Systémy EBD, BAS a VSC.

Systémy EBD, BAS a VSC jsou navrženy tak, aby eliminovaly chyby řidiče a zlepšily celkovou bezpečnost silničního provozu.
Moderní auta jsou „nacpaná“ elektronikou, která přebírá mnoho různých funkcí – ovládání motoru, brzdy, systém přívodu paliva a tak dále.
Majitelé automobilů zase ne vždy vědí, jaké úkoly konkrétní systém plní.
Tento článek popisuje účel a princip fungování systémů VSC, BAS a EBD, které se staly oblíbenými designovými prvky moderních automobilů.

Systém EBD

Jmenování

Zkratka EBD znamená Electronic Brake Force Distribution nebo v překladu do ruštiny „systém brzdné síly“. Hlavním úkolem systému je zabránit zablokování zadních kol ovládáním brzd na zadní nápravě vozu. Tuto vlastnost lze snadno vysvětlit.
Většina vozů je postavena tak, že zadní náprava zabírá méně zatížení. Pro zlepšení stability vozu na silnici by se proto přední kola měla zablokovat dříve než zadní.

Při prudkém brzdění se vlivem posunu těžiště sníží zatížení zadních kol. V důsledku toho můžete místo účinného brzdění skončit s blokováním kol. Účelem systému EBD je tento problém odstranit. Samotný provozní algoritmus je v tomto případě nastaven programově a je jakýmsi doplňkem systému ABS.

Systém brzdné síly je tedy sestaven na základě standardního ABS, ale zároveň plní širší funkci. Běžné názvy pro tyto systémy jsou Elektronishe Bremskraftverteilung nebo Electronic Brake Force Distribution. Název systému se může u různých výrobců lišit, ale princip fungování zůstává stejný.

Konstrukční vlastnosti

Pokud se na systém podíváme podrobněji, jeho fungování je založeno na cyklickém provádění úloh. V tomto případě je do jednoho cyklu zahrnuto několik hlavních fází:

• udržování úrovní tlaku;
• snížení úrovně tlaku na požadovanou úroveň;
• zvýšení úrovně tlaku.

Řídicí jednotka ABS sbírá data ze senzorů, které monitorují otáčky kol, a následně porovnává síly vyvíjené zadními a předními koly. Pokud je rozdíl větší než stanovená hodnota, aktivuje se princip rozložení sil brzdové soustavy.

Na základě aktuálního rozdílu signálů z každého ze snímačů se řídící jednotka rozhodne o přesném okamžiku zablokování zadních kol. Zároveň dává povel k uzavření sacích ventilů v okruzích brzdových válců (samozřejmě u zadní nápravy).
V této fázi je tlak udržován na dané úrovni a zůstává nezměněn. Na druhé straně se sací ventily předních kol otevřou a zůstanou v této poloze.
Tlak v předním okruhu se stále zvyšuje, dokud se kola nezablokují.

Pokud se zadní kola nadále zablokují, otevřou se výfukové ventily. Díky tomu se tlak v brzdových válcích zadních kol sníží na požadovanou mez.
Pokud se úhlová rychlost kol zadní nápravy začne zvětšovat a překročí určitý parametr, zvýší se tlak v okruhu a kola se přibrzdí.

Systém rozložení síly zpravidla přestane fungovat, když se přední kola zablokují. Současně se aktivuje systém ABS, který zabraňuje zablokování kol a umožňuje řidiči manévrovat i při prudkém sešlápnutí brzdového pedálu.

Systém BAS

Jmenování

Z pomocných systémů moderních vozů nelze nezmínit zkráceně Brake Assist System neboli BAS. Tento systém je algoritmus, který poskytuje pomoc v případě nouzového sešlápnutí brzdového pedálu.
Ve srovnání s výše uvedeným systémem se BAS vyznačuje snadnějším ovládáním. Jeho úkolem je poskytnout řidiči asistenci a „vymáčknout“ z brzdového systému vozidla maximum.

Lze uvést následující situaci. Řidič nemůže „sešlápnout“ brzdu na doraz (např. pedál je sešlápnutý příliš silně nebo se pod něj dostala láhev). Brzdový systém ve výsledku fungoval, ale ne stoprocentně.
Se systémem BAS „mozky“ dělají vše samy a dávají příkaz ke zvýšení rychlosti brzdění.

Zvláštností systému brzdového asistenta je jeho plně automatický provoz a nezávislost na činnostech řidiče. Elektronika analyzuje, kdy je potřeba pomoci řidiči a zvýšit brzdný účinek. V tomto případě je rozhodnutí učiněno po analýze informací z celé skupiny různých senzorů.

Příběh

Zvláštní pozornost si zaslouží historie vzniku tohoto algoritmu, který byl vytvořen jako pomocný systém pro standardní ABS. První „vlaštovky“ na autech se objevily již na počátku 70. let minulého století. Průkopníkem byl automobil Chrysler.

V současné fázi se vše změnilo. Pokud byl dříve brzdový asistenční systém instalován pouze na drahých autech a byl prezentován jako exkluzivní algoritmus, pak jsou v současné fázi takové systémy instalovány na téměř všechny třídy automobilů.

Takže nedávno komise EuroNCAP Byly shrnuty výsledky instalace systémů BAS na vozidla od různých výrobců. Téměř okamžitě poté bylo přijato rozhodnutí zavést toto zařízení jako povinné pro instalaci. Zejména vůz nedostane pětihvězdičkový bezpečnostní test, pokud takový systém na palubě nemá.
Tato revoluční inovace povzbudila výrobce k vytváření ještě bezpečnějších a účinnějších vozů.

Existuje jistota, že za nějakou dobu se systémy BAS stanou povinnými a budou instalovány na všechny produkční modely. Dnes jsou již k dispozici na tak populárních autech, jako je Ford Focus nebo Chevrolet Aveo, jejichž cena se pohybuje od půl milionu do milionu rublů. Navíc dříve byly takové systémy instalovány pouze na vozech Volvo nebo Mercedes.

Princip činnosti

Jedinečnou vlastností systému BAS je jeho schopnost pracovat s různými brzdovými systémy, jak hydraulickými, tak vzduchovými. K identifikaci situace se používají různá měřicí zařízení (instalovaná na různých místech vozu):

• snímač, který monitoruje rychlost otáčení kol;
• snímač, který zaznamenává rychlost pohybu tyče zesilovače; Účelem tohoto zařízení je zaznamenat sílu působící na pedál plynu;
• snímač, který monitoruje úroveň tlaku v brzdovém systému; zde je princip podobný jako u předchozího zařízení; rozdíl je v tom, že tato jednotka se používá pro hydrauliku a ne pro podtlak jako v předchozím případě.

Princip činnosti BAS spočívá v řízení tlaku kapaliny. Je snadné to vysvětlit.
Hydraulika je konfigurována tak, že celý mechanismus je ovládán hydraulickým pohonem. V tomto případě brzdový pedál pouze přenáší sílu z nohy na válec brzdového systému. Vlivem vytvořeného tlaku se píst začne pohybovat a mechanismus brzdového systému se začne stlačovat.
Algoritmus BAS udržuje tlak brzdové kapaliny ve válcích pod kontrolou a přidává nebo snižuje sílu brzdového systému.

druhy

Systémy BAS jsou konvenčně rozděleny do několika kategorií a mohou se lišit:

• podle počtu senzorů použitých k měření;
• podle funkčnosti.

Nejspolehlivější systémy jsou instalovány na vozech Mercedes a BMW. Zvláštností produktů je, že zohledňují celou řadu faktorů – stav vozovky, sílu působící na brzdový pedál, vzdálenost od vozu jedoucího vpředu a podobně.

