Система электронного управления ходовой частью

Под управлением ходовой частью понимается управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Электронные системы управления ходовой частью улучшают управляемость, устойчивость и комфортабельность автомобиля. Они выполняют управление подвеской, колесами, тормозами, поддержание заданной скорости движения и т. п.

Управление подвеской обеспечивает ее оптимальную работу при различных скоростях и массе груза и автомобиля. Электронные системы управляют высотой кузова относительно дороги, упругими элементами и демпфированием амортизаторов.

Управление высотой кузова относительно дороги обеспечивает постоянство этого параметра независимо от загрузки автомобиля. Уменьшение высоты кузова при движении с высокой скоростью приводит к снижению аэродинамических потерь и повышению устойчивости автомобиля на дороге. Системы с ручным заданием высоты применялись и ранее на автомобилях «Ситроен» и других. Использование электронной системы управления автоматически обеспечивает оптимальную высоту кузова над дорогой. Сигналы от датчиков высоты кузова и скорости поступают на вход ЭБУ, выходной сигнал из которого подается в исполнительный механизм, который обычно представляет собой диафрагму, перемещающуюся под действием сжатого воздуха, подаваемого насосом.

Управление упругими элементами подвески и демпфированием амортизаторов повышает устойчивость автомобиля и препятствует изменениям положения кузова при резких поворотах, ускорениях и торможениях. С одной стороны, для повышения комфортабельности движения подвеска должна быть мягкой, но, с другой стороны, для лучшей устойчивости она, напротив, должна быть достаточно жесткой. Поэтому ЭБУ, получая на вход сигналы от датчиков скорости угла поворота рулевого колеса, угла открытия дроссельной заслонки, а также от концевого переключателя педали тормоза, управляет исполнительными устройствами, которые соответственно изменяют параметры упругих элементов подвески и амортизаторов каждого из колес. Обычно это осуществляется с помощью электромагнитных клапанов или малогабаритных электродвигателей, которые изменяют сечения отверстий в пневматических упругих элементах, изменяя тем самым их упругость, или в гидравлических амортизаторах, варьируя их демпфирование.

Системы управления подвеской в Японии начали особенно широко применяться в 80-е гг., в США несколько позже и только частью компаний, в Европе же такие системы пока почти не применяются.

ЭБУ в рулевом управлении регулирует усилие на рулевом колесе (при наличии гидроусилителя) или поворот четырех колес и т. п. Управление усилием на рулевом колесе сводится к его уменьшению, когда автомобиль стоит или движется с малой скоростью и, наоборот, к его увеличению при больших скоростях, что обеспечивает курсовую устойчивость и управляемость. Возможно, также изменять усилие на руле по желанию водителя.

Поэтому с начала 80-х гг. автомобильные компании Японии стали применять системы управления, состоящие из ЭБУ, датчиков скорости и угла поворота рулевого колеса, переключателя режимов работы рулевого управления, а также гидроцилиндра с электромагнитным клапаном, используемого в качестве исполнительного устройства.

На рисунке 9.9 показана
схема такой системы.

1 - индикаторная лампа, управляемая сигналом с датчика скорости; 2 - датчик включения стоп-сигнала; 3 - датчик угла поворота рулевого колеса; 4 - исполнительные устройства амортизаторов передних колес; 5 - датчик угла открытия дроссельной заслонки; 6 - переключатель коробки передач; 7 - переключатель режимов работы подвески; 8 - ЭБУ; 9 - исполнительные устройства амортизаторов задних колес.

Рис. 9.5 Система управления демпфированием амортизаторов

Система управления тормозами главным образом предотвращает блокирование колес при торможении, тем самым обеспечивая повышение устойчивости автомобиля при торможении. Такая система называется антиблокировочной. Состояние блокирования колеса можно определить, сравнивая поступательную скорость автомобиля и угловую скорость колеса. Но так как скорость автомобиля определить весьма трудно из-за проскальзывания колес, вместо нее в качестве базовой обычно используется расчетная средняя скорость колес.

На основании сигналов датчиков скорости вращения колес ЭБУ выявляет состояние блокирования какого-либо колеса и посылает сигнал исполнительному устройству, которое снижает давление тормозной жидкости в тормозном цилиндре данного колеса. Как только скорость колеса увеличится, давление тормозной жидкости снова возрастает и процесс повторяется.

Контроль проскальзывания колес при торможении применяется сравнительно давно. Начиная с автомобилей Форда в 1968 г. эти системы нашли распространение в Японии, США и Европе. Вначале предотвращалось блокирование только двух задних колес автомобиля, но в последние годы в связи с использованием микроЭВМ в основном применяются системы управления тормозами всех четырех колес. При этом, поскольку предотвращается блокирование и передних (управляемых) колес, обеспечивается повышение не только устойчивости к заносам, но и управляемости автомобиля.

Еще одним преимуществом системы управления тормозами является наличие устройства, поддерживающего постоянным давление тормозной жидкости при торможении, после остановки (до начала движения), что удобно на уклонах и т. п.

Система поддержания заданной скорости движения управляет дроссельной заслонкой, обрабатывая сигналы датчика скорости, выключателя и указателя режима, управляет исполнительным устройством, связанным с дроссельной заслонкой. В исполнительных устройствах используются вакуумный привод, малогабаритные электродвигатели и т. п.