Принцип работы: управление сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием (2) Citroen C8 I

Общая блок-схема

Обозначения

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

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 25 % 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

Извилистая скорость и скорость вращения автомобиля вокруг своей вертикальной оси

Представление системы динамической стабилизации (ESP)

Система динамической стабилизации воздействует на поперечную динамику автомобиля при сохранении функций ABS и ASR

Динамический контроль стабильности помогает водителю, воздействуя на тормоза и крутящий момент двигателя, корректировать траекторию движения автомобиля

Чтобы подправить траекторию движения автомобиля, нужно

• Вновь обрести моторику переднего моста. блок управления системы динамической стабилизации регулирует крутящий момент двигателя
• Заставить автомобиль двигаться по желаемой траектории движения. компьютер системы динамической стабилизации управляет торможением одного или нескольких колес автомобиля, чтобы создать крутящий момент, поворачивающий автомобиль относительно его вертикальной оси

Принцип работы динамического контроля стабильности (ESP)

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 предназначен для ответа на все критические ситуации вождения, устраняя тенденции к боковому скольжению после первых же признаков заноса колес. 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 отправляет сигнал на блок управления системы динамической стабилизации 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 эталонной скорости автомобиля

Эталонная скорость автомобиля определяется по скорости четырех колес

Расчет расстояния

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

Расчет угловой скорости

Извилистая скорость измеряется от датчика гироскопа

Расчет реальной траектории движения автомобиля

Реальная траектория автомобиля рассчитывается на основе следующих параметров

• Скорость 4 колес
• Угловая скорость и боковое ускорение определяются датчиками угловой скорости и 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)
• Скорость автомобиля

Команды блока управления ESP, направляемые в исполнительные механизмы

Существует 2 типа команд

• Команды крутящего момента для двигателя: для бензинового двигателя воздействие на крутящий момент производится блоком управления двигателя; для дизельного двигателя воздействие производится на систему впрыска
• Команды к элементам гидросистемы: гидравлические устройства управляются гидравлическим блоком. гидравлический блок управляет давлением в тормозных суппортах

Роль выключателя стоп-сигналов и педали тормоза

Блок ESP использует 3 типа информации

• Информация от главного выключателя педали тормоза принимается напрямую блоком ESP по проводной связи)
• Информация от выключателя, исходящая от педали тормоза (в случае нарушения главного контакта) (принимается компьютером управления двигателем)
• Информация от датчика давления тормозной системы

Компьютер ESP в ситуации торможения или неторможения постоянно анализирует сигналы, исходящие от колес, угловых датчиков, рулевого колеса и двойного датчика и может отправить настройку

В случае настройки не работающего торможения, сразу по получению информации от выключателя стоп-сигналов (положение торможения), компьютер останавливает текущую настройку. 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 порядок монтажа датчика

Соблюдать затяжной момент винтов крепления (рекомендовано 6 Нм/+2 Нм -1 Нм)

Соблюдайте плоскостность

Избегать ударов, заменять детали, падавшие на пол

Включение/выключение ESP

Следующие функции отключаются нажатием на выключатель исключительно при движении автомобиля со скоростью менее 50 км/ч

• ESP
• ASR (в части управления двигателем)

Если системы ASR и ESP выполняют регулирование, то нажатие на выключатель немедленно прекращает регулирование

Если системы ASR и ESP отключены, включается светодиодный сигнализатор на приборной панели, звучит предупреждающий сигнал, а на многофункциональном дисплее появляется сообщение (в зависимости от версии)

Система ASR сохраняет функцию торможения колес

Системы ASR и ESP снова включаются при нажатии на выключатель или при достижении автомобилем скорости выше 50 км/ч

Функция MSR доступна исключительно при торможении, выполняемом водителем

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

Гидравлическая цепь ABS

Обозначения

• D: гидравлический блок
• 20: главный тормозной цилиндр
• 21: усилитель тормозной системы
• 22: педаль тормоза
• 23: впускной электроклапан
• 24: насос подачи тормозной жидкости
• 25: выпускной электроклапан
• 26: аккумулятор
• 27: правая передняя скоба
• 28: задняя левая скоба
• 29: задняя правая скоба
• 30: левая передняя скоба

Фаза торможения без регулировки

Обозначения

• (A): электрическая команда или информация
• 7020: компьютер ABS
• (20): главный тормозной цилиндр
• (21): усилитель тормозной системы
• (23): впускной электроклапан
• (24): насос подачи тормозной жидкости
• (25): выпускной электроклапан
• (26): аккумулятор
• (30): суппорт
• (31): датчик скорости колеса

При торможении, пока колеса устойчивые, давление в тормозных скобах (30) (или в цилиндрах колес) соответствует давлению, создаваемому в главном тормозном цилиндре (20) водителем. усилие на педаль тормоза, прилагаемое непосредственно на тормозную скобу (30). впускной электроклапан (23) в положении покоя (ОТКРЫТО). выпускной электроклапан (25) закрыт. компьютер не вмешивается в эту фазу функционирования

Фаза поддержания давления

Обозначения

• (E): электрическая команда или информация
• 7020: компьютер ABS
• (20): главный тормозной цилиндр
• (21): усилитель тормозной системы
• (23): впускной электроклапан
• (24): насос подачи тормозной жидкости
• (25): выпускной электроклапан
• (26): аккумулятор
• (30): суппорт
• (31): датчик скорости колеса
• (32): тормозной клапан

В начале нестабильности колеса, обнаруженной датчиком (31), 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 (30) изолирована от главного тормозного цилиндра (20). выпускной электроклапан (25) в положении покоя (закрыт)

Давление в этом тормозном суппорте больше не может подниматься, даже если усилие на педали тормоза увеличивается. тормозной клапан (32) позволяет растормаживать колесо, если водитель отпускает педаль тормоза, пока впускной клапан (23) закрыт

Фаза падения давления

Обозначения

• (E): электрическая команда или информация
• 7020: компьютер ABS
• (20): главный тормозной цилиндр
• (21): усилитель тормозной системы
• (23): впускной электроклапан
• (24): насос подачи тормозной жидкости
• (25): выпускной электроклапан
• (26): аккумулятор
• (30): суппорт
• (31): датчик скорости колеса

При большой нестабильности колеса давление быстро падает

Порог скольжения превышен. блок управления открывает электрмагнитный клапан выпуска (25), который соединяет тормозной суппорт (30) с гидроаккумулятором (26)

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

Одновременно компьютер управляет насосом повторного впрыска (24), который нагнетает давление к главному цилиндру (20), жидкость резервируется в сборной емкости (26)

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

• (g): скорость автомобиля
• (h): скорость вращения колеса (колесо не блокируется)
• (j): расчетная скорость
• (k): последовательное медленное увеличение давления (ступенчатое)
• (T): время

Эталонная скорость примерно равна средней скорости 4 колес

Фаза отпускания педали тормоза

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

Тормозной клапан, установленный на ответвлении впускного электромагнитного клапана, служит для быстрого сброса давления в гидравлической цепи тормозного суппорта

Узел регулировок ABS не вмешивается в эту фазу функционирования. на впускные и выпускные электромагнитные клапаны не подается питание. впускной электроклапан открыт, выпускной электроклапан закрыт

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
• (20): главный тормозной цилиндр
• (21): усилитель тормозной системы
• (23): впускной электроклапан
• (24): насос подачи тормозной жидкости (насос работает в двух направлениях)
• (25): выпускной электроклапан
• (26): аккумулятор
• (30): тормозной суппорт дискового тормоза
• (32): тормозной клапан
• (33): педаль тормоза
• (34): Демпфер пульсаций давления
• (35): электромагнитный клапан системы коммутации
• (36): Главный электроклапан
• (37): гидравлический блок

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

Компьютер управляет электромагнитным клапаном переключения (35), который закрывает и открывает главный электромагнитный клапан (36), связанный с соответствующим тормозным суппортом

Компьютер питает насос повторного впрыска (24). тормозная жидкость под давлением направляется в тормозную колодку соответствующего колеса через впускной электроклапан