2.1 Описание цикла управления ABS/ASR «D» грузовых автомобилей и
автобусов
Принцип работы
Цикл управления ABS выглядит следующим образом. В
случае предстоящей блокировки колеса давление в тормозной камере
соответствующего колеса понижается, сохраняется постоянным в течение
ожидаемого или измеряемого ускорения колеса и ступенчато повышается
после ускорения колеса. Цикл может быть повторен, если тормозная сила
все еще слишком велика для конкретных условий сцепления колеса с
дорожным покрытием.
Тормозные силы задних колес регулируются по принципу индивидуальной
регулировки (IR) , колеса передней оси регулируются по принципу
модифицированной регулировки (MIR).
На иллюстрации 1 наглядно изображен принципиальный цикл работы ABS с
важнейшими рабочими параметрами порога замедления колеса -b, порога
ускорения колеса +b, а также порога проскальзывания X 1 и X 2.
С увеличением тормозного давления колесо соответственно замедляется. В
точке 1 замедление колеса превышает величину, которую замедление
автомобиля физически превысить не может. Базовая скорость,
соответствовующая до этого скорости колеса, теперь значительно
отличается от скорости колеса которая, начиная с точки 2 (превышение
порога - b) существенно понижается.
В точке 2 порог замедления - b превышается. Колесо движется в зоне
неустойчивого участка кривой проскальзывания ц-X. Колесо теперь
достигает своей максимальной силы торможения, так что дальнейшее
увеличение тормозного момента увеличивает исключительно замедление
колеса, а не транспортного средства. По этой причине тормозное давление
быстро понижается и замедление колеса на короткий период времени
уменьшается.
Время, требуемое для уменьшения замедления колеса, определяется
гистерезисом колесного тормоза и характеристикой кривой проскальзывания
ц-X в неустойчивом диапазоне.
Только после прохождения гистерезиса колесного тормоза дальнейшее
понижение тормозного давления ведет к снижению замедления колеса.
В точке 3 сигнал замедления вновь находится в пределах порога -b, и
тормозное давление поддерживается на протяжении фиксированного времени
T1 постоянным.
Как правило ускорение колеса превышает в течении этого времени порог
ускорения +b (точка 4). На время превышения этого порога тормозное
давление поддерживается постоянным. Если (напр., на поверхности с низким
коэффициентом сцепления) ускорение колеса не достигает порога ускорения
+b за временной отрезок T1, то тормозное давление через сигнал
проскальзывания X 1 понижается еще ниже. Более высокий порог
проскальзывания X 2 при данных обстоятельствах регулировки не
достигается.
В точке 5 преодолевается порог ускорения +b; колесо находится в
стабильной зоне кривой проскальзывания ц-X.
Теперь на определенное время T2 тормозное давление подается со
значительным нарастанием для преодоления гистерезиса механизма колесного
тормоза. Время T2 для первого цикла регулировки задается постоянным, а
для каждого последующего цикла рассчитывается заново. После быстрой
начальной фазы управления, в дальнейшем тормозное давление повышается с
пульсацией, чередуя при этом поддержание и подачу давления. Описанная
здесь принципиальная логика не является строго заданной, а
приспосабливается к конкретным динамическим характеристикам колеса, к
различным коэффициентам трения, т. е. система выполнена как адаптируемая
система управления. Значения порогов замедления, ускорения и
проскальзывания не постоянны, а зави-сят от многих параметров, например,
от скорости движения, от замедления транспортного средства и т.д.
Число циклов регулировки определяется динамическими характеристиками
всего регулировочного контура, состоящего из: конура управления ABS,
колесного тормоза, колеса, дорожного покрытия. Сцепление колеса с
дорожным покрытием при этом имеет главное значение. Как правило, имеют
место от трех до пяти циклов в секунду но, например, на мокром льду
гораздо меньше.
Если во время цикла управления ABS включен моторный тормоз или тормоз
замедлитель, то они, при определенных условиях, на время работы ABS
отключаются.
Для передних колес, как уже отмечалось выше, используется принцип
модифицированной индивидуальной регулировки (MIR) при котором
электронный блок управления ABS сравнивает сигналы с датчиков передних
колес и модулирует торможение для обоих передних колес. Ес-
ли, например, на дороге с односторонним низким коэффициентом сцепления
осуществляется управление одного из передних колес, ABS регулирует
тормозное давление другого колеса таким образом, что до определенного
максимального значения создается (медленно, градуированными шагами)
разница давлений в тормозных камерах передних колес.
При конфигурации 4S/3M на переднюю ось устанавливается всего один
модулятор ABS. Управление ABS осуществляется при этом по первому
заблокированному колесу передней оси. Таким образом, алгоритм работы в
этом случае похож на так называемую регулировку Select Low и носит
название модифицированного осевого регулирования (MAR).
Для транспортных средств с колесной формулой 6х4 и 6х2 с системой ABS
4S/4M используется подобный принцип для управления двух задних колес
одной стороны, которые подключаются к одному модулятору. Алгоритм в этом
случае называется модифицированное регулирование по бортам (MSR).
2.1.1 Внедорожный режим работы ABS
Внедорожный режим работы может быть использован в случае, если
необходимо большее проскальзывание колес (кратковременная блокировка),
например, для торможения на особых поверхностях. Правила №13 ЕЭК ООН
серии 7 требуют автоматического отключения функции внедорожного режима
работы ABS при повторном включении замка зажигания.
Решение об установке переключателя внедорожного режима работы ABS
принимает сам производитель в зависимости от типа и области применения
транспортного средства. При внедорожном режиме отключается управление
ABS при скорости автомашины менее 15 км/ч и допускается большее
проскальзывание колес при торможении со скорости автомашины до 40 км/ч.
При скорости автомашины более 40 км/ч
осуществляется стандартное ABS регулирование.
О выбранном режиме водитель информируется посредством контрольной лампы
ABS (WL) которая медленно мигает до тех пор, пока внедорожный режим
работы ABS не будет отключен (исключение: ошибка в работе системы,
контрольная лампа горит постоянно). Скоростной диапазон и
функционирование контрольной лампы при внедорожном режиме ABS могут быть
изменены установкой соответствующего параметра. Производитель
транспортного средства обязан указать в «Руководстве по эксплуатации
автомобиля», что внедорожный режим работы ABS не должен использоваться в
нормальных дорожных условиях, так как автомобиль при этих
обстоятельствах не будет соответствовать правилам №13 ЕЭК ООН.
В дополнение к системе ABS грузовые автомобили и
автобусы могут оборудоваться системой противобуксовки ведущих колес ASR
(Anti Spin Regulation). Философия ASR - удерживать пробуксовку ведущих
колес, сравнивая ее с не ведущими передними колесами, в диапазоне,
обеспечивающем оптимальное тяговое усилие и устойчивость.
Если была зафиксирована пробуксовка ведущих колес, то в зависимости от
дорожных условий ASR осуществляет управление двигателем и/или управляет
тормозным давлением в контуре ведущих колес. На однородном дорожном
покрытии управление осуществляется в основном посредством снижения
оборотов двигателя, при этом за счет управления тормозным давлением
колеса будут только синхронизироваться. На дорожном покрытии с разными
коэффициентами трения под ведущими колесами осуществляется так
называемое дифференциальное управление тормозным давлением, при котором
сжатый воздух подается в тормозную камеру пробуксовывающего колеса.
Таким образом, крутящий момент двигателя передается к не вращающемуся
колесу. Управление двигателем осуществляется лишь в том случае, если оба
ведущих колеса пробуксовывают или если пробуксовка одного из них
превышает определенное пороговое значение. При дифференциальном
управлении тормозным давлением сжатый воздух подается в тормозные камеры
вращающихся колес при помощи специ-
ального дифференциального клапана. Уровень давления в тормозной камере
пробуксовывающего колеса контролируется соответствующим клапаном ABS.
Магнитный клапан ABS не вращающегося ведущего колеса перекрывает подачу
сжатого воздуха. Эта функция отсечки тормозного давления возможна для
модуляторов дополнительной оси, если на автомобиле установлена 6
канальная система ABS/ASR или для дополнительного магнитного клапана,
если на автомобиле с колесной формулой 6х2 установлена 4-х канальная
система. Для предотвращения перегрева тормозных механизмов рабочей
тормозной системы пороговое значение дифференциального управления
тормозным давлением линейно увеличивается при скорости транспортного
средства более 35 км/ч таким образом, что пробуксовка ведущих колес
регулируется при увеличении скорости все больше и больше посредством
уменьшения числа оборотов двигателя. Когда скорость транспортного
средства превышает 50 км/ч, дифференциальное управление тормозным
давлением снимается, а продолжается уже начатое регулирование числа
оборотов двигателя. Система ASR для автомобилей с колесной формулой 6х4
с системой ABS/ASR 6S/4M или 6S/6M учитывает скорости и ускорения обоих
ведущих колес, расположенных по одному из бортов. В отличие от системы
4S/4M, эта система в состоянии предотвратить пробуксовку или блокировку
всех ведущих колес.
2.2.1 Тяговый режим
При движении по глубокому снегу или схожих условиях
тяговое усилие может быть увеличено активизацией специального режима
работы ASR. Соединением переключателя тягового режима с «минусом»
аккумулятора на время не менее 150 мсек. электронный блок ABS/ASR
переводится в режим работы ASR с другими пороговыми значениями
регулирования, который позволяет большую пробуксовку ведущих колес. Как
альтернати-
ва возможно применение обычной кнопки для переключения режимов работы
ASR, если была сделана установка соответствующих параметров в
электронном блоке. При данном режиме работы лампа ASR медленно мигает
для информирования водителя о работе ASR в тяговом режиме и возможном
уменьшении управляемости транспортного средства.
2.3 Ограничение скорости при помощи
пропорционального клапана
Для ограничения скорости в некоторых типах электронных блоков имеются
дополнительные выходы управления ABS/ASR, через которые происходит
управление пропорциональным клапаном (GB Prop) и рабочим цилиндром ASR.
Эти компоненты, воздействуя на рейку топ-
ливного насоса, модулируют мощность двигателя таким образом, что
установленная граничная скорость не будет превышена. При реализации
функции ограничения скорости на транспортном средстве, оборудованном
двигателем с однорычажным топливным насосом, для пре-
дотвращения глушения двигателя, если рычаг насоса
при ограничении скорости переместится под действием рабочего цилиндра в
зону глушения двигателя -необходимо использование цилиндра холостых
оборотов. Ограничитель скорости WABCO с пропорциональным клапаном (GB
Prop) отвечает новейшим европейским требованиям по оснащению грузовых
транспортных средств системами ограничения скорости. Значение граничной
скорости является частью устанавливаемых параметров и запоминается в ПЗУ
(EEPROM) электронного блока управления ABS/ASR. При стандартной
установке параметров значение граничной скорости устанавливается равным
160 км/ч, что в действительности означает отсутствие ограничения
скорости для грузовых транспортных средств.
Это значение граничной скорости может быть изменено при помощи
диагностического контроллера WABCO. При этом минимальное значение
граничной скорости составляет 20 км/ч. Для транспортных средств с не
синхронизированной коробкой передач сигнал нейтральной передачи должен
передаваться от соответствующего выключателя на специальный вход.
Кроме ограничения максимальной скорости имеется возможность при помощи
параметрирования устанавливать второй предел ограничения скорости (ми-
нимальная скорость темпосета).
При нажатии на клавишу темпосета происходит запоминание текущей скорости
и сравнение данной скорости с парамет-рированной. До тех пор, пока
включена клавиша, скорость транспортного средства ограничивается по
наибольшему значению скорости.
Тахограф, подсоединяемый к входу для сигнала C3/B7 электронного блока
управления ABS/ASR, должен преобразовывать расстояние в сигнальные
импульсы с коэффициентом преобразования в диапазоне от 2400 до 24000
импульсов на километр. Моделями тахографов, вырабатывающих
соответствующие, сигналы являются, например, тахографы фирмы KENZLE
модели 1314 или 1318.
Электронный блок управления проверяет входной сигнал соответственно на
правдоподобие и ошибки. Для информирования о зафиксированной ошибке
используется контрольная лампа, в данном случае лампа ASR, которая
загорается при скорости транспортного средства более 3 км/ч.
Если сигнал тахографа отсутствует, то для ограничения скорости будут
использоваться сигналы с колесных датчиков системы ABS/ASR (не
соответствует европейским нормам!).