Pokud je ve voze kladen hlavní důraz na pneumatický pohon, pak se upraví stlačený vzduch. Ten posouvá píst a zlepšuje kvalitu brzdného výkonu. Tato funkce je způsobena schopností regulovat tlak vzduchu.

systém VSC

V automobilovém světě je systém kontroly stability znám již dlouhou dobu. Mnoho automobilových nadšenců se však stále pletou označením. Důvod je jednoduchý – téměř každý výrobce má pro tento systém svůj vlastní název.
Například ve vozech Volvo se nazývá VSA, v Hyundai, Kia a Honda – ESC, ve vozech Jaguar, Rover a BMW – DSC, téměř u všech značek automobilů vyrobených v USA a zemích EU – ESP, v Toyotě – VSC a tak dále. Bez ohledu na název však princip fungování zůstává stejný.

Jmenování

Systém kontroly stability je instalován pro zlepšení celkové ovladatelnosti vozidla identifikací a úpravou určitých funkcí v kritických situacích. Od roku 2011 je tento systém povinný pro instalaci do vozidel v EU, Kanadě a USA. Systém lze použít k udržení vozu v hranicích dané trajektorie.

Princip

Funkce systému VSC od výrobce TRW — kombinace všech kladných vlastností a funkčnosti ABS, nový řídicí systém a také boční kontrola trakce vozu.
Systém kontroly stability navíc přebírá funkce korektoru a odstraňuje problémy s každým z výše uvedených systémů. To je zvláště patrné při provozu vozidla na kluzkém povrchu vozovky.

Snímač VSC sleduje provozní režimy převodovky a pohonné jednotky, tlak v brzdovém systému a otáčení kol. Po sběru dat předá informace řídící jednotce. Počítač přijímá a zpracovává informace. Po vyhodnocení situace se rozhodne, jaký příkaz dá aktorům.
Úroveň výkonu závisí do značné míry na schopnostech elektroniky, takže v kritických situacích systém podporuje příliš sebevědomého řidiče a opravuje zjevné chyby v řízení.

Princip činnosti zařízení lze popsat na příkladu. Auto se pohybuje rychlostí a zatáčí. V tomto případě se výsledná síla snaží posunout auto mimo vozovku – na vnější stranu zatáčky nebo ho odhodit na stranu. Pokud dojde k zatáčce ve vysoké rychlosti, existuje vysoké riziko smyku do příkopu.
Řidič si chybu uvědomí a začne se chovat naprosto nevhodně – sešlápne brzdu a otočí volant do směru, do kterého zatáčí. Zde se systém VSC bleskově rychle rozhodne a zabrání zablokování kol. Zároveň dochází k přerozdělení brzdných sil a vyrovnání vozu. Celá tato práce systému netrvá déle než několik sekund.

Obecně se stabilizace dosáhne provedením následujících akcí:

• změna úrovně tlumení tlumičů (pokud má vůz nastavitelné odpružení);
• nastavení úhlu natočení kola;
• změna točivého momentu motoru;
• brzdění určitých kol.

Korekce točivého momentu se provádí následovně:

• zrušením zařazené rychlosti (u automatické převodovky);
• změnou úhlu předstihu;
• přeskakování pulsů;
• zmeškané vstřikování paliva;
• změnou polohy škrtící klapky.

Mezi doplňkové funkce systému lze rozlišit následující systémy:

• z převrácení vozidla;
• ochrana proti kolizi; stabilizace silničního vlaku;
• zvýšení účinnosti brzdového systému v případě zahřívání;
• odstranění vlhkosti z disků.

Výsledky

Výše popsané systémy skutečně fungují a zachránily již tisíce životů. Jediným problémem je, že ne všichni výrobci si mohou dovolit instalovat takové možnosti kvůli konečnému zvýšení nákladů na výrobu a samotný vůz. Nezbývá než doufat, že v příštích letech se situace změní k lepšímu a auta na ulicích a silnicích budou mnohem bezpečnější.

