Рубрика: ABS

Силы, действующие на колесо при торможении

Антиблокировочные тормозные системы (АБС)

Обоснование необходимости применения АБС При прямолинейном движении во время торможения автомобиля на его колесо действуют разные силы: вес автомобиля, тормозная сила и боковая сила. Величина сил зависит от множества факторов, таких как скорость движения автомобиля, размеры колес, состояние и конструкция шин и дорожного полотна, конструкции тормозной системы и ее технического состояния. Рис. Силы, действующие на колесо при торможении: G – вес автомобиля; FB – тормозная сила; FS – боковая сила; νF – скорость автомобиля; α – угол увода; ω – угловая скорость Во время прямолинейного движения автомобиля с постоянной скоростью разницы в скоростях вращения колес не возникает  При этом не возникает также разницы между приведенной скоростью движения автомобиля νF и согласованной с ней усредненной скоростью νR вращения колес, т.е. νF = νR. Под усредненной скоростью вращения колес понимается величина νR = (νR1+ νR2 + νR3 + νR4)/4, где νR1…νR4 — скорости вращения каждого колеса в отдельности. Но как только начинается процесс интенсивного торможения, приведенная скорость автомобиля νF, начинает превышать усредненную скорость νR вращения колес, так как кузов «обгоняет» колеса под действием силы инерции массы автомобиля, т.е. νF >νR. В такой ситуации между колесами и дорогой возникает явление равномерного умеренного скольжения  Это скольжение является рабочим параметром тормозной системы и определяется как: λ = (νF — νR)/ νF•100% Физически рабочее скольжение в отличие от аварийного юза реализуется за счет прогибания протектора колесных шин, сдвига мелких фракций на поверхности дороги, и за счет амортизации автомобильной подвески. Эти факторы удерживают автомобиль от юза и отображают полезную суть рабочего скольжения колеса при его торможении. Ясно, что при этом замедление вращения колеса происходит постепенно и управляемо, а не мгновенно, как при блокировке. Величина λ названа коэффициентом скольжения и измеряется в процентах. Если λ = 0%, то колеса вращаются свободно, без воздействия на них дорожного сопротивления трению. Коэффициент скольжения λ = 100% соответствует юзу колеса, когда оно переходит в заблокированное состояние. При этом значительно снижаются тормозная эффективность, устойчивость и управляемость автомобиля при торможении. При появлении эффекта рабочего скольжения, при котором все еще имеет место нормальное качение колес  между ними и дорогой возникает равномерно возрастающее сопротивление трению выражаемое коэффициентом сцепления в направлении движения μHF, которое является функцией от рабочего скольжения γ и создает силу торможения автомобиля FB = K μHFG. К – конст­руктивный коэффициент пропорциональности, зависящий от состояния протектора шин, тормозных колодок  тормозных дисков и тормозных суппортов. На рисунке представлена зависимость величины относительного скольжения колеса от коэффициента сцепления в направлении движения μHF и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS при торможении на сухом бетонном покрытии. Рис. Зависимость коэффициента сцепления от скольжения колес. Как видно из рисунке величина относительного скольжения колеса λ достигает своего максимального значения при определенных значениях коэффициента сцепления в направлении движения μHF, при уменьшении коэффициента сцепления в поперечном направлении μS. Для большинства дорожных покрытий при значениях γ, а значит и тормозная сила, в интервале от 10% до 30% μHF достигает максимальной величины и это значение называют критическим (λ)кp. В этих пределах и коэффициент сцепления в поперечном направлении μS имеет достаточно высокое значение, что обеспечивает устойчивое движение автомобиля при торможении, если на автомобиль действует боковая сила. Вид кривых коэффициента сцепления в направлении движения μHF, и коэффициента сцепления в поперечном направлении μS зависит в значительной степени от типа и состояния дорожного покрытия и шин. Важно заметить, что при малых γ (от 0%...

Антиблокировочная система (ABS)

При экстренном торможении с обычной тормозной системой существует опасность блокировки колес и заноса автомобиля. Система ABS решает эту проблему, регулируя давление в системе тормозного привода таким образом, что блокировка колес предотвращается на любом дорожном покрытии, а автомобиль остается управляемым. Устойчивость автомобиля при движении должна сохраняться как на сухом асфальтовом покрытии, так и на скользкой дороге и при любом качестве дорожного полотна, а автомобиль должен оставаться легко управляемым для «обычного» водителя. Основные функции системы ABS и ее устройство На рисунке представлен автомобиль с системой ABS. Для регулирования процессом торможения блок управления получает входную информацию от датчиков вращения колес, которые сообщают блоку управления угловую скорость вращения колес. В результате обработки этой информации в блоке управления определяется контрольная скорость автомобиля, которая учитывается при процессах регулирования. Рисунок. Легковой автомобиль с системой ABS Датчик угловой скорости вращения Колесный тормозной цилиндр Гидроагрегат с главным тормозным цилиндром Блок управления Сигнальная лампа Любое изменение угловой скорости вращения одного или нескольких колес фиксируется и при сильном снижении скорости вращения в пределах одного промежутка времени или относительно контрольной скорости воспринимается как опасность блокировки. Для предотвращения блокировки тормозное усилие сначало поддерживается на уровне достигнутого значения и не понижается (удержание тормозного усилия). Если вращение колеса продолжает замедляться, то тормозное усилие снижается, в результате чего колесо притормаживается меньше. При этом обеспечивается возможность возобновления ускорения колеса, вследствие чего автомобиль остается управляемым. При достижении некоторого предельного значения блок управления определяет необходимость повышения тормозного усилия для предотвращения прокручивания колес (повышение тормозного усилия). После этого процесс регулирования начинается заново. В зависимости от качества дорожного полотна могут выполняться от 4 до 10 циклов регулирования в секунду до нижнего порога регулирования, составляющего прибл. 4 км/ч. При выполнении всех процессов — удержание, снижение, повышение тормозного усилия — блок управления управление одним или несколькими электромагнитными клапанами, которые в гидроагрегате объединены в один узел. В зависимости отпроизводителя существуют три варианта регулирования: а) одновременное регулирование одного из передних колес и одного заднего колеса по диагонали. б) передние колеса регулируются по отдельности, а задние колеса регулируются вместе. В данном случае говорят о регулировании по колесу с большей склонностью к блокировке, то есть регулировка выполняется всегда по тому колесу, которое ближе всего к границе блокировки. Эта система использьзуется чаще всего. в) регулирование тормозного усилия для каждого отдельного колеса является оптимальным, но и самым дорогим решением. Все современные системы ABS имеют функцию самодиагностики и энергонезависимую память ошибок. Блок управления постоянно выполняет самодиагностику и диагностику подключенных компонентов, начиная с зажигания. При обнаружении неисправности в системе ABS, блок управления отключается, на панели приборов загорается сигнальная лампочка, оповещающая водителя о том, что тормозная система работает в обычном режиме без ABS-регулирования. Датчик угловой скорости вращения колес Во всех системах ABS принцип действия датчика одинаковый. Существуют, однако, разные виды датчиков угловой скорости вращения. Но все они в результате вращения ипульсного колеса, соединенного со ступицей колеса (иногда с дифференциалом), создают синусоидальное переменное напряпряжение. Частота переменного напряжения прямопропорциональна угловой скорости вращения колеса. Работа и сигналы датчика скорости вращения постоянно контролируются и анализируются блоком управления, начиная со скорости движения 4-6 км/ч. Рисунок. Датчик угловой скорости вращения (в разрезе) а) Датчик угловой скорости вращения DF2...

30 лет системе ABS от компании Bosch

30 лет системе ABS от компании Bosch

Рис. ABS позволяет сохранить контроль над транспортным средством даже во время торможения. Кратковременная невнимательность — и на дороге может создастся опасная ситуация. ABS поможет водителю справиться с управлением автомобилем, чтобы благополучно объехать препятствие даже в критических ситуациях Свою тридцатую годовщину отпраздновал основной компонент безопасности вождения для моторных транспортных средств: система антиблокировки тормозов (anti-lock braking system — ABS). Ее 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. Люди задавались вопросом, как препятствовать блокировке колес, с начала двадцатого столетия — не только на автомобилях, но также не 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 гг., могла быть разработана надежная система ABS. Teldix, 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 компонент 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 компонент всего до 140. Рис. Датчик скорости колеса ABS (источник: Bosch). Датчики скорости колеса ABS со временем становились все меньших размеров и белое эффективными. Последние модели не только измеряют скорость и направление вращения, но и могут быть прекрасно интегрированы в подшипники колеса После долгих 14-ти лет разработок в 1978 г. второе поколение ABS от Bosch — ABS-2 — начала устанавливаться как дополнительное оборудование сначала в автомобилях Mercedes-Benz 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...

Расположение датчика АБС на колесном тормозном механизме тормозной системы с пневмоприводом

Требования к антиблокировочным устройствам тормозных систем

Антиблокировочное устройство (система) — это элемент системы рабочего тормоза, который во время торможения автоматически регулирует степень скольжения одного или нескольких колес транспортного средства в направлении его (их) вращения. Датчик — элемент, предназначенный для определения и передачи регулятору информации, касающейся условий вращения колеса (колес) или динамических условий движения транспортного средства. Варианты установки датчика (месторасположение датчика указано стрелками) показаны на рисунке. Рис. Расположение датчика АБС на колесном тормозном механизме тормозной системы с пневмоприводом: а — на управляемой оси (1 — поворотная цапфа); б — на неуправляемой оси (1 — кронштейн осей тормозных колодок) Регулятор — элемент, предназначенный для оценки информации, передаваемой датчиком (датчиками), и передачи соответствующих сигналов модуляторам. Как правило, регулятор представляет собой электронный блок управления. Модулятор — элемент, предназначенный для изменения силы торможения в зависимости от сигнала, полученного от регулятора. Модулятор системы АБС пневматического тормозного привода показан на рисунке. Функционально АБС делятся на два типа. Система первого типа вступает в работу при достижении транспортным средством определенной скорости (6…8 км/ч), а второго — практически сразу после начала вращения колес. Тормозную систему транспортных средств, оснащенных АБС второго типа, проверить с помощью роликового тормозного стенда невозможно. В настоящее время требование по оснащению механических транспортных средств категорий М2, М3, N2, N3, имеющих не более четырех осей, а также прицепов категорий О3 и О4 антиблокировочными системами при их производстве является обязательным. Рис. Модулятор АБС с пневмоприводом: 1 — подача воздуха в модулятор; 2 — электромагнитный соленоидальный клапан; 3 — сброс воздуха в атмосферу; 4 — подача воздуха к тормозной камере Водитель транспортного средства должен предупреждаться с помощью специального визуального сигнала о любой неисправности системы электропитания или неправильном срабатывании датчика, которые влияют на эксплуатационные либо функциональные характеристики системы, включая сбои и неисправности в работе системы электропитания, внешней цепи регулятора, самого регулятора и модуляторов. Для этой цели используется желтый предупреждающий немигающий сигнал. Он загорается в момент включения АБС и гаснет, если в системе транспортного средства, находящегося в неподвижном состоянии, нет каких-либо из вышеперечисленных неисправностей. Этим сигналом должны быть оборудованы все механические транспортные средства, допущенные к буксировке прицепов, кроме транспортных средств категорий М1 и N1. Сигнал не должен загораться при наличии прицепа, не оборудованного АБС, либо при отсутствии прицепа. Эта функция является автоматической. Исправность сигнала должна легко проверяться водителем со своего места. Водитель предупреждается этим сигналом о неисправности или дефекте до приведения в действие соответствующего органа управления тормозом. Сигнал должен оставаться включенным в течение всего времени наличия неисправности (дефекта) при нахождении включателя зажигания (пускового переключателя) в положении «Включено». Предупреждающий сигнал должен загораться при подаче электроэнергии на электрическое оборудование транспортного средства и тормозную систему. На неподвижно стоящем транспортном средстве тормозная система обеспечивает проверку отсутствия неисправностей и дефектов до выключения предупреждающего сигнала. Информация о конкретных неисправностях или дефектах, которые приводят в действие указанный сигнал, но которые не выявляются в статических условиях, должна накапливаться по мере их выявления и выводиться на индикатор при запуске двигателя, а также во всех случаях, когда включатель зажигания (пусковой переключатель) находится в положении «Включено» в течение всего времени наличия неисправности или дефекта. На практике работоспособность АБС можно визуально оценить по функционированию предупреждающего сигнала. Следует включить зажигание транспортного...

Система антиблокировки тормозов (ABS) и требования к ней

Система антиблокировки тормозов (ABS) и требования к ней

Существует несколько причин для разработки системы антиблокировки тормозов (anti-blok brakes — ABS). Если при торможении одного или более колес транспортного средства блокируется (начинает скользить), возникает ряд неприятных последствий: увеличивается тормозной путь теряется контроль над рулем ненормально изнашиваются шины 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 предотвращении блокировки тормозов, но электронный контроль позволяет достигнуть гораздо лучших результатов. ABS становится все 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 помощь только в критическом положении. 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 требований для ABS можно pacсмотреть 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 ABS. Это, вероятно, ключевой вопрос, так как водителю важно быть в состоянии увильнуть 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 к 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 сведем 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 придет в неподвижное состояние очень быстро. Прочие условия работы Система ABS должна быть в состоянии распознать аквапланирование 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....

Компоненты ABS

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. Электронный блок управления Функция 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 68HC11, 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, ABS отключается и загорается индикатор предупреждения. Оба процессора имеют энергонезависимую память, в которую могут быть записаны: коды ошибки (для последующей диагностики и обслуживания). 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 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.

Система антиблокировки тормозов

Описание системы антиблокировки тормозов ABS

Как и в случае со всеми другими системами, ABS можно рассматривать как центральный блок управления с рядом входов и выходов. Система ABS представлена блок-схемой системы управления с замкнутым контуром. Самые важные из входов — датчики скорости колеса, а главный выход — некоторая форма контроля давления и тормозной системы. 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 давление может быть уменьшено, поддерживаться постоянным или увеличиваться. Максимальное давление определяется давлением водителя на педаль тормоза. Рис. Система антиблокировки тормозов Система во время работы использует 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 которой 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 функционировании тормозной системы. По сигналам датчиков скорсти 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 под свой контроль тормозное давление. Замедление транспортного средства В процессе управления тормозным давлением ECU использует относительную скорость транспортного средства в качестве отправной точки и задает ее 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 торможения.

Система ABS компании Honda

Система антиблокировки тормозов компании Honda

Рис. Система ABS компании Honda Действие системы антиблокировки тормозов компании Honda основано на принципе плунжерного механизма. На рисунке показана схема системы. Когда антиблокировочная система не работает, камера W связана с резервуаром через выпускной клапан. Камера находится при атмосферном давлении, потому что входной клапан блокирует трубопровод от аккумулятора давления. Во время торможения в главном цилиндре создается давление, и поток жидкости перетекает от камеры Z в камеру X, перемещая поршень и увеличивая давление в камере Y. Если колесо находится под угрозой блокирования, выпускной клапан закрывается, и давление в камере W увеличивается, что предотвращает дальнейшее движение поршня, таким образом сдерживая давление торможения. Если риск блокировки продолжает сохраняться, клапан входного отверстия открывается и позволяет жидкости течь от аккумулятора в камеру W. Это давление перемешает поршень назад, уменьшая, таким образом, давление в тормозном цилиндре колеса. Когда риска блокировки больше нет, клапан входного отверстия закрывается и восстанавливается режим удержания давления. Система ABS Honda относительно проста и имеет только два канала управления. Переднее колесо, которое в момент торможения имеет более высокий коэффициент трения о поверхность дорога, определяет давление торможения для обоих передних колес. В результате одно переднее колесо может быть заблокировано во время чрезвычайного торможения. Заднее колесо с более низким коэффициентом трения определяет давление торможения задних колес.

Компоненты ABS Chevrolet Corvette

Система ABS на модели Chevrolet Corvette

Система ABS начала устанавливаться на Chevrolet Corvette с 1986 г. Она была разработана с целью сохранять управляемость транспортного средства даже в суровых условиях торможения. Система реализует функцию ABS через управление давлением в тормозной магистрали на основании измерений скорости каждого колеса. Каждый раз при старте автомобиля срабатывает индикатор предупреждения антиблокировочной системы, он вспыхивает на короткое время и затем переходит в состояние индикации нормальной работы системы. Проверочный тест, который фактически управляет клапаном модулятора, гарантирует, что система полностью исправна. Тестирование системы происходит когда транспортное средство начинает движение и достигает скорости 7 км/ч (4 мили/ч). Во время движения транспортного средства модуль управления постоянно контролирует систему. Если происходит ошибка в работе какой-нибудь части системы, загорится индикатор предупреждения об ошибке на приборной панели. Если произойдет ошибка в системе ABS, то обычная тормозная система останется полностью работоспособной. Клапан модулятора расположен в купе позади места водителя. Назначение клапана модулятора состоит в том, чтобы поддерживать или уменьшать давление тормозной жидкости до суппорта колеса. Он не может увеличить давление свыше того, которое передается на главный цилиндр, и никогда не сможет самостоятельно подать давление на тормоза! Клапан модулятора получает все свои команды от блока управления. Модуль управления также расположен в купе в углублении позади места водителя. Функции модуля управления состоят в том, чтобы получить и обработать информацию от датчиков скорости колес. Значения ускорения, замедления и проскальзывания вычисляются, чтобы подготовить команды управления для клапана модулятора. Выключатель бокового ускорения расположен на полу, как раз под крышкой системы кондиционирования воздуха. Этот выключатель используется, чтобы обнаружить, когда транспортное средство поворачивает быстрее, чем на то указывает соответствующая кривая скорости. В этом случае посылается сигнал модулю контроля о тяжелой ситуации движения на повороте. Датчики скорости вращении колеса расположены в каждом колесе и посылают электрический сигнал модулю управления. Они установлены в шарнирах колес и имеют зубчатые кольца, напрессованные на передние ступицы, сборки подшипников и задние шпиндели привода. На рисунке показано расположение главных компонентов ABS. Рис. Компоненты ABS Chevrolet Corvette

Гидравлический модулятор ABS

Управление тормозами системой ABS

Управление давлением с помощью ABS может быть сведено к некоторому числу фаз, описанных 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 неровном дорожной поверхности, которая может вызвать изменения в сигналах датчиков колес. Порог чувствительности является критической величиной, так как если бы реакция системы была слишком быстрой, то это не понравилось бы водителю и вызвало нежелательный износ компонентов устройства. При слишком запоздалой реакции контроль над рулем и устойчивость автомобиля могли бы быть потеряны на первой фазе управления. Рис. Гидравлический модулятор ABS: а — фаза увеличение давления; b — фаза удержания дсаления; с — фаза снижения давления 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 под 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 на 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 дороги. Вибрация оси На неровных дорогах часто и случайным образом имеет место неустойчивость скорости колеса. Из-за этой неустойчивости давление торможения имеет тенденцию в большей степени падать, чем расти, во время действия ABS. Это могло бы привести к потере торможения при определенных условиях. Поэтому необходима адаптация системы к локальным условиям, чтобы преодолеть эту проблему. Увеличение давления торможения осуществляется легче в течение периода сильного роста ускорения колеса после момента нестабильности. В современных системах мягкой подвески ось колеса может быть подвержена вибрации. Эта вибрация может вызвать дополнительные наведенные сигналы от датчиков скорости колес. Обозначенные ускорения могут оказаться точно такими же, что и для фактических нестабильных условий торможения. Небольшая задержка реакции ABS, обусловленная задержкой в сглаживании сигнала, — время, потраченное на то, чтобы переместить клапаны управления. Запаздывание в тормозных магистралях помогает уменьшать эффект вибрации оси. Регулярная частота колебаний может быть опознана блоком управления. Когда обнаруживаются колебания оси, система использует постоянное давление торможения.

Система антиблокировки тормозов с электромотором и пружиной

Варианты системы ABS

В одном из нестандартных подходов к ABS используется пружина и электродвигатель, чтобы создать условия торможения с уменьшением, удержанием или увеличением давления в тормозах. Потенциальное преимущество этого технического приема состоит в том, что реакция системы получается ровной, а не пульсирующей. На рисунке показана компоновка системы с мотором и пружиной. Рис. Система антиблокировки тормозов с электромотором и пружиной  

Стратегия управления ABS

Стратегия управления ABS

Основные положения стратегии функционирования системы антиблокировки тормозов могут быть суммированы следующим образом: быстрое снижение давления в тормозах в момент неустойчивой и скорости колеса, чтобы колесо могло быстро вернуться в режим ускорения. При этом снижение давления незначительно, и режим торможения может быть снова восстановлен быстрое повышение давления торможения в период и после периода повторного ускорения до давления чуть меньшего, чем давление неустойчивого состояния дискретное увеличение давления торможения в случае увеличенного сцепления с дорогой выбор чувствительности, подходящей для превалирующих условий движения торможение не должно быть инициировано системой антиблокировки в случае вибрации оси Применение этих пяти основных требований приводит к необходимости поиска компромисса между ними. Программирование процесса торможения и испытание опытных образцов позволяют уменьшить уровень компромисса, но с некоторыми неудобствами все равно приходится мириться. Очевидным примером этого является торможение по неровной земле в глубоком снегу, поскольку замедление здесь менее эффективно, если колеса не заблокированы. В этом примере приоритет отдается стабильности, а не тормозному пути, поскольку контроль направления движения при таких обстоятельствах более предпочтителен.

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