Принцип работы: управление сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием Citroen C3 II

База физического перемещения

Проскальзывание

Сдвиг при торможении является разницей между скоростью автомобиля и окружной скоростью колеса. когда колесо блокировано, максимальный сдвиг 100 %. когда колесо свободно и не заторможено, минимальный сдвиг 0 %. торможение считается стабильным до 8-10 % сдвига

Боковое ускорение и извилистая скорость

Боковое ускорение соответствует ускорению, которое испытывает автомобиль в поперечном направлении (по оси, перпендикулярной направлению движения). оно возникает при прохождении автомобилем виражей

Угловая скорость является скоростью поворота автомобилля вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести

Принцип работы динамического контроля стабильности (ESP)

Структурная схема

Обозначения

• Простая стрелка: классическая проводная связь
• Тройная стрелка: мультиплексная связь
• Пунктирная стрелка: гидравлическая связь

(*) или инжекторами для дизельных двигателей

(**) угловой датчик рулевого колеса (7803) вставлен в модуль коммутации под рулевым колесом (CV00)

(*) форсунки дизельного двигателя

ESP – активная функция безопасности, которая обеспечивает стабильность в следующих случаях

• Ускорение
• Тормозная система
• При движении с постоянной скоростью
• Изменение направления движения (стабилизация траектории движения)

ESP предназначена для ответа на любую критическую ситуацию (в пределах физического сцепления с дорогой) поведения автомобиля, подавляя тенденцию к уводу при первых признаках отклонения траектории. ESP корректирует траекторию движения автомобиля в ситуации неполного или излишнего поворота

Корректировка траектории движения при недостаточной управляемости на повороте

Обозначения

• " a ": желаемая водителем траектория движения с контролем стабильности
• " b ": траектория движения без контроля стабильности
• " c ": компенсационный момент угловой скорости
• " d ": заторможенное заднее колесо

Во время неполного поворота передние колеса стремятся к внешнему краю поворота. компьютер контроля стабильности затормаживает заднее колесо, находящееся внутри поворота и снижает крутящий момент двигателя

Корректировка траектории движения при излишнем повороте

Обозначения

• " a ": желаемая водителем траектория движения с контролем стабильности
• " b ": траектория движения без контроля стабильности
• " e ": заторможенное переднее колесо
• " f ": компенсационный момент угловой скорости

Во время излишнего поворота задние колеса стремятся к внешнему краю поворота. компьютер контроля стабильности затормаживает переднее колесо, находящееся снаружи поворота и снижает крутящий момент двигателя

Автоматическая коррекция усиления

Функция включает три операции

• Расчет траектории движения, которую желает выбрать водитель: датчик угла поворота рулевого колеса информирует блок управления ESP о траектории, выбранной водителем
• Расчет реальной траектории движения автомобиля: акселерометр и гироскоп отправляют информацию на блок управления системы динамической стабилизации о принятой автомобилем траектории
• Корректировка траектории: компьютер контроля стабильности рассчитывает разницу между двумя траекториями (колесо для торможения). в зависимости от этой разницы и активных законов, содержащихся в памяти, блок управления системы динамической стабилизации определяет действия, необходимые для того, чтобы принятая траектория приблизилась к траектории, выбранной водителем

Расчет различной кинематической информации

Расчет скорости автомобиля

Скорость автомобиля определяется по средней скорости передних ведущих колес

Расчет расстояния

Расстояние рассчитывается на основе информации, получаемой от датчиков антиблокировочной системы задних колес

Расчет угловой скорости

Угловая скорость поворота автомобиля рассчитывается дважды, исходя из

• Сигнала гироскопического датчика
• Сигналов датчиков скоростей колес

Расчет реальной траектории движения автомобиля

Реальная траектория автомобиля рассчитывается на основе следующих параметров

• Скорость 4 колес
• Угловая скорость и боковое ускорение, поступающие от комбинированного датчика угловой скорости и бокового ускорения

Расчет траектории движения, которую желает выбрать водитель

Желаемая водителем траектория движения рассчитывается от

• Угол развала колес, определенный угловым датчиком рулевого колеса (абсолютная величина угла развала колес)
• Давление в тормозной системе
• Управление двигателем (положение педали акселератора)
• Скорость для сравнения (до срабатывания ESP)

Пороговое значение для управления рассчитывается в компьютере динамической стабилизации

Пороговое значение для управления является величиной расхождения между реальной траекторией автомобиля и траекторией, задаваемой водителем

Пределы расхождения устанавливаются из расчета срабатывания ESP только в экстренных случаях

Команды блока управления ESP, направляемые в исполнительные механизмы

Существует 2 типа команд

• Команды крутящего момента для двигателя: для бензиновых двигателей регулировка крутящего момента достигается изменением положения дроссельной заслонки и уменьшением угла опережения зажигания; для дизельного двигателя воздействие производится на систему впрыска
• Команды к элементам гидросистемы: гидравлические устройства управляются гидравлическим блоком. гидравлический блок управляет давлением в тормозных суппортах колес

Роль выключателя стоп-сигналов и педали тормоза

Блок ESP использует 3 типа информации

• Информация от главного выключателя педали тормоза (принимаемая блоком BSI1)
• Информация от выключателя, исходящая от педали тормоза (в случае нарушения главного контакта) (принимается компьютером управления двигателем)
• Информация от датчика давления тормозной системы

Блок управления ABS, независимо от того, происходит ли торможение или нет, постоянно анализирует сигналы от датчиков колес и может начать регулирование

Если во время срабатывания ESP поступает сигнал от контактора стоп-сигнала (торможение), блок управления ESP выключает корректировку траектории. компьютер останавливает управление главными электроклапанами и коммутацией и возобновляет свой анализ скорости вращения колес

Компьютер ESP определяет траекторию движения автомобиля при торможении

Рекомендации, относящиеся к двойному датчику гироскоп-акселерометр

Соблюдать правила установки датчика, стрелка должна быть направлена вперед по ходу автомобиля

Соблюдать затяжной момент винтов крепления рекомендация 0.6 +/- 0.1 Нм

Соблюдать горизонтальность с точностью до 3 градуса

Избегать ударов, заменять детали, падавшие на пол

Принцип действия системы помощи при экстренном торможении (AFU)

AFU использует устройства, связанные с ESP для обеспечения помощи при экстренном торможении

Датчик измеряет скорость возрастания давления в тормозной системе

Если величина сигнализирует об опасной ситуации, информация поступает в блок управления ABS/ESP

Блок управления ABS/ESP усиливает торможение до наступления регулирования, пока нажата тормозная педаль (в зависимости от уровня комплектации)

Электронный блок AFU использует датчик давления в тормозной системе для определения скорости нажатия на педаль тормоза. скорость нажатия тормозной педали определяет угол D. угол D определяет градиент давления (бар/с). градиент изменяется. чем выше скорость педали тормоза, тем больше градиент. величина градиента определяет срабатывание системы помощи при экстренном торможении

Обозначения

• A: ось давления в тормозной системе
• B: ось времени (в секундах)
• C: разница во времени достижения максимального давления водителем и системой AFU
• D: угол градиента
• E: уровень блокировки колес
• G: система помощи при экстренном торможении
• H: давление торможения нормального водителя

Аварийный режим работы: при отключенной или неисправной системе ABS помощь при экстренном торможении не работает

Включение/выключение ABS и ESP

Функции ASR и ESP выключаются нажатием на выключатель

При отключении систем ASR и ESP на панели приборов загорается индикатор, раздается звуковой сигнал, а на многофункциональном дисплее появляется соответствующее сообщение

Если система ASR не отключена полностью, она поддерживает функцию регулировки при проскальзывании хотя бы одного колеса. частичное отключение ASR может быть использовано при трогании с места на снегу или скользкой поверхности

Функции ASR и ESP автоматически включаются при нажатии на выключатель или при включении звжигания (+АРС) после его выключения

Приоритетность действия систем

Совместное действие ASR/ESP

Логическая схема ASR дополняет действие ESP

Совместное действие ABS/ESP

ESP дополняет логическую схему ABS

Совместное действие ESP и ASR на крутящий момент двигателя

Приоритет имеет наибольшее снижение

Совместное действие ESP и MSR на крутящий момент двигателя

Если в ходе активной работы ESP возникает необходимость в подключении MSR, логическая схема MSR начинает действовать и увеличивает частоту вращения двигателя

Представление гидравлического контура ESP

Система ESP использует антиблокировочную тормозную систему ABS

Обозначения

• F: Традиционная схема тормозной системы с ABS
• G: Схема регулирования, осуществляемого системой ESP
• 21: тормозной суппорт дискового тормоза
• 22: тормозной клапан
• 23: впускной электроклапан
• 24: выпускной электроклапан
• 25: педаль тормоза
• 26: усилитель тормозной системы
• 27: главный тормозной цилиндр
• 28: гидравлический блок
• 29: аккумулятор
• 30: насос подачи тормозной жидкости
• 31: Демпфер пульсаций давления
• 32: электромагнитный клапан системы коммутации
• 33: Главный электроклапан

При недостаточной или избыточной поворачиваемости система повышает давление в тормозном суппорте соответствующего колеса

Блок управления включает 2 электроклапана коммутации (32), которые закрываются, и открывает основной электроклапан (33), связанный с соответствующим суппортом

Компьютер питает насос повторного впрыска (30). тормозная жидкость под давлением направляется в тормозную колодку соответствующего колеса через впускной электроклапан

После фазы подъема давления наступают фазы поддержания давления и снижение давления, как в случае для компьютера ABS

Предотвращение блокировки колес при торможении (ABS)

Структурная схема

Обозначения

• Простая стрелка: классическая проводная связь
• Тройная стрелка: мультиплексная связь
• Пунктирная стрелка: гидравлическая связь

Представление гидравлического контура ABS

Система ABS дополняет обычную тормозную систему

Обозначения

• H: контур обычной тормозной системы
• J: контур регулировки ABS
• 21: тормозной суппорт дискового тормоза
• 22: тормозной клапан
• 23: впускной электроклапан
• 24: выпускной электроклапан
• 25: педаль тормоза
• 26: усилитель тормозной системы
• 27: главный тормозной цилиндр
• 28: гидравлический блок
• 29: аккумулятор
• 30: насос подачи тормозной жидкости
• 31: Демпфер пульсаций давления

Фаза торможения без регулировки

Обозначения

• K: электрический контур
• L: действующая часть гидравлического контура
• 7020: компьютер ABS

При торможении, пока колеса устойчивые, давление в тормозных скобах (21) (или в цилиндрах колес) соответствует давлению, создаваемому в главном тормозном цилиндре (27) водителем. усилие на педаль тормоза, прилагаемое непосредственно на тормозную скобу (21). впускной электроклапан (23) в положении покоя (ОТКРЫТО). выпускной электроклапан (24) закрыт. компьютер не вмешивается в эту фазу функционирования

Фаза поддержания давления

Обозначения

• K: электрический контур
• L: действующая часть гидравлического контура
• 7020: компьютер ABS

В начале нестабильности колеса, обнаруженной датчиком (44), система препятствует увеличению давления в цепи торможения этого колеса. скорость колеса становится ниже эталонной скорости. блок управления посылает команду закрытия электромагнитного клапана впуска (23). тормозная скоба (21) изолирована от главного тормозного цилиндра (27)

Давление в этом тормозном суппорте больше не может подниматься, даже если усилие на педали тормоза увеличивается. тормозной клапан (22) позволяет растормаживать колесо, если водитель отпускает педаль тормоза, пока впускной клапан (23) закрыт

Фаза падения давления

Обозначения

• K: электрический контур
• L: действующая часть гидравлического контура
• 7020: компьютер ABS

При большой нестабильности колеса давление быстро падает

Порог скольжения превышен. блок управления открывает электрмагнитный клапан выпуска (24), который соединяет тормозной суппорт (21) с гидроаккумулятором (29)

Мембрана аккумулятора перемещается и сжимает пружину, что вызывает снижение давления в системе. колесо восстанавливает скорость

Одновременно компьютер управляет насосом повторного впрыска (30), который нагнетает давление к главному цилиндру (27), жидкость резервируется в сборной емкости (29)

Фазы последовательного регулирования

Когда колесо, ранее находившееся в неустойчивом состоянии, снова получает ускорение, давление в тормозном суппорте начинает постепенно увеличиваться (ступенчато) до момента начала блокировки колеса. цикл повторяется. в зависимости от предельного коэффициента сцепления выполняется примерно 4...10 циклов в секунду

Обозначения

• J: скорость автомобиля
• K: скорость вращения колеса (колесо не блокируется)
• L: расчетная скорость
• M: последовательное медленное увеличение давления (ступенчатое)
• T: время

Эталонная скорость примерно равна средней скорости 4 колес

Фаза отпускания педали тормоза

Обозначения

• H: электрический контур
• 7020: компьютер ABS

Исчезает усилие на педали тормоза. главный тормозной цилиндр (27) устанавливает связь между тормозным суппортом (1) и бачком с тормозной жидкостью. давление падает и освобождает колесо

Тормозной клапан (22), установленный на ответвлении впускного электромагнитного клапана (23), служит для быстрого сброса давления в гидравлической цепи тормозного суппорта. (21)

На этом этапе функционирования группа управления динамической стабилизацией (ESP) не вмешивается в работу. на впускные (23) и выпускные (24) электромагнитные клапаны не подается питание. впускной электромагнитный клапан (23) открыт, выпускной электромагнитный клапан (24) закрыт