Systém řízení stability (jiný název je dynamický stabilizační systém) je navržen tak, aby udržoval stabilitu a ovladatelnost vozidla tím, že předem identifikuje a eliminuje kritickou situaci. Od roku 2011 je povinné vybavování nových osobních vozů systémem kontroly stability v USA, Kanadě a EU.

Systém umožňuje udržet vozidlo v trajektorii nastavené řidičem v různých jízdních režimech (zrychlení, brzdění, jízda v přímém směru, zatáčení a volné otáčení).

V závislosti na výrobci se rozlišují následující názvy systému řízení stability:
ESP (Electronic Stability Programme) na většině automobilů v Evropě a Americe;
ESC (Electronic Stability Control) u vozidel Honda, Kia, Hyundai;
DSC (Dynamic Stability Control) na vozidlech BMW, Jaguar, Rover;
DTSC (Dynamic Stability Traction Control) na vozidlech Volvo;
USA (Vehicle Stability Assist) na vozidlech Honda, Acura;
V.S.C. (Vehicle Stability Control) na vozidlech Toyota;
VDC (Vehicle Dynamic Control) u vozidel Infiniti, Nissan, Subaru.

Konstrukce a princip činnosti systému řízení stability je uvažován na příkladu nejběžnějšího systému ESP, který se vyrábí od roku 1995. Návrh systému řízení stability
Systém řízení stability je aktivní bezpečnostní systém vyšší úrovně a zahrnuje protiblokovací brzdový systém (ABS), elektronické rozdělování brzdné síly (EBD), elektronickou uzávěrku diferenciálu (EDS) a systém kontroly trakce (ASR).

Elektronický systém řízení stability kombinuje vstupní senzory, řídicí jednotku a hydraulickou jednotku jako akční člen.

Vstupní senzory zaznamenávat specifické parametry vozidla a převádět je na elektrické signály. Dynamický stabilizační systém pomocí senzorů vyhodnocuje jednání řidiče a jízdní parametry vozidla.
Mezi snímače používané k vyhodnocování akcí řidiče patří snímače úhlu natočení volantu, snímače brzdného tlaku a spínače brzdových světel. Skutečné parametry pohybu jsou vyhodnocovány snímači rychlosti kol, podélného zrychlení, příčného zrychlení, rychlosti otáčení vozidla a brzdného tlaku.

Řídicí jednotka systému ESP přijímá signály ze snímačů a generuje řídicí akce na akční členy řízených systémů aktivní bezpečnosti:
sací a výfukové ventily systému ABS;
Systém ASR spínání vysokého tlaku a ventily;
kontrolky systému ESP, systému ABS a brzdového systému.

Řídicí jednotka ESP při své činnosti spolupracuje se systémem řízení motoru a automatickou převodovkou (prostřednictvím příslušných jednotek). Kromě příjmu signálů z těchto systémů generuje řídicí jednotka řídicí akce na prvcích řídicího systému motoru a automatické převodovky.

Dynamický stabilizační systém funguje pomocí hydraulické jednotky ABS/ASR se všemi jejími součástmi.

Jak funguje systém řízení stability
Výskyt nouzové situace se zjišťuje porovnáním činnosti řidiče a parametrů pohybu vozidla. V případě, že se jednání řidiče (požadované jízdní parametry) liší od skutečných jízdních parametrů vozidla, systém ESP rozpozná situaci jako neovladatelnou a zapne se.

Stabilizaci pohybu vozidla pomocí systému řízení stability lze dosáhnout několika způsoby:
brzdění určitých kol;
změna točivého momentu motoru
změna úhlu natočení předních kol (pokud je aktivní systém řízení);
změnou stupně tlumení tlumičů (pokud existuje adaptivní odpružení).

