ABS с электронным управлением

Современные электронные технологии по­зволяют обеспечивать быстрое и надежное управление тормозной системой в ответ на сигналы датчиков частоты вращения колеса. Это означает, что в критической ситуации на скользкой дороге, даже при экстремальном воздействии на педаль тор­моза, снижается риск за­носа автомобиля, и при этом, остается возмож­ность управления движением автомобиля при помощи руля. Одна­ко никакая антиблокировочная система не способна опровергнуть законы физики, и по­этому тормозной путь автомобиля на скользкой дороге будет более длинным, чем на сухой поверхности, на которой даже не требуется включение ABS.

Физические процессы, которые реализует ABS, подробно рассмотрены в параграфе 8.2. Поэтому конструкцию и рабочие процессы ABS рассмотрим на примере блок-схемы, изображенной на рис. 26.1.

Рис. 26.1. Блок-схема автомобильной ABS, работающей с барабанным тормозным механизмом

Типовая ABS с электронным управлением (рис. 26.1) состоит из электронного блока управления 5, модулятора давления рабочего тела 2 с электромагнитными клапанами А и Б, электрического насоса 3, индуктивного датчика частоты вращения колеса, состоящего из вращающегося зубчатого ротора 6 и неподвижного статора 8 с магнитным сердечником и катушкой.

Работу ABS удобно изучать, рассматривая одновременно две схемы, которые изображены на рис. 26.1 и рис. 26.2.

Рис. 26.2. Гидравлическая схема автомобильной ABS, работающей с дисковым тормозным механизмом

При нажатии водителем на педаль тормоза с усилием F_пт рабочее тело (в данном случае – тормозная жидкость) перемещается из главного тормозного цилиндра 1 в модулятор давления рабочего тела 2, и далее в рабочий тормозной цилиндр 7, вызывая появление подведенного к колесу тормозного момента M_т.

Под действием тормозного момента M_т угловая скорость колеса уменьшается. При этом увеличивается проскальзывание колеса S. Электронный блок управления 5 рассчитывает величину проскальзывания колеса S и при достижении им критического значения S_кр подает команды в виде электрических сигналов на электромагнитные клапаны А и Б модулятора 2. При этом нагнетательный клапан А закрывается и жидкость от насоса 3 перестает поступать в рабочую полость модулятора 2. Кроме того, открывается клапан слива Б, и жидкость начинает сливаться из рабочей полости модулятора 2 в емкость 4. При этом давление рабочего тела в полости модулятора 2 снижается. Тормозная жидкость начинает перетекать из рабочих цилиндров 7 тормозного механизма в увеличивающуюся рабочую полость модулятора. Величина подведенного к колесу тормозного момента M_т уменьшается. Его угловая скорость увеличивается. Электронный блок 5, получая сигналы от колесного индуктивного датчика, определяет величину проскальзывания и первую производную от угловой скорости – угловое ускорение колеса. В тот момент, когда угловое ускорение колеса станет равным нулю, электронный блок 5 закроет сливной клапан Б. При этом давление рабочего тела в модуляторе 2, а следовательно и тормозной момент M_т станут постоянными, до тех пор, пока проскальзывание S не достигнет величины критического S_кр. Как только электронный блок 5 выявит, что выполнено условие S = S_кр, он тут же откроет нагнетательный клапан А. Начнется процесс затормаживания колеса, цикл повторится. Установленный в системе гидравлический аккумулятор давления 10 позволяет аккумулировать давление рабочего тела, за счет сжатия пружины. Это позволяет исключить необходимость постоянной работы насоса 3 и тем самым снизить энергетические затраты на работу ABS.

Электронный блок управления 2 отклю­чает систему ABS при скорости ниже 8 ¸15 км/ч для обеспечения надежной остановки автомобиля.

Часть моделей ABS оборудована выключате­лем (со световой индикацией системы ABS), который позволяет водителю выключить, по необходимости, антиблокировочную систему.

Внешний вид элементов ABS представлен на рис. 26.3. Как уже было отмечено ранее, большинство антиблокировочных систем имеют электромагнитные клапаны А и Б для изменения (модуляции) рабочего давления в контурах тормозных механизмов каждого ко­леса. Электромагниты клапанов А и Б управляются сигналами от электронного блока управления (рис. 26.3. а).

Рис. 26.3. Внешний вид элементов ABS с электронным управлением

Они обладают высоким быстродейст­вием и управляют режимом торможения ко­лес, уменьшая или увеличивая дав­ление рабочее тела, подводимого к ка­ждому тормозному механизму автомобиля. Эти клапаны смон­тированы в узле модулятора давления ABS, внешний вид которого представлен на рис. 26.3. б).

Датчики частоты вращения колес состоят из постоянного магнита и обмотки (рис. 26.3. в). Между неподвижным магнитным сердечником и вращающимся зубчатым венцом (установленном на ступице колеса) имеется минимальный зазор. При прохождении зуба вращающегося венца мимо торца магнитного сердечника происходит изменение магнитного потока. Это вызывает появление Э.Д.С. на выводах катушки датчика. Причем величина генерируемого датчиком сигнала пропорцио­нальна скорости вращения колеса.

Антиблокировочные системы прошли три стадии своего развития: