Система антиблокировики Тормозов

Введение

Существует несколько причин для разработки системы

Антиблокировки тормозов (AВS). Если при торможении одно или более колес транспортного средства блокируется (начинает скользить), возникает ряд неприятных последствий:

♦ увеличивается тормозной путь:

♦ теряется контроль над рулем;

♦ ненормально изнашиваются ишиьт

Блокировка колес с большой вероятностью может привести к несчастному случаю. Наилучшее замедление транспортного средства достигается тогда, когда в тормозной системе имеет место максимальное преобразование кинетической энергии автомобиля в тепловую энергию на тормозных дисках и барабанах. Скользящая шина даже на сухой дороге далеко не обеспечивает достижение предельного возможного потенциала этого процесса. Опытный водитель может сам подкачивать тормоза, нажимая и отпуская педаль, для предотвращения блокировки тормозов, но электронный контроль позволяет достигнуть гораздо лучших результатов.

ABS становится псе более обычной функцией даже на недорогих автомобилях, что должно стать существенным вкладом в безопасность автомобильного движения. Важно помнить, однако, что при нормальном движении система не предназначена для того, чтобы максимально быстрые разгоны сменялись максимально короткими торможениями. Работа система должна рассматриваться

как помошь только в критическом положении. На рис. 15.1 показано, как ABS может помочь в поддержании управляемости автомобиля даже при очень тяжелым условиях торможения.

Требования к ACS

Хороший способ проанализировать действие сложной системы состоит в том, чтобы задаться вопросом:

«Что должна система быть в состоянии делать? Другими словами, каковы требования к системе? Эти требования дли ABS можно рассмотреть в разделах со следующими заголовками.

Отказоустойчивая система

В случае отказа системы ABS обычные тормоза должны срабатывать на максимуме своих возможностей. Кроме того, водитель должен получить предупреждение об отказе. Предупреждение обычно реализуется с помощью простого индикатора.

Маневренность автомобиля должна быть

сохранена

Послушность машины рулю и сцепление с дорогой не должны исчезнуть при включении системы AHS. Это, вероятно, ключевой вопрос, так как водителю важно быть в состоянии увернуться от опасности , хотя мощное торможение часто оказывается самым лучшим образом действия.

Реакция должна быть немедленной

Даже на коротком расстоянии система должна реагировать

так, чтобы лучше всего использовать сцепление с дорогой.

Реакция должна быть адекватной независимо от того нажимает ли водитель на тормоза мягко или нетерпеливо ударяет по ним

что есть мочи.

Влияние на движение

Нормальное движение и маневрирование не должны оказывать никакой реакции на педаль тормоза. Устойчивость и послушность рулю должны быть сохранены при всех дорожных условиях.

Система должна также адаптироваться к гистерезису торможения, то есть режиму, когда тормоза нажимают, отпускают, а затем снова нажимают. Даже если колеса с одной стороны находятся, например

на сухом гудронированном шоссе, а с другой стороны - на льду, занос (вращение вокруг вертикальной оси) транспортного средства должен быть сведен к минимуму, и если проявляться, то настолько

медленно, чтобы дать водителю возможность его компенсировать.

Управляемые колеса

В общем случае, по крайней мере одно колесо на каждой стороне транспортного средства должно контролироваться по отдельной цепи. Теперь это является общим принципом для всех четырех колес, которые на пассажирских автомобилях управляются независимо друг от друга.

Работа в широком диапазоне скоростей

Система должна работать при любом снижении скорости вплоть до прогулочной. На этой очень медленной скорости, даже когда колеса заблокированы, транспортное средство прилег в неподвижное состояние очень быстро.

Прочие условия работы

Система должна быть в состоянии распознать аквапланированис и реагировать соответственно. Она должна также оставаться работоспособной на неровной дорожной поверхности.

Есть еще одна область, в которой система пока несовершенна, - это торможение на медленной скорости по снегу. ABS фактически увеличивает тормозной путь по снегу, но направление руления будет сохранено. Это. как полагают, является разумным обменом.

. В эксплуатации находится множество различных типов систем антиблокировки тормозов, но вес они пытаются соответствовать наложенным выше требованиям.

Общее описание системы

Как и и случае со всеми другими системами, ABS можно рассматривать как центральный блок управления рядом входов и выходов . Система ABS представлена блок-схемой системы управления с замкнутым контуром (рис. 15.2). Самые важные

Электрические системы шасси

из входов - датчики скорости колеса, а главный выход — некоторая форма контроля давления и тормозной системе.

Задача блока управления состоит в том, чтобы сравнить сигналы от каждого датчика колеса для измерении ускорения или замедления каждого из колес. По этим данным и заранее запрограммированным справочным таблицам может регулироваться тормозное давление в одном или большем числе колес. Тормозное лишение может быть уменьшено, поддерживаться постоянным или увеличиваться. Максимальное давление определяется давлением водителя на педаль тормоза.

Система во время работы используется или управляет большим количеством разных параметров, перечень которых приведен ниже.

Давление на педаль

Определяется водителем.

Давление в тормозах

При нормальном торможении оно пропорционально давлению педали, но под контролем ABS может быть уменьшено, сохранено или увеличено.

Регулируемый переменный параметр

Это, фактически, скорость колеса, по ко юрой можно определить его ускорение, замедление или проскальзывание, скорость зависит от изменения давления в тормозных контурах.

Условия дороги/автомобиля

Система может учитывать нагрузку автомобиля, состояние дороги, состояние шин и условия функционирования тормозной системы.

По сигналам датчиков скорости колеса ECU вычисляет

перечисленные ниже величины.

Относительная скорость транспортного средства

Относительная скорость определяется по комбинации

сигналов датчиков двух диагональных колес.

После начала торможения ECU использует это значение.

Ускорение или замедление колеса

Значения ускорения или замедления колеса постоянно изменяются.

Проскальзывание тормоза

Проскальзывание тормоза не может быть измерено непосредственно, но его возможно вычислить по относительной скорости транспортного средства. Это значение далее используется, чтобы определить, когда ABS должна взять пол свой контроль тормозное давление.

Замедление транспортного средства

В процессе управления тормозным давлением ECU использует относительную скорость транспортного средства в качестве отравной точки и задаст сс линейное уменьшение. Ускорение замедления определяется по сигналам, полученным от датчиков всех колес.

Ведущие и пассивные колеса на автомобиле нужно

рассматривать по-разному, поскольку они ведут себя при торможении отлично друг от друга.

Логическая комбинация замедления/ускорения колес и скольжения используется как управляющая переменная. Фактическая стратегия, применяемая системой управления, изменяется в зависимости от условий торможении.

Компоненты ABS

Разные изготовители включают в систему множество различающихся компонентов. В большинстве систем, однако, существуют три главных компонента:

♦ датчики скорости колеса;

♦ электронный блок управления;

♦ гидравлический модулятор.

Датчики скорости колеса

Большинство датчиков скорости колес— простые индуктивные датчики, которые работают в комплексе с зубчатым колесом.

Они состоят из постоянного магнита и стержня из мягкого железа, на котором намотана катушка. Поскольку зубчатое колесо вращается, изменения в магнитном сопротивлении магнитной цепи вызывают сигнал, частота и напряжение которого пропорциональны скорости вращения колеса. Частота - сигнал, используемый электронным блоком управления. Сопротивление

катушки около 1 кОм. Для ее соединения с блоком ECU используется коаксиальный кабель, чтобы предотвратить интерференцию, искажающую сигнал. Некоторые системы теперь используют датчики с эффектом Холла (см. гл. 2).

Электронный блок управления

Функция ECU (на рис. [5.3 показана часть ECU) состоит в том, чтобы получить информацию от датчиков колес и вычислить наилучший порядок действий для гидравлического модулятора.

Сердце современного ECU состоит из двух микропроцессоров

типа Motorola 68НС11. которые работают по одинаковой программе независимо друг от друга. Это гарантирует большую безопасность при любой ошибке, которая могла бы неблагоприятно

повлиять на качество торможения, поэтому функционирование

каждого процессора должно быть идентичным.

Если ошибка обнаружена. A8S отключается и загорается индикатор предупреждения. Оба процессора имеют энергонезависимую

память, в которую могут быть записаны коды ошибки (для последующей диагностики и обслуживание).

ECU также имеет подходящие каскады обработки входных сигналов и выход или мощные каскады для управления приводом модулятора.

ECU выполняет самопроверку после того, как включено зажигание. Отказ немедленно приводит к отключению системы. В списке перечислены параметры самопроверки:

♦ ток от источника питания;

♦ внешние и внутренние интерфейсы;

♦ передача данных;

♦ связь между процессорами;

♦ операции клапанов и реле;

♦ операция контроля памяти ошибок;

♦ функции чтения и записи во внутреннюю память.

Все это занимает приблизительно 300 мс.

Гидравлический модулятор

Гидравлический модулятор, показанный на рис. 15.4. имеет три рабочих положения:

♦ увеличение давления - тормозная магистраль

к главному цилиндру открывается;

♦ снижение давления - тормозная магистраль

соединяется с аккумулятором тормозной

жидкости;

♦ удержание давления — тормозная магистраль’

закрыта.

Клапанами управляют электрические соленоиды, которые благодаря низкой индуктивности имеют малое время реакции.

Электродвигатель работает только тогда, когда ABS активирована.

Управление тормозами системой ABS

Управление давлением с помощью ABS может быть сведено к некоторому числу фаз, описанных в разделах ниже.

Начало управления давлением торможения

Начало функционирования ABS известно как

«первоначальный контроль цикла сглаживания».

Эта стадия сглаживания необходима, чтобы не реагировать на незначительные возмущения типа неровно» дорожной поверхности, которая может вызнать изменения в сигналах датчики» колес.

Порог чувствительности является критической величиной, так как если бы реакция системы была слишком быстрой, то это не понравилось бы водителю я вызвало нежелательный износ компонентов устройства. При слишком запоздалой реакции контроль нал рулем и устойчивость автомобиля могли бы быть мокрицы на мерной фазе управления.

Управление тормозами на ровной дорожной поверхности

При этих идеальных обстоятельствах степень сцепления почти постоянна. ABS в этих условиях работает лучше всего, частота регулирования относительно низкая, с небольшими изменениями

в давлении торможения.

Занос транспортного средства(вращение вокруг вертикальной оси, отклоняющий момент)

При торможении на дорожной поверхности с различным сцеплением пол левыми и правыми колесами транспортное средство будет отклоняться от курса или начнет вращаться. Водитель может справиться с этим с помощью рулевого колеса, если у него имеется достаточное время для маневра. Справиться с ситуацией можно и другим способом- снижением давления па другое переднее колесо в тот момент, когда переднее колесо с плохим сцеплением с дорогой становится нестабильным.

Это помогает уменьшить занос транспортного средства что особенно важно, когда появляется значительный угол между транспортным средством и осью дорога.