Почему современные системы ABS не спасают от аварий — Лайфхак

• Лайфхак
• Вождение

Фото driving-tests.org

Почему зимой ABS автомобиля работает не так эффективно. как нам хочется и очень часто не просто не уберегает от ДТП, но даже как бы провоцирует аварию? Можно ли слепо доверять этой системе или лучше рассчитывать на собственное мастерство? На эти и другие вопросы, связанные с эффективным торможением в зимних условиях, отвечают эксперты портала «АвтоВзгляд».

Егор Васильев

Существуют типичные проблемы, характерные для начала зимы, когда под колесами автомобилей появляется первый лед, но водители еще не адаптировались к этому сложному покрытию. При этом даже при невысоком коэффициенте сцепления с дорогой современные автомобили умеют неплохо разгоняться. Однако за любым разгоном следует торможение. И в этот момент нас настигают проблемы.

Предположим, перед вами внезапно появилось препятствие. Вы резко нажимаете на педаль тормоза в надежде получить хорошее замедление, а его нет. Система ABS старательно «стрекочет» в попытках затормозить автомобиль, но эффективность замедления намного ниже ваших ожиданий. Вы начинаете нервничать и инстинктивно нажимаете на педаль еще сильней. Что не дает никакого эффекта. Но если аварии все-таки не случается, вы можете обратить внимание еще на один любопытный момент. Когда скорость автомобиля снизится почти до скорости пешехода, интенсивность замедления станет еще меньше и последние метры тормозного пути автомобиль как будто специально ускорится. Видимо, исключительно для того, чтобы пощекотать вам нервы. В чем же дело?

А в том, что разработанная специально для скользких покрытий, система ABS именно на них работает недостаточно эффективно. Это связано с тем, что ее принцип работы основан на реакции на ошибку водителя. Ошибка, как правило, связана с избыточным нажатием на педаль тормоза. Она приводит к блокировке колес и автомобиль вместо эффективного замедления начинает безвольно скользить. Распознав проблему, система ABS снижает давление в тормозном механизме заблокированного колеса, давая ему возможность покатиться. После чего тормозной механизм опять его блокирует. В результате такого импульсного режима работы во время торможения, колесо находится в одном из трех состояний блокировка, разблокировка и начало качения.

Фото iii.org

Причем, эффективное замедление происходит только в момент начала его блокировки колеса. А если под колесами голый лед, то промежуток времени: при котором оно эффективно тормозит, будет очень коротким. Поскольку на разблокировку тяжелого и инерционного колеса при низком коэффициенте сцепления уходит слишком много времени. А во время экстренного торможения у нас его, как правило, нет. Но и это еще не все.

Задумывались ли вы над тем, откуда система ABS узнает о том, что колесо заблокировалось? За это отвечает специальный датчик, взаимодействующий с вращающимся вместе с колесом зубчатым диском. Но проблемой такого решения является то, что на скоростях ниже 4—5 км/ч датчик уже не в состоянии быстро определить — катится колесо или нет. Поэтому система ABS отключается, а вот водитель, продолжающий давить на тормоз, наглухо блокирует все четыре колеса. В результате эффективность торможения резко снижается. Возникает резонный вопрос как справиться с этими недостатками ABS? А очень просто.

В случае интенсивного торможения после первого резкого нажатия на педаль тормоза и активации системы ABS, мы начинаем аккуратно уменьшать усилие на педали до тех пор, пока работа системы из непрерывного режима не перейдет в эпизодический. То есть вместо постоянной вибрации вы почувствуете на педали лишь отдельные толчки. Это говорит о том, что все колеса находятся на пределе сцепление с дорогой и торможение стало максимально эффективным. А в конце тормозного пути, когда ABS перестанет работать, можно самому перейти в импульсный режим торможения, максимально активно нанося короткие удары по педали. Что позволит вам существенно сократить длину тормозного пути на зимних покрытиях. Однако для приобретения подобного навыка желательно пройти специальную подготовку на курсах повышения водительского мастерства.

• Лайфхак
• Вождение

Рост интеллекта автомобиля провоцирует снижение водительского мастерства

3177

• Лайфхак
• Вождение

Рост интеллекта автомобиля провоцирует снижение водительского мастерства

3177

Подпишитесь на канал «Автовзгляд»:

• Telegram
• Яндекс. Дзен

безопасность дорожного движения, авария, ДТП, лайфхак

Китайские ABS на «Ладах»: есть ли подвох?

На смену антиблокировочной системе Bosh, которой до недавнего времени оснащались вазовские и уазовские автомобили, приходят китайские аналоги. «Автомобиль года» разобрался с тем, как идет процесс замещения, и сделал небольшой экскурс в историю создания ABS.

В минувшем месяце компания «АВТОВАЗ» рапортовала о том, что начала устанавливать на свои автомобили антиблокировочную систему тормозов от компании Trinova, которая изготавливает автомобильные блоки ABS на заводе в Тяньцзине. Китайский электронный блок должен был заменить немецкие аналоги от компании Bosh, поставки которых прекратились весной, вскоре после начала спецоперации на Украине. 

Правда, как сообщил на днях неофициальный паблик АВТОВАЗа Avtograd news, во время испытаний китайская ABS отработала не на 100% корректно. В частности, система ABS дала сбой во время резких торможений. Автомобильные эксперты между тем рассказали «Автомобилю года в России», что для корректной настройки и адаптации системы ABS для новых моделей необходимы доработка софта и комплекс испытаний, которые, как правило, занимают от полугода до года.

По всей видимости, именно такое тестирование сейчас проводится в Тольятти ускоренными темпами, поскольку, по сообщениям того же Avtograd news, внедрения доработанной ABS ожидают сотни универсалов Lada Largus, которые уже отряжены для отправки в дилерские центры ряда российских городов. Дело в том, что Largus конструктивно не предполагает модификацию без антиблокировочной системы. К тому же сообщалось, что ABS Trinova планируется устанавливать опционально также на Lada Granta. В перспективе же продукцию нового поставщика, как ожидается, адаптируют и к другим «Ладам». 

По всей видимости, продолжится также и тестирование ABS от китайского поставщика APG, которой свои модели планируют оснащать на УАЗе. Речь в данном случае идет не об уникальной разработке, а о модификации немецкого узла Bosch 8.1. Сначала предполагалось, что такими системами оснастят исключительно полуторки УАЗ Профи, но сейчас узел примеряют и на другие уазовские модели.

Как бы то ни было, напомним, как работает ABS и насколько важна она в современном автомобиле.

Такие системы следят за вращением колес и в случае их блокировки уменьшают давление в тормозной системе, а затем вновь увеличивают силу сжатия. Таким образом предотвращается блокировка колес и, соответственно, сохраняется устойчивость и управляемость транспортного средства. 

Правда, тормозной путь в некоторых случаях может быть больше, чем без системы ABS. Зато машина с антиблокировочной системой способна, к примеру, объехать препятствие прямо во время цикла торможения на скользкой поверхности, в то время как колеса машины без ABS после нажатия на газ блокируются, как следствие, возникают сложности с управляемостью. 

Более того, современные ABS являются сложной электронной системой торможения, которая может включать в себя противобуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости (ESP), а также систему помощи при экстренном торможении. Все эти системы работают в связке на основе фирменного софта. 

Напомним также, что технология предотвращения блокировки колес при резком торможении была запатентована компанией Bosch еще в 1936 году. Однако на практике реализовать это ноу-хау в те времена не удалось из-за отсутствия цифровой электроники. Однако в 1960-е годы уже появились полупроводниковые технологии, а в 1971 году на одной из моделей концерна General Motors впервые была установлена серийная антиблокировочная система, которая, впрочем, на тот момент работала не идеально, поскольку не решала стопроцентно проблемы блокировки ведущих колес.

