Антиблокировочная система «АБС» (ABS) .

АBS состоит из трех основных компонентов: датчиков скорости вращения колеса, микропроцессорного блока управления (МБУ) и исполнительных механизмов. Для гидравлического привода блок управления и исполнительные механизмы объединены в один узел – гидроагрегат.

Датчики (сенсоры) могут быть активными и пассивными. Пассивные - это ранние конструкции, содержащие постоянный магнит и магнитопровод, на который надета катушка. Датчик крепится к неподвижной части колесного узла, а на вращающейся части устанавливается зубчатый ротор, зубцы которого проходят вблизи сенсора. Магнитный поток постоянного магнита замыкается через магнитопровод, ротор и остальные части колесного узла. При вращении колеса зазор между датчиком и ротором постоянно меняется, что приводит к появлению в катушке переменного напряжения, частота которого несет информацию о скорости.

Активные датчики были разработаны значительно позже пассивных. Они отличаются наличием встроенной электроники, которая осуществляет первичную обработку сигнала, поступающего с чувствительного элемента. На выходе получаются прямоугольные импульсы.

Схема комплексной АБС/ПБС легкового автомобиля:

1 — датчик скорости колеса;

2 — модулятор АБС;

3 — модулятор ПБС;

4 — блок управления АБС;

5 — блок управления ПБС

Исполнительный механизм позволяет осуществлять трехфазное регулирование давления тормозной жидкости в тормозном цилиндре - сброс давления, выдержка пониженного давления и его подъем. Это осуществляется при помощи электромагнитных клапанов и электронасоса. В исходном состоянии или при отсутствии электропитания гидроагрегат никакого влияния на работу тормозной системы не оказывает, выполняя роль своеобразного трубопровода, соединяющего главный тормозной цилиндр и рабочий. Такое решение обеспечивает безопасность применения АБС, сохраняя работоспособность тормозной системы при отключении системы.

Рассмотрим работу устройства подробнее. Предположим, что водитель не учел реальных дорожных условий и слишком сильно нажал на педаль тормоза. Избыточное давление жидкости в тормозном цилиндре равно давлению в главном тормозном цилиндре. Колесо начинает быстро замедляться и стремится к блокированию. МБУ (контроллер), обрабатывая сигнал с датчика данного колеса, определяет опасность и выдает на исполнительный механизм команду на перекрытие магистрали от главного тормозного цилиндра к рабочему и соединение его с насосом, перекачивающим жидкость обратно в главный цилиндр. Давление в тормозном цилиндре снижается и колесо продолжает вращаться, не достигая блокировки. Это фаза сброса.

Далее контроллер заставляет исполнительный механизм перекрыть тормозной цилиндр, отсекая его от главного и от насоса. В рабочем цилиндре сохраняется постоянное давление, меньшее, чем в главном. Наступает фаза выдержки, во время которой линейная скорость колеса по радиусу качения достигает текущей скорости автомобиля. В этот момент новая команда и возвращает исполнительный механизм в первоначальное состояние. Эта фаза называется подъемом, так как давление в рабочем тормозном цилиндре повышается до задаваемого водителем уровня. Далее, если по-прежнему существует опасность блокировки колеса, начинаются следующие аналогичные циклы работы системы.

Циклическая работа АБС подобна многократному кратковременному торможению, которым в доэлектронную эру пользовались опытные водители в сложных дорожных условиях. Только частота гораздо выше, чем может обеспечить нога человека.

Кстати, о частоте: на ранних образцах АБС она составляла 3-10 Гц, а сейчас ее удалось поднять до 10-25 Гц. Повышение частоты позволяет уменьшить область регулирования проскальзывания, приблизив ее к точке, соответствующей максимальному значению продольного коэффициента сцепления.
Действие возвратного насоса в гидроагрегате вызывает вибрацию педали тормоза, что играет положительную роль - система информирует водителя об исправности системы.

Конструкция исполнительного механизма может быть различной. Трехфазное регулирование обеспечивает как один трехходовой электромагнитный клапан, так и два двухходовых. В последнем случае нормально-открытый впускной клапан располагается между главным тормозным и рабочим цилиндрами, а нормально-закрытый выпускной устанавливается на пути от рабочего цилиндра к насосу. При подаче электропитания на оба клапана обеспечивается фаза сброса, а если под напряжением находится только впускной - то фаза выдержки.

Программное обеспечение контроллера АБС состоит из двух программ. Первая содержит алгоритм работы системы и обеспечивает собственно антиблокировочное регулирование. Вторая программа является диагностической. Она следит за исправностью блока управления датчиков и гидроагрегата. В случае выявления отказа блокируется выдача управляющих команд на исполнительные механизмы, а на панели приборов загорается красная сигнальная лампа «Неисправность АБС», которая информирует водителя о том, что необходимо проявлять осторожность.
Обнаруженный дефект классифицируется, ему присваивается код, и он запоминается в памяти контроллера. В дальнейшем при помощи диагностического прибора можно узнать причину отключения системы.

В техническом плане наилучшие результаты дает применение 4-канальной АБС, то есть такой, у которой каждое колесо имеет свои датчик и исполнительный механизм. Однако это и самый дорогой вариант.

В целях удешевления можно соединить тормозные цилиндры двух колес на одной оси и для них применить общий исполнительный механизм. Так как у легкового автомобиля при торможении основной вклад в замедление вносят передние колеса, то так можно поступить с задними. А если они еще и ведущие, то достаточно и одного датчика скорости на ось - его устанавливают на главной передаче. Получается трехканальная система. А для переднеприводного автомобиля необходимы все же четыре сенсора.

Другим путем снижения стоимости стало объединение в один узел контроллера и гидроагрегата - образовался электрогидроагрегат, или просто блок АБС