Описание и принцип работы противобуксовочной системы tcs

Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система (другое наименование – противобуксовочная система) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колёс.

В зависимости от производителя антипробуксовочная система имеет следующие торговые названия:

  • ASR (Automatic Slip Regulation, Acceleration Slip Regulation) на автомобилях Mercedes, Volkswagen, Audi и др.;
  • ASC (Anti-Slip Control) на автомобилях BMW;
  • A-TRAC (Active Traction Control) на автомобилях Toyota;
  • DSA (Dynamic Safety) на автомобилях Opel;
  • DTC (Dynamic Traction Control) на автомобилях BMW;
  • ETC (Electronic Traction Control) на автомобилях Range Rover;
  • ETS ( Electronic Traction System) на автомобилях Mercedes;
  • STC (System Traction Control) на автомобилях Volvo;
  • TCS (Traction Control System) на автомобилях Honda;
  • TRC (Traking Control) на автомобилях

Несмотря на многообразие названий, конструкция и принцип работы данных противобуксовочных систем во многом похожи, поэтому рассмотрены на примере одной из самых распространенных систем – системы ASR.

Антипробуксовочная система построена на конструктивной основе антиблокировочной системы тормозов. В системе ASR реализованы две функции: электронная блокировка дифференциала и управление крутящим моментом двигателя.

Схема антипробуксовочной системы ASR

Для реализации противобуксовочных функций в системе используется насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны (переключающий и клапан высокого давления) на каждое из ведущих колес в гидравлическом блоке ABS.

Управление системой ASR осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ABS. В своей работе блок управления ABS/ASR взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Система ASR предупреждает пробуксовку колес во всём диапазоне скоростей автомобиля:

  1. при низких скоростях движения (от 0 до 80 км/ч) система обеспечивает передачу крутящего момента за счёт подтормаживания ведущих колёс;
  2. при скорости выше 80 км/ч усилия регулируются за счёт уменьшения передаваемого от двигателя крутящего момента.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес блок управления ABS/ASR определяет следующие характеристики:

  • угловое ускорение ведущих колёс;
  • скорость движения автомобиля (на основании угловой скорости неведущих колёс);
  • характер движения автомобиля – прямолинейное или криволинейное (на основании сравнения угловых скоростей неведущих колёс);
  • величину проскальзывания ведущих колёс (на основании разницы угловых скоростей ведущих и неведущих колёс).

В зависимости от текущего значения эксплуатационных характеристик производится управление тормозным давлением или управление крутящим моментом двигателя.

Управление тормозным давлением осуществляется циклически. Рабочий цикл имеет три фазы – увеличение давления, удержание давления и сброс давления. Увеличение давления тормозной жидкости в контуре обеспечивает торможение ведущего колеса.

Оно производится за счет включения насоса обратной подачи, закрытия переключающего клапана и открытия клапана высокого давления.

Удержание давления достигается за счет отключения насоса обратной подачи. Сброс давления производится по окончании пробуксовки при открытых впускном и переключающем клапанах. При необходимости цикл работы повторяется.

Данная информация передается в блок управления системы управления двигателем и реализуется с помощью различных действий:

  • изменения положения дроссельной заслонки;
  • пропуска впрыскиваний топлива в системе впрыска;
  • пропуска импульсов зажигания или изменения угла опережения зажигания в системе зажигания;
  • отмены переключения передачи в автомобилях с автоматической коробкой передач.

При срабатывании противобуксовочной системы загорается контрольная лампа на панели прибор

Как функционирует ESP?

Внешние датчики анализируют различные параметры – функционирование тормозной системы, особенности движения машины, положение акселератора, смена угла поворота руля. Эти данные передаются на БУ. Он сопоставляет полученные сведения с реальным движением машины. Если ESP решила, что водитель утратил контроль над авто, она вмешивается в управление, то есть задействует механизмы, которые связаны с иными системами активной безопасности.

Корректировка траектории движения машины осуществляется несколькими способами:

  • За счет подтормаживания конкретных колес. Какие именно колеса будут притормаживаться, решает сама система. Так, при заносе осуществляется торможение наружным передним колесом.
  • Благодаря изменению оборотов двигателя.