Brzdění kol se provádí aktivací odpovídajících systémů aktivní bezpečnosti. Práce má cyklickou povahu: zvýšení tlaku, udržení tlaku a uvolnění tlaku v brzdovém systému.

Změnu točivého momentu motoru v systému ESP lze provést několika způsoby:
změnou polohy škrtící klapky;
zmeškané vstřikování paliva;
přeskakování zapalovacího impulsu;
změna časování zapalování;
zrušení řazení v automatické převodovce;
přerozdělení točivého momentu mezi nápravy (pokud je pohon všech kol).

Systém, který kombinuje systém řízení stability, řízení a odpružení, se nazývá Integrated Vehicle Dynamics Management systém.

Další funkce systému řízení stability
Do návrhu systému řízení stability lze implementovat následující doplňkové funkce (subsystémy): hydraulický posilovač brzd, prevence převrácení, prevence kolize, stabilizace jízdní soupravy, zvýšení účinnosti brzd při zahřátí, odvod vlhkosti z brzdových kotoučů atd.
Všechny uvedené systémy v podstatě nemají vlastní konstrukční prvky, ale jsou softwarovým rozšířením systému ESP.

Systém prevence převrácení ROP (Roll Over Prevention) stabilizuje pohyb vozidla, když hrozí převrácení. Prevence převrácení je dosaženo snížením příčného zrychlení přibrzděním předních kol a snížením točivého momentu motoru. Dodatečný tlak v brzdové soustavě vytváří aktivní posilovač brzd.

Система предотвращения столкновения (Braking Guard) lze implementovat do vozu vybaveného adaptivním tempomatem. Systém zabraňuje kolizím vizuálními a zvukovými signály a v kritických situacích natlakováním brzdového systému (automatická aktivace vratného čerpadla).

Stabilizační systém silničního vlaku lze realizovat v automobilu vybaveném tažným zařízením. Systém zabraňuje vybočení přívěsu, když je vozidlo v pohybu, čehož je dosaženo přibrzděním kol nebo snížením točivého momentu.

Systém tepelného brzdění FBS (Fading Brake Support, také známý jako Over Boost) zabraňuje nedostatečné adhezi brzdových destiček k brzdovým kotoučům, ke které dochází při zahřátí, dodatečným zvýšením tlaku v brzdovém pohonu.

Systém pro odstranění vlhkosti z brzdových kotoučů aktivuje se při rychlostech nad 50 km/h a jsou zapnuté stěrače čelního skla. Principem fungování systému je krátkodobé zvýšení tlaku v okruhu předních kol, díky čemuž jsou brzdové destičky přitlačovány ke kotoučům a dochází k odpařování vlhkosti.

Schéma systému řízení stability ESP (obrázek níže)

1 expanzní nádoba
2 vakuový posilovač brzd
3 snímač polohy brzdového pedálu
4snímač brzdného tlaku
5 řídící jednotka
6zpětné čerpadlo
7akumulátor tlaku
8 tlumicí komora
9 vstupní ventil levého předního brzdového mechanismu
10 Uvolňovací ventil akčního členu přední levé brzdy
11 Vstupní ventil ovladače zadní pravé brzdy
12Výfukový ventil ovladače zadní pravé brzdy
13 Vstupní ventil ovladače přední pravé brzdy
14 Uvolňovací ventil akčního členu přední pravé brzdy
15 vstupní ventil ovladače levé zadní brzdy
16Uvolňovací ventil akčního členu zadní levé brzdy
17 přední levý brzdový válec
18 Snímač rychlosti levého předního kola
19 přední pravý brzdový válec
20 Snímač rychlosti předního pravého kola
21 zadní levý brzdový válec
22 snímač rychlosti zadního levého kola
23 pravý zadní brzdový válec
24 snímač rychlosti zadního pravého kola
25 přepínací ventil
26 vysokotlaký ventil
27 sběrnice pro výměnu dat