Антиблокировочная система тормозов ABS

Антиблокировочная система тормозов ABS

Антиблокировочная система тормозов ABS представ­ляет собой системы, оснащенные устрой­ствами управления с обратной связью, которые предотвращают блокировку колес во время торможения и сохраняют управляемость и курсовую устойчивость автомобиля. Вообще говоря, они также сокращают тормозной путь по сравнению с торможением с полной блоки­ровкой колес. Это особенно заметно на мокрой дороге. Сокращение тормозного пути может достигать 10% или в несколько раз больше этого значения, в зависимости от степени влажности и коэффициента трения (сцепления колес с дорогой). При определенных, очень специфических условиях тормозной путь мо­жет быть длиннее, но автомобиль все еще будет сохранять устойчивость и управляемость.

  1. Принципы действия ABS
  2. Основные процессы управления с обратной связью
  3. Варианты систем ABS
  4. Примеры систем ABS
  5. Антиблокировочная тормозная система ABS для коммерческих автомобилей
  6. Методы управления ABS для коммерческих автомобилей
  7. Оборудование ABS для коммерческих автомобилей
  8. Компоненты ABS коммерческих автомобилей

 

Требования, предъявляемые к антиблокировочной системе тормозов ABS, описаны в Правилах ECE-R13 [1]. Эти Правила определяют ABS как компонент ра­бочей тормозной системы (рис.1 «Схема тормозной системы с ABS»), который автоматически контролирует пробуксовку колес в направлении вращения колес на одном или более колесах при торможении.

Схема тормозной системы с ABS

Приложение 13 ECE-R13 определяет три категории. Нынешнее поколение ABS отвечает высшему уровню требований (категория 1).

Принципы действия ABS

 

Модуляция давления

 

Конструкция ABS2/2-ходовой электромагнитный клапан (впускной клапан) с двумя гидравлическими подключениями и двумя положениями включения устанавливается между главным тормозным цилиндром и тормозным цилиндром колеса традиционной тормозной системы (рис.2 «Конструкция ABS»). Когда клапан открыт (нормальная настройка для стандартного торможения), в тормозном цилиндре колеса может создаваться тормозное давление. Выпускной клапан, тоже 2/2-ходовой электромагнитный, в этот момент закрывается.

Если датчик угловой скорости колеса обнаружит резкое замедление колеса (риск его блокировки), то система предотвратит любое дальнейшее увеличение тормозного давления на данном колесе. Впускной и выпускной клапаны закрываются, и тормозное давление остается постоянным.

Если скорость замедления колеса продолжает расти, то должен открыться выпускной клапан. В результате давление в тормозном цилиндре колеса падает и колесо тормозится менее интенсивно. Тормозная жидкость, устремляющаяся в промежуточный резервуар, откачивается обратно в главный тормозной цилиндр возвратным насосом.

Относительное скольжение колеса

Относительное скольжение колеса возникает тогда, когда скорость vR, с которой центр ко­леса автомобиля движется в продольном на­правлении (скорость автомобиля) отличается от линейной скорости вращательного движе­ния колеса в точке контакта с поверхностью дороги vU. Относительное скольжение ко­леса λ вычисляется следующим образом:

λ =(vU-vR)/vR • 100% .

Согласно этой формуле, в случае блокировки ко­леса относительное скольжение составит λ = -1.

При первоначальном торможении давле­ние в приводе возрастает; величина относи­тельного скольжения колеса λ увеличивается и в максимальной точке на кривой сцепле­ния с дорогой/скольжения (рис.3 «Кривая зависимости сцепления с дорогой от скольжения колес») достига­ется граница устойчивого и нестабильного диапазонов качения колес. Начиная с этого момента, любое дальнейшее увеличение давления в приводе или тормозного момента не вызывает какого-либо дальнейшего повы­шения величины тормозной силы FB (рис.4 «Силы на затормаживаемом колесе»). В устойчивом диапазоне скольжение колес в значительной степени представляет собой юз, оно имеет возрастающую тенденцию к пробуксовке в нестабильном диапазоне.

Силы на затормаживаемом колесе

Происходит более или менее резкое падение коэффициента трения μHF, в зависимости от формы кривой сцепления в нестабильном диа­пазоне. Без ABS результирующий избыточный момент вызывает очень быстрое блокирование колеса при торможении.

Основные процессы управления с обратной связью

 

Процессы управления ABS

Датчик угловой скорости колеса определяет скорость вращения колеса (рис.5 «Управляющий контур ABS»). Если в движении одного из колес появляются при­знаки блокировки, то резко возрастают за­медление вращения колеса и его скольжение. Управляющий контур ABSЕсли они превышают критические значения, то блок управления ABS посылает сигналы к соленоидному распределительному клапану (гидравлическому блоку) для прекращения роста или уменьшения давления в тормозном механизме до прекращения опасности блокировки. Затем давление должно быть вос­становлено для предотвращения недотормаживания колеса. Во время автоматического управления торможением необходимо посто­янно определять устойчивое и нестабильное качение колес и удерживать его в диапазоне пробуксовки при максимальном тормозном усилии путем чередования фаз повышения, удержания и уменьшения давления.

Применительно к передним колесам эта по­следовательность управления выполняется ин­дивидуально, т.е. отдельно на каждом колесе. Из соображений обеспечения устойчивости для задних колес требуется другая стратегия управ­ления. Чтобы можно было поддерживать боко­вое ускорение и, соответственно, поперечные силы, на задних колесах при сохранении пол­ной мощности на поворотах требуется увеличе­ние коэффициентов бокового трения шин. Поэ­тому уровни пробуксовки задних колес должны быть минимальными, особенно у колеса на внешнем радиусе поворота. Это достигается за счет особой характеристики управления тормо­жением задних колес «select-low» или SL. Она означает, что последовательность управления определяется задним колесом, которое первым показывает признаки скорого блокирования. В 3-канальной конфигурации тормозной си­стемы с раздельным торможением передних и задних колес (см. «Варианты систем ABS»), это достигается путем параллельного соеди­нения гидравлических контуров. Однако в диагонально разделенных тормозных контурах это достигается путем управления распредели­тельными клапанами задних колес с логикой параллельного воздействия.

Воздействие на замкнутый контур управления

При разработке системы ABS принимают во внимание, следующее:

  • варианты сцепления между шиной и дорогой;
  • неровности дорожного покрытия, вызывающие колебания колес и осей;
  • овальность, тормозной гистерезис, снижение эффективности тормозов;
  • изменения давления в главном тормозном цилиндре при воздействии водителя на педаль тормоза;
  • изменения радиуса колеса, например, при установке запасного колеса.



Критерии качества управления

Эффективные антиблокировочные системы должны отвечать следующим критериям качества управления:

  • сохранение курсовой устойчивости путем обеспечения достаточных боковых сил на задних колесах;
  • сохранение управляемости путем обеспе­чения достаточных боковых сил на задних колесах;
  • уменьшение тормозного пути по сравнению с торможением с блокировкой колес путем оптимизации сцепления шин с дорогой;
  • быстрая корректировка тормозных сил для различных коэффициентов сцепления, на­пример, когда автомобиль движется по лужам, через небольшие участки льда или укатанного снега;
  • обеспечение небольшой амплитуды тор­мозного момента во избежание вибраций в подвеске;
  • достижение высокого уровня комфорта путем использования бесшумных актюа- торов и обратной связи через педаль тор­моза.

Типичный цикл управления

 

Регулирующий цикл ABS для больших коэффициентов тренияИзображенный на рис.6 «Регулирующий цикл ABS для больших коэффициентов трения» цикл управления по­казывает автоматическое управление тормо­зами в случае высокого коэффициента тре­ния. Изменение скорости вращения колеса (замедление при торможении) вычисляется с помощью электронного блока управления. После того, как эта величина упадет ниже определенного порога («»), клапан гидравлического модулятора переключается в режим удержания давления. Если далее ско­рость вращения колеса уменьшится ниже по­рога допустимого скольжения λ1 то клапан переключается на сброс давления, который длится до тех пор, пока замедление колеса не достигнет снова значения «». В течение по­следующей фазы удержания давления уско­рение увеличивается до пороговой величины «+а», затем тормозное давление поддержи­вается на постоянном уровне.

После превышения высокого порога «+А» происходит увеличение давления, колесо чрезмерно не ускоряется, так как вступает в диапазон устойчивого качения. После умень­шения ускорения до порога (+а) давление начинает медленно увеличиваться до тех пор, пока ускорение колеса не станет снова меньше порога (). В это время начинается следующий цикл управления.