Первую по-настоящему работоспособную ABS в итоге изобрели немцы: в 1960-е годы работу над созданием АBS начала компания Teldix GmbH. Ее инженер Гейнц Либер затем перешел в Daimler-Benz, так что первая работоспособная ABS от европейского автопроизводителя была произведена в рамках именно этого немецкого концерна. Система под названием ABS 2 состояла из электронного контроллера, датчиков скорости, установленных на каждом колесе, и гидравлических клапанов в тормозном контуре. В рамках доработки этой системы Daimler-Benz привлек к проекту инженеров Bosch, и именно Bosch в итоге со временем стала компанией номер один в мире по разработке и производству таких систем.

Что касается китайских ABS от Trinova, на сайте китайского производителя сообщается, что компания не только производит, но и настраивает бортовую электронику, согласуя их работу с шасси автомобиля. Здесь же упоминаются модели ABS

Участвуют ли китайские специалисты в адаптации своей системы к вазовским моделям, не уточняется. Однако, вероятнее всего, такие консультации ведутся с учетом сообщений о том, что АВТОВАЗ планирует оснащать ABS Trinova также и другие модели своей производственной линейки.

К списку новостей

Моделирование антиблокировочной тормозной системы — MATLAB и Simulink

Открытая модель

В этом примере показано, как смоделировать простую модель антиблокировочной тормозной системы (ABS). Он имитирует динамическое поведение автомобиля в условиях резкого торможения. Модель представляет собой одно колесо, которое может быть воспроизведено несколько раз для создания модели многоколесного транспортного средства.

Эта модель использует функцию регистрации сигнала в Simulink®. Модель регистрирует сигналы в рабочей области MATLAB®, где вы можете анализировать и просматривать их. Вы можете просмотреть код в ModelingAntiLockBrakingSystemExample.m , чтобы увидеть, как это делается.

В этой модели скорость колеса рассчитывается в отдельной модели с именем

sldemo_wheelspeed_absbrake . Затем на этот компонент ссылаются с помощью блока «Модель». Обратите внимание, что и топ-модель, и модель, на которую ссылаются, используют решатель с переменным шагом, поэтому Simulink будет отслеживать пересечения нуля в модели, на которую ссылаются.

Анализ и физика

Колесо вращается с начальной угловой скоростью, которая соответствует скорости автомобиля перед торможением. Мы использовали отдельные интеграторы для вычисления угловой скорости колеса и скорости автомобиля. Мы используем две скорости для расчета скольжения, которое определяется уравнением 1. Обратите внимание, что мы вводим скорость транспортного средства, выраженную в виде угловой скорости (см. ниже). 9Уравнение 1 02 Из этих выражений мы видим, что скольжение равно нулю, когда скорость колеса и скорость автомобиля равны, а скольжение равно единице, когда колесо заблокировано . Желаемое значение проскальзывания составляет 0,2 , что означает, что число оборотов колеса равно 0,8 , умноженное на число оборотов без торможения при той же скорости автомобиля. Это максимизирует сцепление между шиной и дорогой и минимизирует тормозной путь при имеющемся трении.

Моделирование

Коэффициент трения между шиной и поверхностью дороги, mu , является эмпирической функцией скольжения, известной как кривая мю-скольжения. Мы создали кривые мю-скольжения, передав переменные MATLAB в блок-диаграмму, используя справочную таблицу Simulink. Модель умножает коэффициент трения mu на вес колеса W , чтобы получить силу трения Ff , действующую на окружность шины. Ff делится на массу транспортного средства для получения замедления транспортного средства, которое модель интегрирует для получения скорости транспортного средства.

В этой модели мы использовали идеальный контроллер антиблокировочной системы торможения, который использует релейное управление на основе ошибки между фактическим и желаемым проскальзыванием. Мы устанавливаем желаемое скольжение равным значению скольжения, при котором кривая мю-скольжения достигает пикового значения, что является оптимальным значением для минимального тормозного пути (см. примечание ниже).

• Примечание. В реальном автомобиле скольжение нельзя измерить напрямую, поэтому этот алгоритм управления нецелесообразен. Он используется в этом примере, чтобы проиллюстрировать концептуальную конструкцию такой имитационной модели. Настоящая инженерная ценность моделирования, подобного этому, заключается в том, чтобы показать потенциал концепции управления до решения конкретных вопросов реализации.

