Системы активной безопасности современного автомобиля. Часть 1
Невозможно представить современный автомобиль, не оборудованный множеством электронных помощников. Одни предназначены для непосредственного управления автомобилем – система управления двигателем, автоматическая КПП, электроусилитель рулевого управления и т. д. Другие отвечают за создание комфорта для водителя и пассажиров – климат-контроль, различные электроприводы, подогревы, мультимедийная система и прочее.
Но в этой статье я расскажу о третьей группе – электронных системах безопасности. В свою очередь они разделяются еще на две группы: активные и пассивные. Речь пойдет о системах активной безопасности, которые включают в себя:
- ABS (антиблокировочная система);
- система курсовой устойчивости;
- антипробуксовочная система;
- система распределения тормозных усилий;
- система экстренного торможения.
Однако стоит отметить, что это весьма условное разделение. Все перечисленные системы хоть и выполняют различные функции, но используют одни и те же датчики и тормозную систему. А теперь более подробно расскажу о каждой из них.
ABS (антиблокировочная система)
Во время экстренного торможения автомобиля возникает опасность блокировки колес, наиболее опасным последствием которой является полное отсутствие управляемости автомобиля. Над решением этой проблемы инженеры автомобильной промышленности начали трудиться еще в первой половине 20-го века. Однако первые полностью рабочие образцы ABS появились на серийных автомобилях только в 1978 году. С 2004 года оснащение автомобилей системой ABS обязательно для всех стран Европы.
Антиблокировочная система в качестве входных данных использует частоту вращения колес и уровень давления в тормозной системе. Данные анализируются при помощи электронного блока управления, а исполнителем выступает гидравлический блок.
Датчики на колесах отслеживают частоту их вращения и передают сигналы в блок управления. На основании полученных данных делается вывод об опасности блокировки колеса. Блок управления формирует алгоритм воздействия на гидравлический блок, который включает электромагнитные клапаны, насос обратки, демпфирующие камеры и гидроаккумуляторы.
При вероятности блокировки одного из колес закрывается впускной клапан, тем самым поддерживая постоянное давление в тормозной системе этого колеса. Снова отслеживаются показания датчика скорости вращения колеса и, если опасность блокировки сохраняется, открывается выпускной клапан и давление сбрасывается. В случае, если гидроаккумулятор уже заполнен, а колесо продолжает блокироваться, в работу вступает насос, тормозная жидкость перекачивается в демпфирующую камеру. В этот момент вы можете ощущать вибрацию тормозной педали.
Колесо не блокируется, происходит увеличение скорости вращения. Как только она превысит определенное заданное значение, выпускной клапан закроется, откроется впускной и давление в тормозной магистрали колеса снова увеличится. После чего цикл повторяется.
Система курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости автомобиля предназначена для поддержания траектории движения, заданной водителем путем заблаговременного распознавания и устранения опасной дорожной ситуации.На большинстве автомобилей европейских и американских производителей система курсовой устойчивости обозначается как ESP. Однако корейцы на своих Hyundai и Kia используют обозначение ESC, шведский Volvo – DTSC, а у японских производителей встречаются VSA, VDC и VSC.
Система курсовой устойчивости является комплексной системой, в ее состав всходят антипробуксовочная, антиблокировочная и система распределения тормозных усилий. В ее работе используется большое количество различных датчиков: угла поворота руля, скорости вращения колес, давления в тормозной системе, ускорения кузова автомобиля (продольном и поперечном) и другие.
При помощи датчиков система получает данные о намерениях водителя и фактических параметрах движения автомобиля. В том случае, если они значительно отличаются друг от друга, система стабилизации принимает это за опасную ситуацию и активно вмешивается в процесс управления автомобилем.
Чаще всего для стабилизации движения используется два способа: подтормаживание определенных колес и управление двигателем – уменьшение или увеличение его крутящего момента.
При заносе автомобиля, когда задняя ось начинает обгонять переднюю, стабилизация осуществляется подтормаживанием переднего колеса, которое находится снаружи поворота и одновременным управлением крутящим моментом двигателя.
При сносе автомобиля наружу поворота осуществляется подтормаживание заднего внутреннего колеса и одновременное управление двигателем.
Управление двигателем может осуществляться с помощью следующих действий:- пропуск зажигания- пропуск впрыска топлива- изменение степени открытия дроссельной заслонки- вмешательство в работу АКПП
Система распределения тормозных усилий
Система распределения тормозных усилий не дает заблокировать задние колеса во время торможения и работает от момента его начала до включения системы ABS. Общепринятыми ее названиями являются EBD и EBV.
Так как в процессе торможения центр тяжести автомобиля смещается вперед, снижается нагрузка на задние колеса и возникает опасность быстрой их блокировки. Необходимо это предотвратить, для чего используется алгоритм управления давлением в тормозной магистрали задней оси по принципу работы системы ABS.
В работе системы распределения тормозных усилий используются датчики системы ABS. С их помощью блок управления сравнивает скорости вращения передних и задних колес их тормозные усилия. В том случае, если разность скоростей их вращения превышает предельное значение, происходит закрытие впускных клапанов задних колес и удержание давления в тормозной магистрали на текущем уровне. Если же опасность блокировки сохраняется, открываются выпускные клапана и происходит сброс давления. Снова анализируются данные от датчиков, и работа повторяется по циклу до включения системы ABS.
О работе антипробуксовочной системы и системы помощи при экстренном торможении я расскажу во второй части этой статьи.