Во время первого цикла управления первона­чально была необходима короткая фаза удержа­ния давления для фильтрования помех. В случае большого момента инерции колеса, малого ко­эффициента сцепления медленного возраста­ния давления в рабочем цилиндре тормозного механизма (осторожное начальное торможение, например, на льду) колесо может заблокироваться без замедления, на которое система может отреагировать. В этом случае в работе системы ABS учитывается пробуксовка колес.

При определенных условиях и состоянии дорожного покрытия на легковых автомоби­лях с приводом на четыре колеса и блоки­ровкой дифференциала часто сталкиваются с проблемами при использовании ABS; это вынуждает прибегнуть к специальным мерам определения скорости движения во время процесса управления, более низким порого­вым величинам замедления колес и умень­шению крутящего момента двигателя.

Управление работой тормоза с задержкой увеличения момента вращения автомобиля вокруг вертикальной оси

 

Возникновение момента вращения автомобиля вокруг вертикальной оси, вызванного большой разностью коэффициентов тренияПри торможении на дороге с неодинаковыми коэффициентами трения (например, раз­ными значениями μ левые колеса на сухом асфальте, правые колеса — на льду), сильно отличающиеся тормозные силы на передних колесах приведут к возникновению момента вращения автомобиля вокруг вертикальной оси (рис.7 «Возникновение момента вращения автомобиля вокруг вертикальной оси, вызванного большой разностью коэффициентов трения»).

На легковых автомобилях малого класса си­стема ABS должна дополняться устройством задержки увеличения момента вращения авто­мобиля вокруг вертикальной оси в целях под­держания управляемости вовремя экстрен­ного торможения на неоднородном дорожном покрытии. Задержка увеличения момента вра­щения вокруг вертикальной оси ограничивает рост давления в рабочем цилиндре переднего колеса с более высоким коэффициентом сце­пления с дорожным покрытием.

Концепция задержки увеличения момента вращения вокруг вертикальной оси продемон­стрирована на рис.8 «Кривые характеристик тормозного давления/угла разворота с задержкой возникновения момента вращения вокруг вертикальной оси (YMBD)»: кривая 1 представляет со­бой давление в главном тормозном цилиндре рMC. Без задержки увеличения момента вра­щения вокруг вертикальной оси (т.н. системы YMBD) тормозное давление на колесе, движу­щемся по асфальту, быстро достигает вели­чины рhigt (кривая 2), тормозное давление на колесе, движущемся по льду вырастает лишь до рlow (кривая 5); каждое колесо тормозит с максимальным передаваемым тормозным усилием (индивидуальное управление).

 

Кривые характеристик тормозного давления / угла разворота с задержкой возникновения момента вращения вокруг вертикальной оси (YMBD) Кривые характеристик тормозного давления / угла разворота с задержкой возникновения момента вращения вокруг вертикальной оси (YMBD)2

Система YMBD 1 (кривая 3) подходит для автомобилей, для которых характеристики управляемости менее критичны, a YMBD 2 — для автомобилей, более склонных к потере курсовой устойчивости из-за возникновения момента вращения вокруг вертикальной оси (кривая 4).

Во всех случаях, когда используется система YMBD, сначала недотормаживается колесо с меньшей пробуксовкой. Это означает, что задержка увеличения момента вращения вокруг вертикальной оси должна всегда быть очень тщательно адаптирована к данному автомобилю, чтобы ограничить увеличение тормозного пути.

Варианты систем ABS

 

В настоящее время предлагается несколько версий ABS в зависимости от конфигурации тормозных контуров, конфигурации привода и трансмиссии, функциональных требований и бюджета. Наиболее популярным распреде­лением тормозных сил является диагональное разделение (Х-образная конфигурация тор­мозных контуров), менее популярным — раз­деление передних и задних колес (Н-образная конфигурация тормозных контуров). Конфи­гурации HI и НН (например, в Daimler Maybach) являются специализированными и редко ис­пользуются в сочетании с ABS. Варианты систем ABS различаются по количеству каналов управления и датчиков угловых скоростей колес.

4-канальная система ABS с 4 датчиками

4-канальные системы ABS с 4 датчиками (рис.9 «Варианты систем ABS») позволяют индивиду­ально регулировать тормозное давление на каждом колесе по четырем гидравлическим каналам, с разделением тормозных контуров между передними и задними колесами (для ll-образной конфигурации тормозных конту­ров) или диагональным распределением (для Х-образной конфигурации тормозных конту­ров). У каждого колеса есть свой датчик, из­меряющий угловую скорость.

Варианты систем ABS

Для сегмента сверхкомпактных автомо­билей с рабочим объемом двигателя до 660 куб.см (MIDGET) японского рынка был разработан сильно упрощенный вариант ABS. Он положил конец демпфирующим камерам и возвратным насосам. Небольшое количество компонентов по сравнению с традиционными системами обеспечивает значительную эко­номию, но имеет и ряд функциональных не­достатков. Производство систем этого типа постепенно прекращается.

3-канальная система ABS с 3 датчиками

Вместо привычного расположения с отдель­ным датчиком угловой скорости на каждом колесе в этом варианте у задних колес име­ется один датчик, устанавливаемый в диф­ференциале. В силу характеристик диффе­ренциала он позволяет измерять разность угловых скоростей колес с определенными ограничениями. Характеристики управления SL для задних колес, т.е. параллельное соеди­нение тормозов двух задних колес, позволяют обойтись одним гидравлическим каналом для (параллельного) регулирования давления за­дних колес.

Гидравлические 3-канальные системы требуют ll-образной конфигурации тормозных конту­ров (разделение передних и задних колес).

Системы с 3 датчиками можно исполь­зовать только в автомобилях с задним при­водом, главным образом, в грузовиках. Количество автомобилей, оснащаемых такими системами, падает.

2-канальная система ABS с 1 или 2 датчиками

2-канальные системы ABS начали производить из-за небольшого количества требуемых компонентов и, соответственно, возможности экономии затрат. Их популярность была огра­ничена, так как их функциональность была не­достаточной. Эти системы сейчас практически не используются в автомобилях.

Некоторые продаваемые в США лег­кие грузовики с межосевым разделением тормозных контуров все еще оснащаются системами RWAL (Rear Wheel Anti-Lock, антиблокировочная система для задних колес) — специальными упрощенными версиями 2-канальной системы ABS, состоящими из датчика на дифференциале заднего моста и одиночного управляющего канала (без воз­вратного насоса), предотвращающего блоки­ровку задних колес. При достаточно большом тормозном давлении передние колеса все равно могут заблокироваться, что приводит к риску потери управляемости при опреде­ленных условиях.

Такая система не отвечает функциональным требованиям, предъявляемым к системам ABS Категории 1.

Использование ABS на мотоциклах

За последние годы удалось существенно сни­зить размер и массу систем ABS. В результате серийно производимые системы ABS стали привлекательной опцией для мотоциклов. Следовательно, этот класс транспортных средств сможет воспользоваться преимуще­ствами ABS как системы безопасности.

Автомобильная система для использова­ния в мотоциклах модифицируется. Вместо привычных восьми 2/2-ходовых клапанов в гидравлическом блоке у автомобилей (с Х-образной конфигурацией тормозных кон­туров), у мотоциклов обычно применяется четыре клапана. Алгоритм управления также кардинально отличается от используемого в автомобильной системе ABS.

Другие варианты системы появились в результате спроса на комбинированные тор­мозные системы (CBS), т.е. системы, в которых и передними, и задними тормозами можно управлять либо педалью, либо ручным ры­чагом, возможно в сочетании с отдельными средствами активации передних тормозов. Для этого типа требуется 3-канальный гидравличе­ский блок. Однако конструкция варианта CBS сильно зависит от модели мотоцикла.

Примеры систем ABS

 

Гидравлический блок ABS

Разработка электромагнитных клапанов с двумя положениями переключения гидрав­лики (2/2-ходовые клапаны, используемые в системах ABS Bosch, начиная с 5-го поколения ABS) позволила полностью изменить ABS по сравнению с версией ABS-2S/ABS-2E, где ис­пользовались 3/3-ходовые клапаны. Это ра­дикально рационализировало конструкцию и изготовление. Однако базовая гидравлическая концепция ABS не изменилась с начала серий­ного производства в 1978 году. Это означает, что герметичные тормозные контуры и прин­цип возврата жидкости остались теми же.

Гидравлическая схема антиблокировочной тормозной системы ABS

Главные компоненты гидравлического блока, называемого также гидравлическим модулятором, следующие (рис.10 «Гидравлическая схема антиблокировочной тормозной системы ABS»):

  • по одному возвратному насосу на тормоз­ной контур;
  • аккумуляторная камера;
  • демпфирующие функции, ранее выполняв­шиеся аккумуляторной камерой и ограни­чителем потока, теперь выполняются как гидравлически, так и системами управле­ния, т.е. программным обеспечением;
  • 2/2-ходовые электромагнитные клапаны с двумя гидравлическими позициями и двумя гидравлическими подключениями.

Для каждого колеса имеется одна пара электромагнитных клапанов (кроме случая с 3-канальными конфигурациями с межосевым разделением тормозных контуров), один из которых открывается в обесточенном состоя­нии для увеличения давления (впускной кла­пан, IV), а другой закрывается в обесточенном состоянии для снижения давления (выпускной клапан, OV). Обратный клапан устанавливают параллельно с впускным клапаном для более быстрого уменьшения давления в колесных тормозах при прекращении их работы.

Распределение функций увеличения и уменьшения давления между отдельными электромагнитными клапанами только с одной активной настройкой (под напряжением) по­зволило сделать конструкцию клапанов компактной — уменьшить размеры и массу, а также снизить магнитные силы по сравнению с использовавшимися ранее 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами. Это позволяет оптимизировать электрическое управление с небольшими потерями электрической мощ­ности в катушках электромагнитных клапанов и в блоке управления. Кроме того, клапанный блок (рис.11 «Конструкция гидравлического блока ABS 8») можно сделать меньшего раз­мера. Это выливается в довольно значитель­ную экономию массы и габаритов.

2/2-ходовые электромагнитные клапаны бы­вают разной конструкции и с разными характеристиками, и в силу своих компактных размеров и превосходной динамики они обеспечивают до­статочно быстрое электрическое переключение для циклической работы с широтно-импульсной модуляцией. Другими словами, они имеют ха­рактеристики пропорциональных клапанов.

Конструкция гидравлического блока ABS 8

Система ABS 8 имеет клапанное регули­рование с модуляцией «ток-сигнал», суще­ственно улучшающее функции (например, адаптацию к изменениям коэффициента трения) и упрощенное управление (меньше колебания ускорения благодаря ступеням давления и аналоговому регулированию дав­ления). Эта мехатронная оптимизация оказы­вает положительный эффект не только на функции, но и на удобство в использовании, т.е. на шум и обратную связь на педали.

ABS 8 позволяет специфически адаптиро­ваться к индивидуальным требованиям по классам автомобилей путем изменения ком­понентов (использование двигателей разной мощности, варьирование размера аккумуля­торной камеры и т.д.). Мощность двигателя возвратного насоса может варьироваться в пределах 90 — 200Вт. Можно также изменять размер аккумуляторной камеры.

Электронный блок управления (ЭБУ) ABS

Результаты, достигнутые в процессе развития системы ABS, главным образом являются следствием огромного прогресса в области электроники. Времена, когда ЭБУ ABS состоял из более 1000 деталей (ABS 1-го поколения — из 1970 деталей, аналоговая конструкция) уже далеко позади. Принципиальная схема ЭБУИнтеграция функций в контуры LSI, использование высокопроизводительных микрокомпьютеров и гибридной технологии ЭБУ обеспечивают высокую монтажную плотность и, следовательно, дальнейшую миниатюризацию. В то же время, это приводит к значительному повышению эффективности и функциональности системы. Использование микропроцессоров позволило достичь значительной оптимизации алгоритмов управления, включая адаптацию к требованиям изготовителей автомобилей и особенностям моделей.

Блок управления выполняется в виде сменного ЭБУ и монтируется прямо на ги­дравлический блок. Преимущество такого размещения состоит в возможности миними­зации внешней проводки. В жгуте становится меньше проводов. В результате сокращается потребность в пространстве и упрощается монтаж. Компоновочная схема требует лишь одного штекерного соединения между ЭБУ и гидравлическим блоком и для подключения двигателя возвратного насоса.

ЭБУ, схематически изображенный на рис.12 «Принципиальная схема ЭБУ», представляет собой 4-канальную версию с 4 датчиками. Два микроконтроллера об­рабатывают программу управления. В ЭБУ систем ABS они имеют частоту около 20 МГц и объем памяти около 128 кБ. Для версий ABS со специальными функциями достаточно па­мяти около 256 кБ.

