Электронный привод тормозов

Всем хорош гидравлический тормозной привод - особенно в сочетании с «умной» электроникой. Он предохраняет колеса от блокировки при торможении, помогает при трогании и разгоне на скользкой дороге, стабилизирует автомобиль при прохождении поворотов, препятствуя заносу.
Но инженерам этого кажется мало, поэтому они продолжают совершенствовать тормозную систему… В результате их творческих усилий на свет появился электрогидравлический тормозной привод (ЭГП).
Давайте посмотрим, какие основные задачи стояли перед разработчиками новинки. Во-первых, дальнейшее повышение активной безопасности, во-вторых, облегчение вождения автомобиля и, наконец, в-третьих, повышение комфортабельности езды. Как же удалось этого достичь?
Главное отличие нового тормозного привода, созданного совместно специалистами фирм Mercedes-Benz и Bosch, - это электронная педаль тормоза. Она аналогична электронной педали газа, широко применяемой на дорогих автомобилях.
Тормозная педаль теперь соединена с датчиком, регистрирующим ее положение. Электрический сигнал с датчика поступает на центральный электронный блок, где используется для управления работой тормозного привода. А чтобы нажатие на электронную педаль не отличалось от привычного, в систему встроен имитатор перемещения педали тормоза. Вакуумный усилитель таким тормозам не требуется, педальный узел становится компактным - следовательно, его можно располагать, руководствуясь только требованиями эргономики и удобством монтажа.
Правда, разработчики ЭГП сохранили в качестве дублирующего и обычный гидравлический привод. Он не имеет усилителя и может действовать только на передние колеса. В случае возникновения серьезной неисправности в основном приводе, например, разгерметизации источника тормозного усилия или пропадании электрического напряжения, дублирующий привод автоматически подключается вместо ЭГП и позволяет затормозить автомобиль.
Кроме сигнала с педального узла, центральный БУ получает информацию и от других датчиков. Так, датчики системы динамической стабилизации (СДС) выдают данные о скоростях вращения каждого колеса, положении рулевого колеса, скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси и его поперечном ускорении. БУ автоматической трансмиссии передает информацию о включенной в данный момент передаче. Центральный БУ, обрабатывая получаемую информацию, вычисляет необходимые тормозные усилия индивидуально для каждого колеса и выдает соответствующие управляющие тормозные команды гидроблоку.
Гидроблок содержит четыре колесных модулятора, отмеряющих требуемые давления тормозной жидкости, которые передаются на тормозные механизмы. Таким образом, производится индивидуальное управление каждым колесом, обеспечивающее оптимальное сочетание замедления и устойчивости автомобиля. Работа модуляторов контролируется четырьмя датчиками давления.
Входы модуляторов давления соединены с источником тормозного усилия, где в гидроаккумуляторе высокого давления содержится тормозная жидкость. Электронасос, управляемый БУ, постоянно поддерживает в гидроаккумуляторе давление в диапазоне от 140 до 160 бар. Более подробно об устройстве ЭГП можно узнать в «АБС-авто» № 2 за 2000 год.
Поскольку источник тормозного усилия обходится без вакуумного усилителя, создаваемые тормозные силы совершенно не зависят от работы двигателя и его типа (бензиновый или дизельный). Но главное преимущество ЭГП - чрезвычайно высокая скорость нарастания давления в тормозных камерах, что особенно важно при экстренных торможениях. Рассмотрим эту ситуацию подробнее.
При внезапном появлении препятствия водитель резко нажимает на педаль тормоза. Именно скорость нажатия на педаль является ключом для определения необходимости экстренной остановки. Несколько лет назад появились специальные ускорители начала торможения (УНТ), известные в англоязычной литературе как Brake Assist (BAS). Назначение таких устройств - как можно быстрее поднять давление в тормозных камерах и прижать колодки к дискам, дабы начать торможение с меньшим запозданием.
Так, УНТ фирмы Lucas имеет датчик положения педали и БУ, а исполнительным механизмом является обмотка электромагнита, конструктивно установленная перед вакуумным усилителем - так, чтобы создаваемая ей сила складывалась с усилием жмущего на педаль водителя. Такие устройства позволяют в критической ситуации сократить тормозной путь автомобиля на несколько метров.
Благодаря наличию аккумулятора высокого давления ЭГП значительно превосходят современные УНТ. Это понятно: давление тормозной жидкости в УНТ возрастает с нуля, что требует большего времени. Испытания показали, что тормозной путь спортивного автомобиля, оборудованного ЭГП, при экстренном торможении с начальной скорости 120 км/час сокращается примерно на 3% по сравнению с таким же автомобилем, оборудованным обычным тормозным приводом.
В критических ситуациях, связанных со сносом передней оси или заносом задней, ЭГП выполняет функцию СДС. Причем благодаря более быстрым (из-за гидроаккумулятора высокого давления) и более точным (наличие четырех датчиков, измеряющих давление тормозной жидкости в каждом колесе) тормозным импульсам стабилизация наступает раньше. К тому же работа водителя по удержанию автомобиля на задаваемой траектории упрощается, что повышает комфортабельность езды.
При торможении в поворотах ЭГП обеспечивает большую безопасность благодаря переменному распределению тормозных сил в зависимости от ситуации. Дело тут вот в чем.
Обычная тормозная система распределяет тормозное давление одинаково по внутренним и по внешним по отношению к центру поворота колесам. ЭГП автоматически увеличивает тормозное давление на внешних колесах, поскольку благодаря центробежной силе они нагружаются дополнительно, а следовательно, на них действуют бо`льшие тормозные силы. В то же время тормозное давление на внутренних колесах уменьшается, что позволяет автомобилю оставаться на задаваемой траектории движения. В результате при торможении в повороте удается сочетать стабильное поведение автомобиля вкупе с максимальным замедлением.
В ЭГП сохраняется и проверенный временем принцип распределения тормозных сил между передней и задней осями. Он хорошо известен еще с доэлектронной эры по регуляторам или ограничителям тормозных сил, устанавливаемым на задних мостах. Однако ЭПГ значительно «умнее» механических регуляторов. Так, если торможение осуществляется с небольшой скорости, ЭГП автоматически увеличивает долю тормозной силы, приходящуюся на заднюю ось, что позволяет улучшить поведение автомобиля и достигнуть равномерного износа тормозных дисков и колодок на обеих осях.
Отсутствие непосредственной гидравлической связи между педалью тормоза и тормозными механизмами исключает возникновение вибрации педали, сопровождающей действие АБС в обычных тормозных системах. Кстати, проведенные специалистами Mercedes-Benz исследования показали, что почти две трети всех водителей пугаются, когда возникают пульсации от АБС.
В результате они не усиливают нажатие на педаль, а даже склонны на короткое время отпускать ее, удлиняя тем самым тормозной путь автомобиля. Поэтому новое решение повышает не только комфорт, но и безопасность.
Труд водителя очень напряженный. Для его облегчения в ЭГП ввели дополнительные функции, помогающие водителю в типовых ситуациях: при замедлении перед светофорами, в дождливую погоду, в транспортных пробках или при начале движения на подъеме. Рассмотрим эти опции более подробно.
Городское движение сопровождается частыми остановками. Благодаря точному регулированию тормозного давления функция плавной остановки позволяет выполнять их особенно мягко, обеспечивая большую комфортабельность.
При движении по мокрым дорогам происходит забрызгивание тормозных дисков, и эффективность тормозной системы снижается. Для компенсации этого явления в систему введена функция сушки тормозов, действующая автоматически, если включены стеклоочистители. При этом ЭГП выдает короткие тормозные импульсы через равные промежутки времени, обеспечивая просушивание тормозных дисков. Кстати, они настолько короткие, что водитель их даже не замечает.
Плотный городской поток заставляет водителя постоянно разгоняться и замедляться. В таких условиях полезна функция помощи в транспортных пробках, включаемая в режиме круиз-контроля. Теперь для движения в режиме «еду-стою» водителю достаточно пользоваться только педалью акселератора: как только он снимает ногу с педали акселератора, ЭГП автоматически замедляет автомобиль вплоть до остановки. Эта функция действует до достижения скорости 60 км/час, после чего автоматически отключается.
При трогании на подъемах или спусках возможно скатывание автомобиля. Поэтому для успешного старта необходимо одновременно манипулировать педалями акселератора и тормоза. Для облегчения этой задачи имеется функция помощи при трогании. Чтобы ее включить, необходимо резко и сильно нажать на педаль тормоза. Автомобиль оказывается заторможеннным ЭГП, а для трогания достаточно просто нажать на педаль акселератора. При этом происходит растормаживание и начинается плавный разгон.
Применение ЭГП открывает новые многообещающие возможности в конструировании автомобилей будущего. Уже несколько десятилетий ученые в разных странах пытаются создать автопилоты, которые могли бы автоматически управлять автомобилем при помощи видеокамер, радиолокаторов и других датчиков хотя бы в самых простых ситуациях - при движении по загородным автострадам. Одной из составных частей такого автомобиля будущего должна стать управляемая компьютером тормозная система, которая могла бы автоматически останавливать автомобиль по командам электронного автопилота. И ЭГП такому требованию удовлетворяет.
Описанная тормозная система получила фирменное название Sensotronic Brake Control (SBC). Скоро она будет запущена в производство.


Партнеры:
  • Разработаем фирменные экономпанели, 2b23.