Также блок управления ESP взаимодействует с двигателем и автоматической коробкой переключения передач авто. Это позволяет системе корректировать их работу в форс-мажорных обстоятельствах.

Устройство системы контроля тягового усилия

Антипробуксовочная система работает в связке с ESP и ABS. Она состоит из следующих компонентов, обеспечивающих её исправное функционирование:

  • насоса, подающего тормозную жидкость и создающего давление в тормозной системе транспортного средства;
  • электромагнитного клапана, установленного на каждом из колёс. Их задача – обеспечивать торможение в пределах требуемого контура;
  • блока управления противобуксовочной системой (его работа осуществляется при помощи программного обеспечения);
  • блока управления мотором, который задействуется при высокой скорости;
  • датчики, фиксирующие частоту вращения колёс.

Автопроизводителями предусмотрена возможность отключения противобуксовочной системы TCS: обычно после выполнения этого действия на панели автомобиля высветится значок TCS Off. Иногда программное отключение опции невозможно, и прекратить её работу можно только выниманием соответствующего предохранителя, но прибегать к подобным действиям крайне не рекомендуется, поскольку это скажется на безопасности не лучшим образом.

Основные плюсы и минусы наличие контроля пробуксовки

Преимущества данной системы вполне очевидны. Во-первых, вас не будет сильно заносить на скользкой дороге. Как только начнется занос, электроника сделает все возможное, чтобы выйти из ситуации без потерь и повреждений. Во-вторых, будет очень сложно застрять в грязи или снегу, колеса не будут закапывать машину и садить на брюхо. Также будет проще выехать из неприятных ситуаций, когда любая пробуксовка может стать настоящей проблемой.

Но нужно отметить и основные недостатки ESP и прочих подобных систем:

  • при неадекватной настройке система способна сильно мешать водителю, а не помогать ему в управлении автомобилем;
  • если нет кнопки отключения ESP (сейчас она чаще всего есть), то водить с драйвом не получится;
  • очень часто мозги системы требуют диагностики, а само оборудование может негативно повлиять на долговечность колодок;
  • очень хитрая система датчиков не защищена от выхода из строя, оборудование вполне может сломаться и потребовать дорогого ремонта;
  • на многих автомобилях кнопка системы защиты от пробуксовки постоянно выключена по причине низкой эффективности работы оборудования.

В итоге, владелец автомобиля может заплатить за дорогостоящее оборудование, но не получить никакого положительного результата от своего приобретения. Опытные водители говорят, что проще всегда ездить с умом, но добавляют также мнение о необходимости таких технологий для начинающих автомобилистов, которые пока не чувствуют машину.

Если у вас есть выбор при покупке машины среди комплектаций с антипробуксовочной системой и без нее, следует сделать свой выбор в пользу машины с ESP или другой подобной технологией. Это поможет более безопасно ездить по трассе и увеличить параметры проходимости автомобиля на плохой дороге. Но не стоит полагать всю безопасность эксплуатации машины только на электронику.

Как работает ESP в автомобиле

Как мы уже писали выше, эта сложная система состоит из различных составляющих, а именно:

  • Наружных измерительных устройств, которые отслеживают определенные параметры;
  • Специального блока управления;
  • Гидравлического исполняющего механизма.

С помощью внешних датчиков ESP прослеживает за углом поворота руля, положением педали газа, системой торможения (по сути, следит за действиями водителя) и различными изменениями в текущем движении автомобиля. Данные обрабатываются и направляются в центральную систему управления, которая при малейшей необходимости может задействовать любые исполняющие устройства, связанные с системой активной безопасности.

Блок управления непрерывно проводит анализ поступающей с датчиков информации, причем делает это с частотой до тридцати раз в секунду. И в случае обнаружения каких-либо отклонений в положении элементов управления транспортного средства от текущих параметров движения машины – ESP вмешивается в управление. Тем самым помогая водителю сохранить контроль над машиной, а также противодействовать боковому движению.

В свою очередь корректировка направления движения автомобиля может осуществляться:

  • С помощью системы торможения, которая по сигналу блока управления может прижимать и отпускать диски тормозов определенных колес.
  • С помощью изменения частоты вращения коленчатого вала. Последнее достигается вследствие вмешательства ESP в систему подачи топлива.

Какие действия следует предпринять в той или иной ситуации, чтобы стабилизировать движение машины – определяет блок управления. Например, если в критической ситуации автомобиль начинает заносить, ESP может снижать обороты двигателя и одновременно с этим подтормаживать внешним передним колесом, чтобы стабилизировать машину на дороге.

Конкретный пример работы ESP

Давайте рассмотрим работу ESP на реальном примере, когда водитель неожиданно попадает в ситуацию, которая требует быстрого маневрирования. Например, на дороге перед машиной неожиданно возникает препятствие. Водитель для объезда препятствия резко поворачивает руль влево, в то же время датчик поворота рулевого колеса передает эту информацию ESP. Но датчик угла поворота информирует о том, что машина поворачивает недостаточно. А это означает, что ведущие колеса потеряли сцепление с дорожным покрытием и теперь машина движется прямо на препятствие.

Для выхода из сложившейся ситуации ЕСП за доли секунды принимает решение и резко замедляет вращение левого заднего колеса на короткий промежуток времени – это действие производит желаемое противодействие заносу. Таким образом, система помогает водителю сохранить управление над машиной и эффективно увернуться от столкновения с препятствием.

Но что произойдет, если водитель с целью удержания машины на левой полосе после уклонения резко начнет крутить руль в сторону противоположную заносу? В результате такого маневра машина может повернуться слишком сильно, и задняя часть кузова войдет в занос влево. То есть крутящий момент вправо будет стремиться развернуть машину вопреки желаниям человека за рулем.

Чтобы этого избежать, ESP моментально замедляет вращение левого переднего колеса – это воздействие позволит уменьшить крутящий момент кузова и с большой вероятностью не даст автомобилю войти в занос. Таким образом, благодаря ESP машина остается управляемой, в то время как автомобиль без системы стабилизации могло бы полностью развернуть и отправить в кювет.

Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система (другое наименование – противобуксовочная система) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колёс.

В зависимости от производителя антипробуксовочная система имеет следующие торговые названия:

  • ASR (Automatic Slip Regulation, Acceleration Slip Regulation) на автомобилях Mercedes, Volkswagen, Audi и др.;
  • ASC (Anti-Slip Control) на автомобилях BMW;
  • A-TRAC (Active Traction Control) на автомобилях Toyota;
  • DSA (Dynamic Safety) на автомобилях Opel;
  • DTC (Dynamic Traction Control) на автомобилях BMW;
  • ETC (Electronic Traction Control) на автомобилях Range Rover;
  • ETS ( Electronic Traction System) на автомобилях Mercedes;
  • STC (System Traction Control) на автомобилях Volvo;
  • TCS (Traction Control System) на автомобилях Honda;
  • TRC (Traking Control) на автомобилях Toyota.

Несмотря на многообразие названий, конструкция и принцип работы данных противобуксовочных систем во многом похожи, поэтому рассмотрены на примере одной из самых распространенных систем — системы ASR.

Антипробуксовочная система построена на конструктивной основе антиблокировочной системы тормозов. В системе ASR реализованы две функции: электронная блокировка дифференциала и управление крутящим моментом двигателя.

Для реализации противобуксовочных функций в системе используется насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны (переключающий и клапан высокого давления) на каждое из ведущих колес в гидравлическом блоке ABS.

Управление системой ASR осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ABS. В своей работе блок управления ABS/ASR взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Система ASR предупреждает пробуксовку колес во всём диапазоне скоростей автомобиля:

  1. при низких скоростях движения (от 0 до 80 км/ч) система обеспечивает передачу крутящего момента за счёт подтормаживания ведущих колёс;
  2. при скорости выше 80 км/ч усилия регулируются за счёт уменьшения передаваемого от двигателя крутящего момента.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес блок управления ABS/ASR определяет следующие характеристики:

  • угловое ускорение ведущих колёс;
  • скорость движения автомобиля (на основании угловой скорости неведущих колёс);
  • характер движения автомобиля — прямолинейное или криволинейное (на основании сравнения угловых скоростей неведущих колёс);
  • величину проскальзывания ведущих колёс (на основании разницы угловых скоростей ведущих и неведущих колёс).

В зависимости от текущего значения эксплуатационных характеристик производится управление тормозным давлением или управление крутящим моментом двигателя.

Управление тормозным давлением осуществляется циклически. Рабочий цикл имеет три фазы — увеличение давления, удержание давления и сброс давления. Увеличение давления тормозной жидкости в контуре обеспечивает торможение ведущего колеса. Оно производится за счет включения насоса обратной подачи, закрытия переключающего клапана и открытия клапана высокого давления. Удержание давления достигается за счет отключения насоса обратной подачи. Сброс давления производится по окончании пробуксовки при открытых впускном и переключающем клапанах. При необходимости цикл работы повторяется.

Управление крутящим моментом двигателя осуществляется во взаимодействии с системой управления двигателем. На основании информации о проскальзовании ведущих колес, получаемой от датчиков угловой скорости колес, и фактической величине крутящего момента, получаемой от блока управления двигателем, блок управления противобуксовочной системы вычисляет величину необходимого крутящего момента. Данная информация передается в блок управления системы управления двигателем и реализуется с помощью различных действий:

  • изменения положения дроссельной заслонки;
  • пропуска впрыскиваний топлива в системе впрыска;
  • пропуска импульсов зажигания или изменения угла опережения зажигания в системе зажигания;
  • отмены переключения передачи в автомобилях с автоматической коробкой передач.

При срабатывании противобуксовочной системы загорается контрольная лампа на панели приборов. Система имеет возможность отключения.

Противобуксовочная система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами

Существенное отличие противобуксовочной системы компании Teves от системы, разработанной Bosch, заключалось, как и в ABS, в том, что в плане гидравлики система являлась открытой. Со временем и для гидравлического контура противобуксовочной системы стала использоваться закрытая система с 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.

Три воздействии тормозное усилие на колесном тормозном цилиндре регулируется двумя 2/2-ходовыми электромагнитными клапанами.

Тормозное усилие создается подающим насосом и поддерживается в накопителе. Перед накопителем подключен 2/2-ходовой электромагнитный клапан (5), который открывает и перекрывает магистраль к накопителю давления. В обесточенном состоянии он закрыт.

Чтобы тормозное усилие не уменьшалось через главный тормозной цилиндр (при открытом заправочном клапане накопления давления и работающем подающем насосе), активируется отсекающий клапан (6), перекрывающий связь с главным тормозным цилиндром (в обесточенном состоянии открыт).

Однако при выполнении регулирования ток подается сначала на клапаны нерегулируемого колеса, в результате чего впускной клапан закрывается, не позволяя тормозному усилию на данном колесе увеличиваться, а выпускной клапан при этом в целях безопасности открывается.

Затем активируется отсекающий клапан для перекрывания соединения с главным тормозным цилиндром.

Теперь, если на заправочный клапан накопителя давление подается ток (= открывается), тормозное усилие регулируемого колеса может беспрепятственно увеличиваться, поскольку электромагнитные клапаны в данном случае остаются обесточенными, то есть впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.

Если тормозного действия достаточно, впускной клапан закрывается и тормозное усилие поддерживается на одном уровне. Если затем открывается выпускной клапан, тормозное усилие уменьшается.

Если это колесо снова начинает буксовать, оба клапана обесточиваются, позволяя снова увеличиваться тормозному усилию.

Чтобы давление в накопителе или во время регулирования уменьшилось не сильно, в накопителе открывается выключатель, в результате чего запускается подающий насос.

Загрузка накопителя может выполняться и вне процесса регулирования. Для этого впускные клапаны закрываются выпускные клапаны в целях безопасности открываются, отсечной клапан закрывается, а клапан накопителя открывается.

В результате подающий насос может выполнять загрузку накопителя. По завершении этого процесса все клапаны снова обесточиваются: заправочный клапан, закрывается, отсекающий клапан открывается, впускные клапаны открываются, выпускные клапаны закрываются. Сразу же становится доступной обычная функция тормозной системы.

Поэтому во время процесса торможения, который распознается блоком управления по сигналу выключателя стоп-сигналов, а также при помощи датчика положения педали, в первую очередь обесточиваются все клапаны — независимо от того, загружен ли накопитель давления или в рамках системы ASR было предпринято тормозное воздействие.

Такая схема безопасности обеспечивает моментальную готовность обычной тормозной системы к работе после ASR-регулирования или в случае сбоя системы. Воздействие на систему управления двигателем (зажигание, впрыскивание) активируется и в этой системе через разные сигнальные провода, ведущие от блока управления ASR к блоку управления Motronic, или через шинную систему.

Воздействие на дроссельную заслонку осуществляется при помощи серводвигателя, ток на который подается непосредственно блоком управления. Серводвигатель притягивает дроссельную заслонку к пружине. Таким образом, в этой системе дроссельная заслонка связана с тросом Боудена и педалью акселератора не жестко, а через пружину.

Система SRS в автомобиле

Аббревиатура SRS расшифровывается как Supplementary Restraint System, и ею обозначается система активной безопасности автомобиля. Именно она отвечает за то, в каком состоянии находятся все элементы, которые должны обеспечивать защиту водителя и пассажиров транспортного средства в случае возникновения различных экстренных ситуаций.

В состав системы SRS входят такие компоненты, как:

  • Подушки безопасности (фронтальные и боковые);
  • Сенсорные датчики, отслеживающие в режиме реального времени положение людей в салоне автомобиля;
  • Датчики ускорения и удара;
  • Устройства преднатяжения ремней безопасности;
  • Управляющие модули;
  • Главный модуль системы SRS;
  • Активные подголовники.

Кроме того, элементами конструкции системы SRS являются также соединительные кабели, автономные источники питания и коннекторы.

Фронтальные подушки безопасности располагаются непосредственно перед водителем (в рулевом колесе) и передним пассажиром (в торпедо), а боковые располагаются по бокам, в спинках сидений и боковых элементах кузова. В их конструкции имеются специальные пиропатроны, наполненные сухим газом и срабатывающие от электрических импульсов.

Сенсорные датчики (датчик давления и датчик положения спинки) располагаются в сидениях, а датчик ускорения (его нередко еще называют датчиком перегрузок) — в передней части автомобиля, непосредственно за радиаторной решеткой. Он устроен по принципу маятника, и в том случае, если его положение в результате столкновения резко меняется, он замыкает электрическую цепь, генерирую, таким образом, управляющий сигнал, передающийся в  главный модуль SRS.

Он в большинстве случаев располагается в туннельном канале (а точнее — в передней его части), а его важнейшей функцией является управление таким элементами системы SRS, как модули подушек безопасности и преднатяжители ремней безопасности. Последние точно так же, как и сенсорные датчики, располагаются в передних сидениях, снабжены пиропатронами поршнями: при срабатывании именно они приводятся в движение и очень быстро натягивают ремень. Само собой разумеется, что активные подголовники также располагаются на сидениях, будучи смонтированы в верхних частях спинок.

Example videos

Example Videos

Dallas Performance built supercharged SRT Viper fitted with a Racelogic traction control system

Lotus 7 fitted with Racelogic Traction Control

VR6 Turbo Launch Control Test Stealth Racing

Opel Speedster Turbo with activated Racelogic Launch Control.

See launch test in an Opel Speedster Turbo / Vauxhall VX220 on YouTube (cannot be embedded)

VXR8 with Racelogic Traction Control

Преимущества и недостатки использования сервиса антипробуксовки колес

Использование антипробуксовочной технологии имеет целый ряд преимуществ:

  • риск повреждения колес автомобиля минимален;
  • силовой агрегат работает в нормальном режиме, без перегрузки;
  • автомобиль без проблем способен проходить повороты на влажной дороге;
  • движение в зимних условиях является безопасным;
  • старт автомобиля в любых условиях является безопасным;
  • применение антипробуксовочной системы позволяет снизить расход топлива автомобилем;
  • машина ведет себя на дороге более предсказуемо.

Несмотря на то, что данная система является весьма полезной и позволяет избежать серьезных неприятностей на дороге, в ряде случаев ее использование может быть отнесено к недостаткам:

  • как и любой электронный продукт, данный помощник может работать со сбоями, в системе могут возникать ошибки, из-за которых она будет некорректной;
  • для любителей резкого старта со светофора данная система также окажется не особо желанной, поскольку она не позволит машине резко вырваться вперед, а электроника будет притормаживать колеса авто, чтобы не допустить их пробуксовки.

Использование трекшн-контроля

  • В дорожных автомобилях: контроль тяги традиционно был функцией безопасности в высокопроизводительных автомобилях премиум-класса, которые в противном случае нуждаются в чувствительном вводе газа, чтобы предотвратить пробуксовку ведомых колес при ускорении, особенно в мокрых, обледенелых или снежных условиях. В последние годы системы контроля тяги стали широко доступны в легковых автомобилях, минивэнах и легких грузовиках, а также в некоторых небольших хэтчбеках.
  • В гоночных автомобилях : контроль тяги используется для повышения производительности, обеспечивая максимальное сцепление с дорогой при ускорении без пробуксовки колес. При ускорении вне поворота он поддерживает оптимальный коэффициент скольжения шин .
  • В мотоциклах : контроль тяги для серийных мотоциклов был впервые доступен с BMW K1 в 1988 году. HONDA предлагала Traction Control в качестве опции вместе с ABS на их ST1100, начиная примерно с 1992 года. К 2009 году антипробуксовочная система стала опцией для нескольких моделей, предлагаемых BMW. и Ducati , модель 2010 Kawasaki Concours 14 (1400GTR) и Honda CBR 650R в 2019 году, а также линейка мотоциклов Triumph «Modern Classic».
  • На внедорожниках : система контроля тяги используется вместо или в дополнение к механическому дифференциалу повышенного трения или блокировки . Это часто реализуется с , а также другими компьютеризированными средствами управления двигателем и трансмиссией. Вращающееся колесо замедляется при кратковременном нажатии на тормоз, передавая больший крутящий момент на не вращающееся колесо; это система, принятая, например, Range Rover в 1993 году. АБС-тормоз-контроль тяги имеет несколько преимуществ по сравнению с дифференциалами с ограниченным проскальзыванием и блокировкой, например, управление автомобилем легче рулевого управления, поэтому система может быть включена постоянно. Это также снижает нагрузку на трансмиссию и компоненты трансмиссии и увеличивает долговечность, поскольку меньше движущихся частей выходит из строя.

При программировании или калибровке для использования на бездорожье системы контроля тяги, такие как четырехколесная электронная система контроля тяги (ETC) Ford, входящая в состав AdvanceTrac , и четырехколесный автоматический тормозной дифференциал (ABD) Porsche , могут передавать 100% крутящего момента к любому колесу или колесам с помощью агрессивной стратегии торможения или «блокировки тормоза», позволяя таким транспортным средствам, как Expedition и Cayenne, продолжать движение, даже если два колеса (одно переднее, одно заднее) полностью оторваны от земли.

Споры в автоспорте

Доступны очень эффективные, но небольшие агрегаты, которые позволяют водителю при желании снять систему контроля тяги после события. В Формуле-1 попытка запретить трекшн-контроль привела к изменению правил на 2008 год: каждая машина должна иметь стандартный (но настраиваемый) ЭБУ , выпущенный FIA , который является относительно базовым и не имеет возможности контроля тяги. В 2008 году NASCAR отстранил водителя, старшего экипажа и владельца автомобиля Whelen Modified Tour на одну гонку и дисквалифицировал команду после обнаружения сомнительной проводки в системе зажигания, которая могла быть использована для реализации контроля тяги.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий