Система управления тяговым усилием

Система управления тяговым усилием (TCS)

Система управления тяговым усилием является вспомогательной электронной системой, облегчающей трогание с места. Она пришла на смену устаревшему механическому самоблокирующемуся дифференциалу и дифференциальным тормозам. Система управления тяговым усилием использует датчики для отслеживания случаев пробуксовывания какого-либо колеса. Применение торможения для пробуксовывающего колеса увеличивает тяговое усилие на другом колесе той же пары колес. Это облегчает трогание на скользком покрытии и управление на скоростях до 40 км/ч.

Функции и требования 

 

 Кривая зависимости сцепления с дорогой от скольжения колесПри трогании с места, разгоне и торможении эффективность передачи сил на дорогу за­висит от сцепления шин с дорогой. Кривые сцепления / скольжения для разгона и тормо­жения имеют одинаковые базовые рисунки (рис.1 » Кривая зависимости сцепления с дорогой от скольжения колес»).

В подавляющем большинстве операций разгона и торможения присутствует лишь ограниченная степень пробуксовки, благодаря чему реакция остается в устойчивом диапазоне кривых сцепления / скольжения. До определенной точки любое увеличение пробуксовки сопровождается соответствую­щим увеличением полезного сцепления. За этой точкой дальнейшее увеличение про­буксовки переводит кривые через макси­мум и в неустойчивый диапазон, где любое увеличение пробуксовки обычно приводит к ухудшению сцепления с дорогой. При тор­можении это ведет к блокировке колеса за несколько десятых долей секунды. Во время ускорения автомобиля, когда излишний кру­тящий момент преодолевает сцепление шин с дорогой, это приводит к быстрому повы­шению частоты вращения одного или обоих ведущих колес.

Антиблокировочная тормозная система в первом случае (при торможении) реаги­рует предотвращением блокировки колеса. Система управления тяговым усилием (TCS) поддерживает пробуксовку ведущих колес в пределах допустимого уровня, выполняя сле­дующие функции:

  • увеличение тягового усилия (электронное блокирование дифференциала);
  • поддержание устойчивости автомобиля.

Эти функции выполняются системой управле­ния тяговым усилием. Она должна:

  • надежно предотвращать пробуксовку ведущих колес в условиях μ-разделения и на скользкой дороге;
  • предотвращать пробуксовку колес при трогании с места на льду;
  • предотвращать пробуксовку колес при ускорении на поворотах;
  • предотвращать пробуксовку колес при трогании на склонах;
  • обеспечивать курсовую устойчивость ав­томобиля на поворотах.



Регулирующие контуры системы управления тяговым усилием (TCS)

 

Система управления тяговым усилием явля­ется составной частью электронных систем управления пробуксовкой колес. Поэтому для TCS можно использовать уже установленные компоненты и в любом случае необходимые для ABS, например, датчики угловых скоро­стей колес.

Управление тяговым усилием происходит главным образом посредством двух разных регулирующих воздействий, адаптированных к индивидуальным обстоятельствам — вме­шательство тормозной системы и управление работой двигателя при круиз-контроле.

Вмешательство тормозной системы

Вмешательство тормозной системы обычно происходит на малых скоростях при пробук­совке одного из приводных колес из-за не­достаточного сцепления с дорогой. Во время вмешательства тормозной системы на тормоз буксующего колеса подается тормозное дав­ление, адаптированное к ситуации, и крутящий момент передается через дифференциал на другое, не буксующее колесо. Создается нечто вроде блокировки дифференциала.

Вмешательство тормозной системы в грузовых автомобилях

В грузовых автомобилях с пневматическими тормозными системами для вмешательства тормозов требуются электромагнитный клапан TCS и пневматический золотниковый клапан (рис.2 «Система управления тяговым усилием для грузовых автомобилей»). При необходимости вмешательства тормозов электрически активируемый электромагнитный клапан TCS подает давление через золотнико­вый клапан на клапаны регулирования давления ABS. Одновременно с этим золотниковый клапан блокирует соединение с клапаном рабочего тор­моза. В это же время электрически активируется электромагнитный клапан удержания давления в клапане регулирования давления ABS не буксую­щего колеса. Это исключает возможность нагне­тания давления в рабочем цилиндре тормозного механизма колеса.

Система управления тяговым усилием для грузовых автомобилей

Электромагнитные клапаны в клапане регули­рования давления ABS буксующего колеса сна­чала не активируются. В соответствующем тор­мозном цилиндре колеса нагнетается тормозное давление, в результате чего колесо тормозится, и его пробуксовывание предотвращается. Тор­мозное давление нагнетается в соответствии с ситуацией и адаптируется при непрерывном контроле процесса управления путем изменения и электрически синхронизированной активации соответствующих электромагнитных клапанов в клапанах регулирования давления.

Блок управления TCS отключает вмеша­тельство тормозной системы при достижении однородных условий пробуксовки. Клапан TCS и электромагнитные клапаны в клапане регули­рования давления ABS больше не активируются.

Тормозное давление в рабочем цилиндре соот­ветствующего колеса снижается, при этом воз­дух через стравливающий клапан в клапане ре­гулирования давления выпускается в атмосферу.

С помощью описанной выше функции управ­ления тормозами приводные колеса тоже можно синхронизировать, так чтобы механическая бло­кировка дифференциала могла включиться ав­томатически, например, с помощью пневмоци­линдра. ЭБУ АВЭЯСЭ вычисляет нужный момент и условия блокировки дифференциала.

В отличие от механической блокировки дифференциала шины не стираются на кру­тых поворотах. Фундаментальным отличием такой системы (когда в ней используется функция электронного управления тормо­зами) является то, что она не предназначена для непрерывного использования в сложных внедорожных условиях. Поскольку функция управления тормозами достигается путем притормаживания соответствующего колеса, то неизбежно происходит нагрев тормозов.

Вмешательство тормозной системы в легковых автомобилях

В легковых автомобилях с гидравлическими тор­мозными системами для вмешательства тормо­зов TCS требуется расширенный гидравлический блок ABS. В зависимости от варианта расшире­ние могут подразумеваться впускной клапан и направляющий гидрораспределитель (рис.3 «Схема гидравлического контура ABS/TCS у легковых автомобилей с х- образной конфигурациейтормохных контуров»).

Схема гидравлического контура ABS/TCS у легковых автомобилей с х- образной конфигурациейтормохных контуров

Могут потребоваться дополнительный гидрав­лический подпиточный насос и аккумулятор дав­ления. Во время необходимого вмешательства тормозов электрически активируются впускной клапан и направляющий гидрораспределитель буксующего колеса и возвратный насос ABS. Возвратный насос перекачивает тормозную жид­кость от главного тормозного цилиндра через впускной клапан. Направляющий гидрораспре­делитель блокирует опок обратно к главному тормозному цилиндру. Давление, нагнетаемое возвратным насосом, попадает через впускной клапан в рабочий тормозной цилиндр буксую­щего колеса, в результате колесо тормозится и его буксование предотвращается. Тормозное давление нагнетается в соответствии с ситуацией и адаптируется при непрерывном контроле про­цесса управления путем изменения и электри­чески синхронизированной активации впускных и выпускных клапанов в гидравлическом блоке.

По завершении фазы регулирования пре­кращается электрическая активация, и тор­мозное давление, созданное для TCS, как по­сле обычного торможения, уменьшается через впускной клапан, направляющий тормозную жидкость через гидрораспределитель и глав­ный тормозной цилиндр.



Управление работой двигателя при круиз-контроле

Когда буксуют оба колеса, то происходит вме­шательство двигателя. Это имеет место, когда приводной момент оказывается выше макси­мального передаваемого момента на колесах. Вмешательство двигателя соответственно уменьшает приводной момент.

На грузовых и легковых автомобилях с дизельными двигателями оно выполняется в зависимости от варианта, с помощью электро­ники управления дизельным двигателем, ЕТС (электронное управление дроссельной за­слонкой).

У легковых автомобилей с двигателями с искровым зажиганием уменьшение крутя­щего момента обычно выполняется путем комбинирования некоторых функций. Таким образом, можно уменьшить крутящий мо­мент двигателя в соответствии с требовани­ями посредством специального подавления импульсов впрыска, задержки момента за­жигания или перекрытия дроссельной за­слонкой (ЕТС).

Системы управления двигателем получают запрос от TCS по сигнальному каналу или ка­налу передачи данных CAN.

В следующей статье я расскажу о системе динамической стабилизации.

 

Добавить комментарий

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