В очень сложных системах, таких как си­стема динамической стабилизации (ESP), объем памяти может достигать 1 МБ. В зависимости от того, какая скорость обра­ботки необходима, могут использоваться и микропроцессоры с более высокой тактовой частотой.

Программное обеспечение состоит из сле­дующих модулей:

  • операционная система;
  • ПО для самодиагностики;
  • ПО для различных функций;
  • ПО автопроизводителей и ПО для различ­ных приложений.

Обмен данными с другими ЭБУ и диагностика осуществляются по шине CAN или FlexRay.



Антиблокировочная тормозная система ABS для коммерческих автомобилей

 

Антиблокировочная тормозная система предотвращает блокирование колес при слишком сильном торможении. Поэтому автомобиль сохраняет курсовую устойчивость и управляемость даже при экстренном тор­можении на скользкой дороге. Антиблоки­ровочная тормозная система предотвращает опасность складывания автопоезда.

В отличие от легковых, грузовые авто­мобили имеют пневматические тормозные системы. Тем не менее, функциональное описание процесса управления ABS для лег­ковых автомобилей в принципе применимо и к грузовым.

Методы управления ABS для коммерческих автомобилей

 

Индивидуальное управление (IR)

Процесс, при котором устанавливается и кон­тролируется оптимальное давление индивиду­ально для каждого колеса, что позволяет полу­чать наименьший тормозной путь. В условиях с μ-разделением (разное сцепление с дорогой ведущих колес — например, на одной колее асфальт, а на другой — лед), при торможении возникает большой момент вращения автомо­биля вокруг вертикальной оси, что усложняет управляемость автомобилей с короткой ко­лесной базой. Это сопряжено с возникновением большого крутящего момента в рулевом управлении из-за повышенного плеча обкатки на грузовых автомобилях. Индивидуальное управление обычно используется в грузовых автомобилях на заднем мосту.

Управление «select-low» (SL)

Этот процесс уменьшает момент вращения ав­томобиля вокруг вертикальной оси и момент в рулевом управлении до нуля. Это достигается путем создания одинакового тормозного дав­ления на обоих колесах оси. Для этой цели ис­пользуется один клапан управления давлением в обоих колесах одной оси. В случае чистого управления SL уровень давления определяется по колесу, которое осуществляет движение на покрытии с наименьшим коэффициентом сце­пления. В условиях μ-разделения тормозной путь увеличивается, но управляемость и курсо­вая устойчивость автомобиля улучшаются. Если сцепление с дорогой (коэффициенты трения) одинаковы на обеих колеях, то тормоз­ной путь, управляемость и курсовая устойчи­вость практически идентичны у систем индиви­дуального управления (IR).

Индивидуальное управление, модифицированное (IRM)

При этом процессе на каждом колесе оси устанавливается клапан модулирования дав­ления. Моменты увода уменьшаются лишь настолько, насколько это необходимо, и ограничивается разность тормозного давле­ния между левой и правой сторонами до до­пустимого уровня. В результате колесо, име­ющее более высокий коэффициент трения, тормозится чуть меньше. Такое компромисс­ное решение приводит к немного большему тормозному пути, чем вовремя индивиду­ального управления, однако обеспечивается более безопасное управление автомобилем.

Оборудование ABS для коммерческих автомобилей

 

Современные ЭБУ ABS для грузовиков, тяга­чей, автобусов можно использовать на двух- и трехосных автомобилях (рис.13 «Примеры систем ABS для грузовых автомобилей»). Вовремя за­поминания значений при первом вводе в экс­плуатацию блок управления настраивается на соответствующий автомобиль в зависимости от подключенных компонентов. Это включает в себя определение количества осей, метода управления ABS и дополнительные функции, которые могут оказаться необходимыми, такие как система управления тяговым усилием TCS. Схожая ситуация имеет место и с ЭБУ ABS для прицепов и полуприцепов. Один и тот же ЭБУ можно использовать в прицепах и полуприце­пах с одной, двумя и тремя осями и адапти­ровать к уровню имеющегося оборудования.

Примеры систем ABS для грузовых автомобилей

Если одна ось является подъемной, то она ав­томатически исключается из процесса управ­ления ABS при ее подъеме.

