Противобуксовочные системы

Противоположностью антиблокировочной системы является противобуксовочная система (ASR), которая при разгоне препятствует прокручиванию приводных колес, предотвращая потерю автомобилем устойчивости.

Противобуксовочная система также для своей работы использует датчики скорости вращения колес. По причине многих общих функций и механизмов противобуксовочная система и антиблокировочная система создают единый блок и поэтому размещены в одном блоке управления.

Гидроагрегат, знакомый по системе ABS, с незначительными модификациями также используется для обеих систем, если противобуксовочная система представляет собой систему с тормозным управляющим воздействием.

Для предотвращения пробуксовки приводных колес, главным образом, существуют три возможности управляющего воздействия блока управления ASR, которые представлены ниже по степени скорости необходимой реакции:

• а) тормозное управляющее воздействие, то есть сильно буксующее приводное колесо или колеса притормаживаются увеличением тормозного усилия одного или нескольких соответствующих колесных тормозных цилиндров;
• б) уменьшение времени зажигания и впрыска, то есть блок управления Motronic сначала переставляет момент зажигания на позже. Если создаваемого уменьшения крутящего момента недостаточно, то время зажигания кратковременно уменьшается и с целью защиты катализатора одновременно прекращается впрыск;
• в) управляющее воздействие на дроссельную заслонку, то есть дроссельная заслонка вопреки желанию водителя прикрывается серводвигателем. Это может реализовываться как в рамках электронной системы управления подачей топлива (EMS) так и собственным серводвигателем или второй дроссельной заслонкой, расположенной перед основной дроссельной заслонкой.

В зависимости от производителя и систем существуют модификации, предлагающие все три возможности ASR, используемые при необходимости индивидуально в соответствии с запрограммированными порогами регулирования или в комбинации друг с другом. Также существуют и системы без тормозного управляющего воздействия и без воздействия на системы зажигания и впрыскивания.

Часто в сочетании с ASR устанавливается также система контроля за торможением двигателя (MSR). Если при сбрасывании газа или переключении на низшую передачу на скользком покрытии на основании тормозного момента двигателя колеса сильно притормаживаются, происходит слишком сильная пробуксовка колес при торможении. Для сохранения устойчивости автомобиля системой MSR слегка увеличивается подача газа (повышение крутящего момента).

Рисунок. ASR с управляющим воздействием дроссельной заслонки и тормоза

1. Датчик угловой скорости вращения
2. Гидроагрегат системы ABS
3. Гидроагрегат системы ASR
4. Блок управления ABS/ASR
5. Блок управления EMS
6. Дроссельная заслонка

Рисунок. ASR с управляющим воздействием дроссельной заслонки и зажигания/впрыск (Motronic)

1. Датчик угловой скорости вращения
2. Гидроагрегат системы ABS
3. Блок управления ABS/ASR
4. Блок управления EMS
5. Блок управления Motronic
6. Дроссельная заслонка

Это может выполняться регулятором холостого xoда или серводвигателем при осуществлении контроля за торможением двигателя. Одновременно для повышения крутящего момента система Motronic переставляет угол опережения зажигания на более раннее.

Противобуксовочная система с 3/3-ходовыми электромагнитными клапанами

Для управляющего воздействия на тормозные механизмы гидроагрегат Bosch был дополнен переключающим клапанов (USV), заправочным клапаном (LV) и редукционным клапаном (DBV). Переключающий клапана — 3/2-ходовой электромагнитный клапан, редукционный клапан — механический пружинный клапан, заправочный клапан имеет гидравлический привод давлением тормозной системы.

Рисунок. Увеличение тормозного усилия

• DBV Редукционный клапан
• LV Заправочный клапан
• USV Переключающий клапан
• MV3 Электромагнитный клапан для тормозного цилиндра заднего левого колеса
• MV4 Электромагнитный клапан для тормозного цилиндра заднего правого колеса
• Р2, Р4, Р5 Механические предохранительные клапаны
• S Накопитель тормозного усилия (давления)

Дополнительно была проложена магистраль от бачка тормозной жидкости к впускному патрубку возвратного насоса для подачи тормозной жидкости.

Если блок управления на основании сигнала датчика угловой скорости вращения колеса определяет изменение скорости вращения, которое велико настолько, что необходимо тормозное управляющее воздействие, включаются переключающий клапан, электромагнитный клапан для колесного тормозного цилиндра непритормаживаемого колеса и насос обратной подачи.

Переключающий клапан подключает обратную магистраль к галвному тормозному цилиндру (редукционный клапан открывается только при давлении прибл. 70 бар). Насос обратной подачи через магистраль с открытым заправочным клапаном подает из бачка тормозную жидкость и на колесном тормозном цилиндре при помощи открытого в обесточенном состоянии электромагнитного клапана создает тормозное усилие. Поэтому включается и закрывается электромагнитный клапан нерегулируемого колеса, то есть на этом колесе тормозное усилие не увеличивается.

Если тормозного усилия в колесном тормозном цилиндре достаточно для подтормаживания регулируемого колеса, то и этот электромагнитный клапан включается путем подачи половины максимального тока, закрывается и поддерживает тормозное усилие. Для уменьшения тормозного усилия электромагнитный клапан нагружается максимальным током и открывает обратную магистраль.

Регулирование (как и в ABS-регулировании) выполняется для каждого ведущего колеса индивидуально и до тех пор, пока ни на одном колесе не будет фиксироваться пробуксовка или не будет использован тормоз.

Как только блок управления через переключатель стоп-сигналов зафиксирует нажатие тормоза, все электромагнитные клапаны обесточиваются, в результате чего снова доступен обычный режим работы тормозной системы. Тормозное управляющее усилие применяется до скорости движения макс. 80 км/ч.

Зторым инструментом системы ASR является воздействие системы Motronic на зажигание. В зависимости от частоты вращения двигателя по сигнальным проводам, до трех проводов, блоку управления Motronic задается степень вмешательства блока управления ASR. Дополнительно блок управления Motronic информируется о прикрытии дроссельной заслонки. В современных системах это протсходит в рамках обмена данными через шинные системы.

Рисунок. Связь между блоками управления

По проводам передаются или не передаются сигналы (продолжительность которых составляет менее двух секунд инициируя выполнение блоком управления Motronic соответствующих действий и подавление собственных программных функций (например, прекращение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода или регулирование холостого хода во время ASR-регулирования).

Для поиска неисправности на СТО проверяют целость проводов. Имитация регулирования и одновременное измерение практически невозможно и на практике не требуется.

Управляющее воздействие на дроссельную заслонку — третья возможность системы ASR. При нем время реакции наиболее длительное, а реакция самая медленная. Однако при незначительных отличиях скорости вращения этого достаточно. Данная система представляет самое комфортное воздействие. Существуют три различных вариант воздействия на дроссельную заслонку.

Сначала выполняется воздействие электронной системой управления подачей топлива, EMS (электронная «педаль газа»). В этой системе механическая связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой отсутствует. Положение педали акселератора (педали газа) фиксируется потенциометром и передается блоку управления EMS, который на основании заданных значений и запрограммированных характеристик управляет серводвигателем на дроссельной заслонке. Сигналы блока управления ASR относительно уменьшения или увеличения (MSR) открывания дроссельной заслонки блок управления EMS обрабатывает в первую очередь. Обратная связь с блоком управления ASR осуществляется через заданное значение дроссельной заслонки.

Рисунок. Обзор связей. Блок управления EGS (электрогидравлическое управление коробкой передач), блок управления EMS, блок управления ABS/ASR, блок управления Motronic

1. Педаль акселератора
2. Транспортные / программные положения
3. Момент зажигания
4. Время впрыскивания
5. Температура двигателя
6. Выключатель стоп-сигнала / датчик-переключатель положения педали акселератора
7. Заданное значение дроссельной заслонки
8. Прикрытие дроссельной заслонки
9. Открывание дроссельной заслонки
10. Воздействие на двигатель
11. Контакт полной нагрузки
12. Контакт холостого хода (отключение подачи топлива в режиме принудительного холостого хода)
13. Увеличение частоты вращения при холостом ходе (без отключения подачи топлива в режиме принудительного холостого хода)
14. Уменьшение времени зажигания

Обзор связей на рисунке еще раз представляет взаимодействие различных блоков управления, включая электронное управление коробкой передач. Обмен данными сегодня выполняется преимущественно через шинные системы, а дроссельная заслонка управляется блоком управления двигателя.

Второй вариант воздействия на дроссельную заслонку — это отдельный сервопривод для закрывания дроссельной заслонки; при этом дроссельная заслонка соединена с троссом Боудена педали акселератора пружиной. Таким образом, серводвигатель может закрывать дроссельную заслонку, преодолевая усилие пружины и нажатие педали акселератора.

Серводвигатель управляется блоком управления ASR посредством реле. Информация о положении дроссельной заслонки передается на блок управления потенциометром, по работе серводвигателя — датчиком.

Водитель определяет воздействие на дроссельную заслонку по большему усилию, которое ему приходится прилагать для нажатия педали акселератора.

При желании устранить этот незначительный фактор дискомфорта устанавливают вторую дроссельную заслонку, которая располагается непосредственно перед основной заслонкой.

Предварительная дроссельная заслонка (DK1) в состоянии покоя открыта. Только во время регулирования она закрывается серводвигателем (ADS).

Блок управления ADS-II через потенциометр получает ответ о положении предварительной дроссельной заслонки. Блок управления ADS-II получает от блока управления Motronic на основании сигнала с широтно-импульсной модуляцией информацию о положении основной дроссельной заслонки . На основании этих данных блок управления ADS-II создает общее фактическое значение дроссельной заслонки (DKI), которое передает блоку управления ASR также через сигнал с широтно-импульсной модуляцией.

Если фактическое значение дроссельной заслонки все еще превышает заданное значение, рассчитанное блоком управления ASR, то он посылает сигнал блоку управления ADS-II для дальнейшего прикрытия дроссельной заслонки (DKR).

Теперь блок управления ADS-II на основании заданного значения, рассчитанного блоком управления ASR, и информации о положении DK2 от блока управления Motronic рассчитывает угол поворота предварительной дроссельной заслонки.

Серводвигатель получает от блока управления ADS-II сигнал напряжения до тех пор, пока не будет достигнуто рассчитанное положение предварительной дроссельной заслонки.

Если положение дроссельной заслонки (DK2) изменяется или блок управления ASR рассчитывает новое заданное значение, DK1 регулируется соответствующим образом.

Три сигнальных провода (EML, ASC, MSR), отходящих от блока управления ASR, информируют блок управления Motronic о необходимых шагах регулирования (например, уменьшение угла опережения зажигания и т.п.), как описано выше.

Для системы контроля за торможением двигателем (MSR) на основании сигнала блока управления Motronic открывает регулятор холостого хода. В результате вместе с перестановкой угла опережения зажигания на более ранее увеличивается крутящий момент двигателя.

CAN-соединение между блоками управления Motronic и коробки передач (EGS) во время процесса регулирования (ASR или MSR) препятствует непроизвольному, бесконтрольному включению АПК.

Если в процессе самодиагностики системы блок управления обнаруживает неисправность, то он отключается. Для оповещения водителя загорается индикаторная лампочка. Если неисправность распространяется и на систему ABS, то загорается также сигнальная лампа ABS.

Мигание индикаторной лампы ASR во время движения свидетельствует о выполнении процесса регулирования. У разных производителей предусмотрена возможность отключения противобуксовочной системы при помощи выключателя, если водитель считает буксование ведущих колес целесообразной, например, на снегу, чтобы колеса могли «докопаться» до твердой поверхности. Другую возможность воздействия водителя на систему ASR предлагает при наличии цепей противоскольжения. В результате пороги регулирования повышаются, и допускается более сильная пробуксовка колес при установленных цепях противоскольжения.

При сбое системы диагностика проводится с помощью тестера производителя при обязательном считывании ошибок из блока памяти. Принцип действия и компоненты, подлежащие проверке, указываются в диагностической карте.

Противобуксовочная система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

Существенное отличие противобуксовочной системы компании Teves от системы, разработанной Bosch, заключалось, как и в ABS, в том, что в плане гидравлики система являлась открытой. Со временем и для гидравлического контура противобуксовочной системы стала использоваться закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.

Три воздействии тормозное усилие на колесном тормозном цилиндре регулируется двумя 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.

Рисунок.

• ASC+T, не активно
• THZ Главный тормозной цилиндр тандемного типа
• DS Накопитель давления
• Электромагнитные клапаны:
• 1 — Впускной клапан тормозного цилиндра заднего левого колеса
• 1а— Выпускной клапан сзади слева
• 2 — Впускной клапан сзади справа
• 2а — Выпускной клапан сзади справа
• 3 — Впускной клапан спереди слева
• 3а — Выпускной клапан спереди слева
• 4 — Впускной клапан спереди справа
• 4а -Выпускной клапан спереди справа
• 5 — Заправочный клапан накопителя давления спереди справа
• 6 — Отсекающий клапан
• 6а — Предохранительный клапан

Тормозное усилие создается подающим насосом и поддерживается в накопителе. Перед накопителем подключен 2/2-ходовой электромагнитный клапан (5), который открывает и перекрывает магистраль к накопителю давления. В обесточенном состоянии он закрыт.

Чтобы тормозное усилие не уменьшалось через главный тормозной цилиндр (при открытом заправочном клапане накопления давления и работающем подающем насосе), активируется отсекающий клапан (6), перекрывающий связь с главным тормозным цилиндром (в обесточенном состоянии открыт).

Однако при выполнении регулирования ток подается сначала на клапаны нерегулируемого колеса, в результате чего впускной клапан закрывается, не позволяя тормозному усилию на данном колесе увеличиваться, а выпускной клапан при этом в целях безопасности открывается.

Затем активируется отсекающий клапан для перекрывания соединения с главным тормозным цилиндром.

Теперь, если на заправочный клапан накопителя давление подается ток (= открывается), тормозное усилие регулируемого колеса может беспрепятственно увеличиваться, поскольку электромагнитные клапаны в данном случае остаются обесточенными, то есть впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.

Если тормозного действия достаточно, впускной клапан закрывается и тормозное усилие поддерживается на одном уровне. Если затем открывается выпускной клапан, тормозное усилие уменьшается.

Если это колесо снова начинает буксовать, оба клапана обесточиваются, позволяя снова увеличиваться тормозному усилию.

Чтобы давление в накопителе или во время регулирования уменьшилось не сильно, в накопителе открывается выключатель, в результате чего запускается подающий насос.

Загрузка накопителя может выполняться и вне процесса регулирования. Для этого впускные клапаны закрываются выпускные клапаны в целях безопасности открываются, отсечной клапан закрывается, а клапан накопителя открывается.

В результате подающий насос может выполнять загрузку накопителя. По завершении этого процесса все клапаны снова обесточиваются: заправочный клапан, закрывается, отсекающий клапан открывается, впускные клапаны открываются, выпускные клапаны закрываются. Сразу же становится доступной обычная функция тормозной системы.

Поэтому во время процесса торможения, который распознается блоком управления по сигналу выключателя стоп-сигналов, а также при помощи датчика положения педали, в первую очередь обесточиваются все клапаны — независимо от того, загружен ли накопитель давления или в рамках системы ASR было предпринято тормозное воздействие.

Такая схема безопасности обеспечивает моментальную готовность обычной тормозной системы к работе после ASR-регулирования или в случае сбоя системы. Воздействие на систему управления двигателем (зажигание, впрыскивание) активируется и в этой системе через разные сигнальные провода, ведущие от блока управления ASR к блоку управления Motronic, или через шинную систему.

Воздействие на дроссельную заслонку осуществляется при помощи серводвигателя, ток на который подается непосредственно блоком управления. Серводвигатель притягивает дроссельную заслонку к пружине. Таким образом, в этой системе дроссельная заслонка связана с тросом Боудена и педалью акселератора не жестко, а через пружину.