Открытие модели

Дважды щелкните подсистему Wheel Speed ​​в окне модели, чтобы открыть ее. Учитывая проскальзывание колеса, желаемое проскальзывание колеса и крутящий момент шины, эта подсистема вычисляет угловую скорость колеса.

Для управления скоростью изменения тормозного давления модель вычитает фактическое проскальзывание из желаемого проскальзывания и подает этот сигнал в релейный контроль ( +1 или -1 , в зависимости от знака ошибки) . Эта скорость включения/выключения проходит через задержку первого порядка, которая представляет собой задержку, связанную с гидравлическими линиями тормозной системы. Затем модель интегрирует отфильтрованную скорость, чтобы получить фактическое тормозное давление. Результирующий сигнал, умноженный на площадь и радиус поршня относительно колеса ( Kf ), — тормозной момент, прилагаемый к колесу.

Модель умножает силу трения на колесе на радиус колеса ( Rr ), чтобы получить ускоряющий момент дорожного покрытия на колесе. Тормозной момент вычитается, чтобы получить чистый крутящий момент на колесе. Деление чистого крутящего момента на инерцию вращения колеса, I , дает ускорение колеса, которое затем интегрируется для получения скорости колеса. Чтобы скорость вращения колеса и скорость автомобиля оставались положительными, в этой модели используются ограниченные интеграторы.

Запуск моделирования в режиме ABS

На вкладке «Моделирование» щелкните «Выполнить «, чтобы запустить моделирование. Вы также можете запустить симуляцию, выполнив команду sim('sldemo_absbrake') в MATLAB. ABS включен во время этой симуляции.

Графики выше показывают результаты моделирования ABS (для параметров по умолчанию). Первый график показывает угловую скорость колеса и соответствующую угловую скорость транспортного средства. Этот график показывает, что скорость колеса остается ниже скорости автомобиля без блокировки, при этом скорость автомобиля достигает нуля менее чем за 15 секунд.

Запуск моделирования без ABS

Для получения более значимых результатов рассмотрите поведение автомобиля без ABS. В командной строке MATLAB установите переменную модели ctrl = 0 . Это отключает обратную связь скольжения от контроллера, что приводит к максимальному торможению.

 Ctrl = 0; 

Теперь снова запустите симуляцию. Это смоделирует торможение без ABS.

Торможение с АБС по сравнению с торможением без АБС

На графике, показывающем скорость автомобиля и скорость вращения колеса, обратите внимание, что колесо блокируется примерно через семь секунд. Торможение с этого момента применяется в неоптимальной части кривой скольжения. То есть когда проскальзывание = 1 , как показывает график проскальзывания, шина так сильно скользит по дорожному покрытию, что сила трения упала.

Это, пожалуй, более значимо с точки зрения приведенного ниже сравнения. Расстояние, пройденное транспортным средством, построено для двух случаев. Без ABS автомобиль пробуксовывает примерно на дополнительные 100 футов, и ему требуется примерно на три секунды больше времени, чтобы остановиться.

Закрытие модели

Закрытие модели. Закройте подсистему «Скорость колеса». Очистить зарегистрированные данные.

Выводы

Эта модель показывает, как можно использовать Simulink для моделирования тормозной системы под действием контроллера ABS. Контроллер в этом примере идеализирован, но вместо него можно использовать любой предложенный алгоритм управления для оценки производительности системы. Вы также можете использовать Simulink® Coder™ с Simulink в качестве ценного инструмента для быстрого прототипирования предлагаемого алгоритма. Код C генерируется и компилируется для аппаратного обеспечения контроллера для проверки концепции в автомобиле. Это значительно сокращает время, необходимое для проверки новых идей, позволяя проводить фактическое тестирование на ранних этапах цикла разработки.

Для симуляции аппаратно-контурной тормозной системы вы можете удалить контроллер «всплеска» и запустить уравнения движения на оборудовании в реальном времени, чтобы эмулировать динамику колеса и автомобиля. Вы можете сделать это, сгенерировав код C в реальном времени для этой модели с помощью Simulink Coder. Затем вы можете протестировать реальный контроллер ABS, соединив его с аппаратным обеспечением реального времени, которое запускает сгенерированный код. В этом сценарии модель в реальном времени отправляет контроллеру скорость вращения колеса, а контроллер отправляет модели действие торможения.

• Включение регистрации сигналов для модели
• Блоки трансмиссии
• Блоки динамики автомобиля

Служба антиблокировочной тормозной системы — световая диагностика АБС

Антиблокировочные тормозные системы (АБС) предназначены для предотвращения блокировки колес автомобиля ) во время аварийных остановок и других сложных условиях. Как работает АБС? Используя электронные датчики и насосы высокого давления, при определенных условиях ваша система ABS может измерять скорость вашего автомобиля, проскальзывание колес и усилие, которое вы прикладываете к тормозам. Когда датчики обнаруживают опасность заноса, система ABS фактически нажимает на тормоза вместо вас — с большей скоростью и точностью, чем может достичь водитель-человек.

Чем вам поможет антиблокировочная система тормозов? ABS помогает сохранить контроль над автомобилем при резкой остановке или торможении на скользком покрытии. Предотвращая блокировку колес, вы сохраняете сцепление с дорогой и управляемость при остановке, а не занос. На некоторых автомобилях антиблокировочная система тормозов также может сокращать тормозной путь, необходимый для безопасной остановки, но это не является их основной целью.

Лампа антиблокировочной системы может загораться в рамках плановой проверки системы или предупреждать вас о проблеме с тормозной системой ABS:

• Регулярная самопроверка (индикатор кратковременно загорается при запуске)
• Неисправный компьютерный модуль ABS
• Сломанный или корродированный датчик ABS влияет датчики или модуль ABS (разряженный автомобильный аккумулятор, проблемы с электричеством)

Что делать, если загорается индикатор ABS, зависит от того, когда включается индикатор:

• Индикатор ABS мигает при запуске (затем гаснет): Ваша система ABS только что выполнил (и прошел) стандартную самопроверку. Не о чем беспокоиться.
• Индикатор ABS загорается при запуске (и продолжает гореть): Самодиагностика ABS обнаружила проблему. Ваши тормоза по-прежнему будут работать, но их антиблокировочная функция не сработает. Помните об этой отсутствующей функции безопасности, пока не проверите свою систему ABS.
• Во время движения загорается индикатор ABS: система ABS перестала работать. Иногда проблема носит временный характер, но запросите встречу, если индикатор останется включенным после следующего запуска.
• Загораются АБС и стоп-сигналы: на многих автомобилях это означает, что в тормозной системе возникла проблема. Ваш автомобиль небезопасен для вождения. Съезжайте с дороги при первой же безопасной возможности и вызовите эвакуатор — и осторожно затормозите.
• Стоп-сигнал горит желтым: в некоторых автомобилях желтый стоп-сигнал работает как индикатор ABS.

Каждый раз, когда индикатор ABS продолжает гореть после запуска, вам следует записаться на прием в Midas для обслуживания ABS. После осмотра вашей АБС ваш местный технический специалист Midas объяснит, что именно требуется, а что необязательно, и предоставит вам письменную смету до того, как будет выполнена какая-либо работа.

Вождение с включенной лампочкой ABS безопасно, если ваши тормоза работают нормально, но это менее безопасно, чем вождение с работающей антиблокировочной системой. В ситуациях, когда ABS обычно срабатывает, вы подвергаетесь повышенному риску блокировки тормозов и заноса, если горит этот индикатор ABS. Рекомендуется проверить вашу систему ABS при первой же возможности.

Небезопасно управлять большинством автомобилей с одновременно включенными АБС и стоп-сигналом. На большинстве автомобилей стоп-сигнал предупреждает вас о таких проблемах, как низкий уровень тормозной жидкости или низкие тормозные колодки. На некоторых старых автомобилях стоп-сигнал включается вместе с индикатором ABS, чтобы предупредить вас о проблеме с системой ABS. Если ваш автомобиль не является одним из них, рекомендуется ошибиться в сторону безопасности, считать свои тормоза ненадежными и как можно скорее обратиться к местному эксперту Midas.