Когда две оси находятся близко друг к другу, часто только одна из них оснащается датчиками угловой скорости колес. Тормозное давление двух соседних колес регулируется совместно одним клапаном регулирования давления. На многоосных автомобилях с боль­шими расстояниями между осями, например, у сочлененных автобусов, предпочтительным является трехосное управление.

Индивидуальное модифицированное управление (IRM) чаще всего используется на управляемых осях; управление SL тоже ино­гда применяется, но очень редко. На задних осях тягачей обычно выбирается индивиду­альное управление.

Блок управления позволяет управлять раз­личными модификациями, здесь подробно не описываемыми. Например, обе оси полу­прицепа имеют датчики частоты вращения колес, однако каждая сторона оснащена только одним клапаном модуляции давле­ния, и колеса одной стороны находятся под управлением типа SL.

Все системы ABS могут оснащаться одно­канальными клапанами регулирования давления. Системы ABS прицепов могут оборудоваться модуляторами давления с клапанами управления.

Для грузовых автомобилей небольшой гру­зоподъемности с пневмогидравлическим приводом тормозов ABS подключается в пневматическую магистраль посредством одноканальных модуляторов давления и определяет давление в гидравлической тормозной магистрали.

Когда автомобиль эксплуатируется на до­рогах с низким коэффициентом сцепления, то работа вспомогательной тормозной системы во время торможения может привести к чрезмерному проскальзыванию ведущих колес. Это может ухудшить курсовую устой­чивость автомобиля. Поэтому ABS контроли­рует пробуксовку и регулирует ее до опреде­ленного допустимого уровня при включении и выключении тормоза-замедлителя.

Компоненты ABS коммерческих автомобилей

 

Датчики угловой скорости колес

Вращение колес контролируется датчиками угловой скорости колес (индуктивных либо датчиков Холла). В сочетании с импульсным кольцом, вращающимся со скоростью ко­леса, они генерируют соответствующий элек­трический сигнал. Электрические сигналы обрабатываются в ЭБУ.

Электронный блок управления (ЭБУ)

ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков угловых скоростей колес. Затем сигналы сравнива­ются. Всегда сравниваются ведущее и ведо­мое колеса, колеса на внутреннем и внешнем радиусах поворота, а также динамически нагруженное и динамически ненагруженное колеса. На их основании вычисляется пробук­совывание отдельных колес и активируются соответствующие клапаны регулирования давления.

Другие функции, такие как автоматиче­ское отключение тормоза-замедлителя, мо­гут быть выполнены в процессе управления. ЭБУ ABS снабжаются предохранительным контуром, непрерывно контролирующим всю систему. При обнаружении сбоев происходит частичное или полное выключение системы. Коды неисправностей хранятся в ЗУ неис­правностей и могут быть считаны с помощью диагностического тестера и удалены из ЗУ после устранения неисправностей.

Некоторые ЭБУ содержат не только функ­цию ABS, но и также другие функции, напри­мер, систему управления тяговым усилием (TCS) или управления крутящим моментом двигателя (MSR).

Клапан регулирования давления

Клапаны регулирования давления размеща­ются между клапаном рабочего тормоза и ра­бочими цилиндрами тормозных механизмов колес и контролируют тормозное давление одного или более колес (рис.14 «Клапан регулирования давления»). Клапаны ре­гулирования давления состоят из комбинации электромагнитных и пневматических клапанов. Они обычно содержат один выпускной клапан и один клапан удержания давления (однока­нальный клапан регулирования давления), но также может использоваться комбинация из одного выпускного клапана и двух клапанов удержания давления (двухканальный клапан регулирования давления). Электроника управ­ляет электромагнитными клапанами в соот­ветствующей комбинации с целью достижения требуемых режимов поддержания или умень­шения давления. При выключенных клапанах создается режим нарастания давления.

Клапан регулирования давления

Когда осуществляется обычное торможе­ние (без вмешательства ABS, т. е. при отсут­ствии тенденции блокировки колеса), воздух проходит через модуляторы давления сво­бодно в обоих направлениях. Это обеспечи­вает безотказную работу рабочей тормозной системы.

В следующей статье я расскажу об автомобильном программном обеспечении.

Литература:

[1] ECE-R13: Стандартные условия сертифи­кации автомобилей категорий М, N и О в от­ношении тормозов.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *