Антиблокировочние системы (ABS) легковых автомобилей

Представляют собой системы, оснащен­ные устройствами управления с обрат­ной связью, которые предотвращают блокировку колес во время торможения и сохраняют управляемость и курсовую устойчивость автомобиля. Основными компонентами ABS являются:

• гидромодулятор;

• датчики скорости вращения колес;

• электронный блок управления (ECU).

Основные процессы управления с обратной связью

При первоначальном торможении дав­ление в приводе возрастает: величина скольжения колеса в пятне контакта с дорогой увеличивается и 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 (F_B). В устойчивом диа­пазоне скольжение колеса является скорее деформационным скольжением, оно имеет возрастающую тенденцию в нестабильном диапазоне.

Относительное скольжение

λ = (υ_f – υ_r)/υ_f • 100%.

Скорость колеса

υ_r = r•Ѡ.

Тормозная сила

F_в = ф_f •G.

Поперечная сила

F_s=ф•G,

Если в движении одного из колес по­являются признаки блокировки, то рез­ко возрастают замедление вращения колеса и его скольжение. Если они пре­вышают критические значения, то блок управления посылает сигналы к соле­ноидному распределительному клапану 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 диапазоны устойчивого и нестабильного качения колес и модулировать тормозное дав­ление, создавая максимальное тормоз­ное усилие.

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;

• тормозной гистерезис;

• изменения давления в главном тормоз­ном цилиндре при воздействии водите­ля на педаль тормоза;

• изменения радиуса колеса, например при установке запасного колеса.

Критерии качества управления

Поддержание курсовой устойчивости во время управления автомобилем путем обеспечения достаточной величины по­перечной силы сцепления на задних ко­лесах:

поддержание управляемости автомоби­ля путем обеспечения достаточной по­перечной силы сцепления на передних колесах; Уменьшение остановочного пути по сравнению с торможением с заблокиро­ванными колесами; быстрое изменение тормозных моментов для различных коэффициентов сце­пления, например когда автомобиль движется через небольшие участки льда на дорожном покрытии; Контроль низких амплитуд изменения тормозного момента в целях предупре­ждения вибраций в зубчатых передачах: высокий уровень комфорта движения в результате незначительного влияния обратной связи на педаль тормоза и применения бесшумных исполнитель­ных механизмов.

Варианты систем ABS

Четырехканальная система (варианты 1,2)

Допускает отдельный контроль давле­ния в двухконтурных системах с соеди­нением по мостам (схема II) и с диаго­нальным соединением (схема X). Когда осуществляется торможение на дорож­ном покрытии с разными коэффициента­ми сцепления слева и справа («микст»), то должны предприниматься меры для обеспечения отсутствия момента отно­сительно вертикальной оси, который мо­жет оказать отрицательное воздействие на курсовую устойчивость автомобиля. Решением в данном случае может стать отдельное управление колес переднего моста, а также управление колес задне­го моста в соответствии с принципом «низкопорогового» регулирования (зад­нее колесо с наименьшим значением ко­эффициента сцепления определяет дав­ление, которое подается к обоим задним тормозным механизмам).

Трехканальная система (вариант 3) Момент разворота во время торможе­ния на дорожных покрытиях типа «микст» уменьшен так, что легковые автомобили с длинной базой и большим моментом инерции относительно верти­кальной оси достаточно надежно могут управляться во время торможения.

Двух канальные системы варианты 4, 5,6)

Эти системы, с одной стороны, имеют меньшее число компонентов, чем трех- и четырехканальные, что делает их ме­нее дорогостоящими. С другой стороны, возникает некоторое количество функ­циональных ограничений.

В варианте 4 при высокопороговом регулировании переднее колесо с более высоким коэффициентом сцепления определяет давление, подводимое к обоим передним колесам. Водитель, резко нажимая на педаль тормоза (экс­тренное торможение), вызывает блоки­ровку одного из передних колес. Это со­провождается увеличением износа шин и ухудшением управляемости. При ис­пользовании версии 5 такое случается, когда контролируемое колесо передний оси имеет более высокий коэффициент сцепления, чем неконтролируемое ко­лесо. В варианте 6 (только для схемы X давление, подводимое к передним ко­лесам, регулируется раздельно, а на ка­ждом заднем колесе - совместно с соответствующим передним. Ввиду того что необходимо создавать перераспре­деление тормозной силы с заднего мос­та на передний в целях недопущения блокировки задних колес, данная сис­тема обеспечивает более низкие уровне замедления, чем трех- или четырехка­нальные.

Примечание: некоторые американские модели грузовых автомобилей малой грузоподъемности с раздельными пе­редним и задним тормозными контурами снабжены простой системой, предотвра­щающей блокирование задних колес, ко­торая состоит из датчика на заднем дифференциале и канала управления (без насоса с обратным ходом поршня). Передние колеса могут блокироваться с достаточно высоким тормозным усилием с последующей потерей функции управ­ления. Эта система не является полно­ценной системой ABS с диапазоном функций, которые приведены в начале этого раздела, и используется только для определенных специализированных типов транспортных средств

Дата добавления: 2015-10-21