Bezpečnostní systémy ABS (Antiblock Braking System), ASR (z německého Antriebsschlupfregelung) protiblokovacího zařízení ABS

Transkript

1 Bezpečnostní systémy ABS (Antiblock Braking System), ASR (z německého Antriebsschlupfregelung) Styk kola s vozovkou, resp. tření ve stykové ploše mezi pneumatikou a povrchem vozovky, má zásadní vliv nejenom z hlediska vlastní jízdy vozidla, ale i jeho jízdních vlastností a bezpečnosti provozu. Styková plocha, která je u osobního automobilu velká asi jako lidská dlaň, musí zaručit přenos všech hnacích, brzdných a bočních vodících sil. Bezpečný přenos sil je zajištěn jen tehdy když se kolo odvaruje a neprokluzuje. Tento žádoucí stav mohou zajistit jen elektronicky řízené systémy protiblokovacího zařízení brzd ABS, protiprokluzového zařízení poháněných kol ASR nebo kombinované systémy ABS/ASR. Ve všech případech je úkolem řídicí jednotky sledovat otáčení kol a při jeho skokové změně vhodným zásahem omezit sílu, která byla příčinou této změny. Informace o otáčení kol dávají obvykle indukční snímače otáček umístěné u každého kola nebo na rozvodovce nápravy. Schéma jednoduchého uzavřeného regulačního obvodu ABS pro jedno kolo je na obr. 1. Zjistí-li řídicí jednotka při brždění vozidla náhlou změnu frekvence signálu snímače otáček kola, tzn. jeho prudké zpomalení, vydává regulačnímu členu příkaz k odbrzdění kola. U obvyklých kapalinových brzdových soustav osobních a malých užitkových automobilů je akčním členem elektromagneticky ovládaný vícecestný ventil. Odbrzděním kola se obnoví jeho odvalování, signál snímače se opět změní a brždění kola se obnoví. Takových cyklů může proběhnout, v závislosti na adhezních podmínkách, až několik desítek za sekundu. Obr. 1. Regulace protiblokovacího zařízení brzd ABS 1 jednotka s regulačními ventily, 2 hlavní válec brzdy, 3 brzdový váleček, 4 elektronický regulátor, 5 snímač otáček kola Skutečné provedení systému závisí na konstrukci a provedení brzdové soustavy, tj. na počtu brzdových okruhů a způsobu jejich zapojení a na počtu snímačů. Nejjednodušší jsou zařízení dvoukanálová jen s dvojicí snímačů např. na předních kolech. Nejdokonalejší jsou zařízení čtyřkanálová se čtyřmi snímači, pro každé kolo zvlášť. Funkční schéma jednoho z nejčastěji používaných zařízení ABS 2E firmy Bosch, určeného pro dvouokruhové, diagonálně zapojené brzdové soustavy je na obr. 2. Zařízení pracuje tak, že při nutnosti snížení brzdného tlaku v okruhu blokujícího kola" odpouští část kapaliny do zásobního objemu, odkud se musí, po obnovení odvalování kola, rychle vrátit zpět do brzdového okruhu, aby se obnovil původní stav brždění. Tento rychlý návrat zajišťuje vysokotlaké čerpadlo a akumulátor tlakové kapaliny plněný stlačeným plynem, obvykle dusíkem. Původní soustavy ABS byly složeny z jednotlivých, vzájemně propojených částí, tj. hlavního brzdového válce, posilovače, čerpadla, akumulátoru, regulačních ventilů a řídicí jednotky. Současná zařízení ABS jsou již integrované jednotky, tvořící jeden montážní celek ABS s hlavním brzdovým válcem, posilovačem brzd i pedálovým mechanismem.

2 Obr. 2 Schéma soustavy Bosch ABS 2E pro dva, křížem zapojené brzdové okruhy (Bosch) 1 - hydraulická jednotka s řídicí elektronikou, 2 - hlavní válec brzdy s posilovačem brzdné síly, 3 regulátor s volnými písty, 4 tlakový akumulátor, 5 čerpadlo vratného okruhu, 6 regulační ventil S rozvojem elektroniky a postupující integrací systémů se stalo součástí ABS i protiprokluzové zařízení kol ASR, viz obr. 3. Toto zařízení má za úkol při prokluzu (protočení) poháněného kola následkem příliš velké hnací síly ve styku kola s vozovkou omezit tuto sílu vhodným zásahem do činnosti poháněcí jednotky, přesněji jen motoru. Důvodem pro integraci s ABS je nejen vhodnost využití snímačů otáček kol ABS i pro ASR, ale i skutečnost, že při prudkém protočení kola nestačí jen ubrání plynu", ale je nutno velmi rychle přibrzdit protáčející se kolo. Vlastní zásah do činnosti motoru je jednoduchý u elektronicky řízených systémů přípravy směsi. U motorů s mechanickým vstřikováním nebo jen s karburátorem je nutné použití tzv. E-plynu, kde je přerušená mechanická vazba mezi pedálem a regulačním orgánem nahrazena elektromechanickým ovládáním. Obr.3 Kombinovaný systém ABS/ASR pro osobní automobily 1 snímač otáček, 2 hydraulická jednotka ABS/ASR, 3 ABS/ASR řídicí jednotka, 4 řídicí jednotka EMS (E - plyn), 5 - škrticí klapka

3 Obr. 4 Impulzní snímač otáček Obr. 5 Komponenty ABS

4 ESP (Electronic Stability Programme) ESP v kritických situacích automaticky cíleně přibrzdí jednotlivá kola a navede vozidlo do správné stopy. Tím Vás vždy dostane do bezpečí. Své vozidlo tak budete mít při různých manévrech ještě pevněji v rukou a nesjedete z vozovky ani v případě, že se před Vámi náhle objeví třeba srnec nebo jiná nečekaná překážka. Tyto zásahy do brzdového systému probíhají bleskově a trvají jen zlomky sekund. Mozkem, který tyto zásahy řídí, je systémový počítač. Ten dostává informace o tom, zda a jak se vozidlo natáčí kolem své svislé osy. Potřebná data zajišťuje speciální senzoru. Další senzory poskytují počítači jiné důležité údaje: k nim patří senzor úhlu natočení řízení, senzor příčného zrychlení a čtyři senzory kol. Z údajů poskytovaných těmito senzory počítač zjistí, nakolik se skutečnost odchyluje od požadovaného stavu a jako elektronický anděl strážný pak provede potřebné zásahy do brzdového systému. Má-li v praxi přední náprava při rychlé jízdě do zatáčky tendenci vybočovat směrem ven ze zvoleného směru jízdy (vůz se začne chovat nedotáčivě)esp nejprve omezí točivý moment motoru a sníží tak síly omezující boční vedení předních kol. Pokud zásah ubráním plynu nestačí, ESP začne přibrzďovat zadní kolo na vnitřní straně zatáčky, dokud tendence vozidla ke smyku nezmizí. Účinek brzdy natáčí vozidlo do zatáčky a stabilizuje tak jízdu. ESP se aktivuje také má-li záď vozu tendenci vybočovat z ideální linie jízdy a vůz se začíná chovat přetáčivě, popř. když by docházelo ke smyku všech čtyř kol (např. na náledí). ESP začne přibrzďovat přední kolo na vnější straně zatáčky, dokud tendence vozidla ke smyku nezmizí.

5 Základy tohoto principu ESP jsou dostatečně známy z ovládání pásových vozidel: Vozidlo bez ESP Vozidlo s ESP