch начала серийное производство для легковых автомобилей систем управления тягой (traction control system – TCS) на основе ABS, которая предотвращает прокручива- ние колес. Это помотает улучшить ускорение автомобиля на гладких или скользких поверхностях, а также повышает ее устойчивость благодаря уменьшению мощности двигателя при слишком резких поворотах. •
Программа электронной устойчивости (Hlectronic Stability Program - ESP) - самим передовая система управления тормозами - впервые в мире была начата компанией Bosch в 1995 г. Она повышает устойчивость не только при торможении и ускорении, но и в любой ситуации движения. Если есть риск вхождения автомобиля в занос, HSP уменьшает мощность двигателя и одновременно обеспечивает тормозное давление отдельно на каждое колесо - это значительный вклад в безопасность вождения. Система ABS из «опционального дополнения» превратилась в «устанавливаемую как стандартная». Последовательные технические усовершенствования привели к тому, что ABS обеспечивает значительную безопасность на все большем количестве транспортных средств. В течение 1980-х ежегодные продажи ABS росли медленно. В 1986 г. компания Bosch поставила только миллионную cистему ABS своим клиентам. В течение 1990-х ABS наконец начала ставиться на автомобили среднего размера и малолитражные.
Коммерческие показатели росли из года в год: к 1999 г. компания Bosch одна продала 5 миллионов систем. Скоро, по крайней мере, в Европе каждый новый автомобиль будет иметь ABS: согласно обязательствам Европейской автомобильной ассоциации изготовителей, каждый автомобиль, проданный в Европе с середины 2004 г., впредь будет стандартно оборудован системой безопасности ABS.
Вехи развития
1936- Бош регистрирует патент для «механизма, предотвращающего блокировку колес автомашины».
1970— Модель ABS-I выполняет все необходимые функции, но надежность блока управления еще не адекватна.
1978— Впервые установлена ABS-2 как опция в Мсрседес-Бенц и вскоре после этого в BMW.
1981 - 100000-я установленная система ABS; ABS. Теперь и в фуфайках.
1985— ABS компании Bosch впервые установлены на американских транспортных средствах.
1986 - Один миллион поставленных ABS от Bosch.
1987 - Началось производство систем управления тягой (TCS) для легковых автомобилей.
1989 - В ABS-2E блок управления прикреплен непосредственно к гидравлическому углу.
1992 - Изготовлено 10 миллионов систем ABS от Bosch.
1993 - Начато производства ABS 5.0 от Bosch.
1995 - Начато производство ABS 5.3 от Bosch; также запушена «Программа электронной устойчивости » (ESP).
1998 - Компания Bosch начинает массовое производство ABS 5.7.
1999 - Изготовлено 50 миллионов систем ABS.
2001 — В производство запущена версия ABS 8.
2003 - 25 лет серийного производства ABS от Bosch.
Диагностирование
Электрических систем шасси
Введение
Как и для всех систем, необходимо следовать шести
стадиям поиска ошибок:
1. Проверить наличие ошибки.
2. Coбрать дополнительную информацию.
3. Оценить полученные факты.
4. Выполнить далее тесты в логической последовательности.
5. Устранить проблему.
6. Проверить все системы.
Таблица 15.1. Общие признаки и возможные дефекты неисправной системы шасси
| Признак | Возможный дефект |
| ABS не работает и/или горит индикатор предупреждения | ♦ Датчик колеса или подводящие проводники оборваны/имеют высокое сопротивление. ♦ Неправильный зазор в датчике колеса. ♦ Напряжение источник питания/земля для ECU мало или отсутствует. ♦ Обрыв соединения с гидромодулятором. ♦ Обрыв в цепи источники питания/заземления электромотора насоса. ♦ Обмотки модулятора оборваны/имеют высокое сопротивление. |
| Не работает контроль тяги | ♦ Датчик колеса или подводящие проводники оборваны/имеют высокое сопротивление. ♦ Неправильный зазор в датчике колеса. ♦ У ECU мало напряжение источника питания/отсутствует соединение с землей. ♦ Неисправность в системе АВS. ♦ Неисправен привод дроссельного клапана или обрыв в соединениях. ♦ Обрив в связях между блоками управления |
| Система ЕСАТ работает плохо или вообще не работает | ♦ Обрыв в связях между блоками управления двигателем и трансмиссией. ♦ У ECU мало напряжение источника питания/отсутствует соединение с землей. ♦ Механический дефект трансмиссии. ♦ Обрыв или короткое замыкание в цели выключателя селектора передач. ♦ Не работает датчик скорости |
| Усилитель руля работает плохо или вообще не работает | ♦ У ECU мало напряжение источника питания/отсутствует соединение с землей. ♦ Механический дефект. ♦ У мотора привода мало напряжение источника питания/отсутствует соединение с землей. ♦ Не работает датчик угла поворота руля |
В табл. 15.1 приведен список немногих общих признаков неисправностей электрических систем шасси вместе с предложениями относительно возможной ошибки. Ошибки представлены как весьма обобщенные, но будут служить хорошим напоминанием. Предполагается, что набор соответствующих манометров уже подключен.