Ogólny opis i działanie układu ABS (Chevrolet Captiva 1)

Ogólny opis systemu

Układy ABS/TCS/ESP składają się z kilku modułów funkcjonalnych i zapewniają przepływ objętościowego ciśnienia niezbędny do zmiany momentu hamowania w odpowiedzi na informacje o poślizgu kół, otrzymane z czujników prędkości kół. Zadaniem układu kontroli trakcji (TCS) jest stworzenie momentu stabilności na kole napędzanym obracającym się z największym poślizgiem lub zmniejszenie poślizgu na obu kołach napędzanych, a tym samym optymalizacja przyczepności drugiego koła lub kół napędzanych. Elektroniczny program stabilizacji toru jazdy (ESP) zapewnia stabilność pojazdu w przypadku odchylenia się pojazdu od ustawionego kąta skrętu. System ten ma za zadanie dopasować ruch odchylenia pojazdu od zamiarów kierowcy. Oprócz sygnałów generowanych przez czujniki prędkości kół służące do sterowania układami ABS/TCS, do sterowania układem ESP wymagane są również sygnały z czujnika przyspieszenia bocznego, czujnika odchylenia, czujnika kąta skrętu i czujnika ciśnienia, które stanowią parametry wejściowe. Ponadto systemy te mogą obejmować elektroniczny rozdział siły hamowania (EBD) regulujący skuteczną siłę hamowania na tylnych kołach zamiast tradycyjnego zaworu proporcjonalnego.



MK25E to obudowa z zaworami elektromagnetycznymi, zintegrowaną pompą i sterownikiem ECU. Każdy obwód hamulcowy składa się z pary zaworów (zawór wlotowy normalnie otwarty / zawór wylotowy normalnie zamknięty), zapewniając zmianę ciśnienia hamowania na przednich kołach (indywidualne sterowanie kołami) i na tylnych kołach (należy wybrać niski poziom kontroli lub kontrolę stabilności z systemem ABS plus) w odpowiedzi na odpowiednie sygnały elektryczne.

Układ TCS ICU składa się z układu ABS MK25E z dodatkowymi elementami w bloku zaworowym, które umożliwiają interwencję hamulców podczas działania układu TCS oraz aktywną kontrolę odchylenia (sekcja 3.1). Zawory odcinające ze zintegrowanym zaworem bezpieczeństwa w bloku zaworów TCS zapewniają zwiększenie ciśnienia hamulców w celu sterowania systemami TCS/ESP za pośrednictwem pompy z pominięciem jednostki napędowej. Za pomocą elektrycznych zaworów selektorowych (ESV) wlot pompy przełączany jest z akumulatorów niskiego ciśnienia na układ TMC. Przepustnice wlotowe optymalizują charakterystykę wlotu pompy i zmniejszają wpływ przełączania na końcu cyklu sterowania TCS.

Wymagana podstawowa wiedza

Zanim zaczniesz pracę z tą sekcją, powinieneś posiadać niezbędną wiedzę w następujących obszarach. Bez tej podstawowej wiedzy korzystanie z procedur diagnostycznych opisanych w tej sekcji będzie utrudnione.

• Podstawowa wiedza o obwodach elektrycznych: Powinieneś znać podstawową teorię elektryczności i rozumieć znaczenie takich pojęć, jak napięcie (wolty), natężenie prądu (ampery) i rezystancja (omy). Musisz wiedzieć, co dzieje się w obwodzie elektrycznym, gdy przewody ulegają przerwaniu lub zwarciu. Musisz umieć czytać schematy elektryczne.
• Korzystanie z przyrządów pomiarowych do testowania obwodów elektrycznych: Musisz umieć prawidłowo posługiwać się woltomierzem cyfrowym. Powinieneś umieć mierzyć napięcie, rezystancję i natężenie prądu. Powinieneś wiedzieć, jak używać przewodu połączeniowego jako obejścia podczas testowania obwodów elektrycznych.

Elementy układu ABS

Układ zapobiegający blokowaniu kół ABS MK 25E składa się z tradycyjnego hydraulicznego układu hamulcowego i elementów zapobiegających blokowaniu kół. Typowy układ hamulcowy składa się z serwa hamulcowego, pompy głównej, przednich hamulców tarczowych, tylnych hamulców bębnowych, przewodów i wężyków łączących hamulce, czujnika poziomu płynu hamulcowego oraz kontrolki ostrzegawczej hamulca.

ABS składa się z jednostki hydraulicznej HECU (sterownik bloku hydraulicznego), bezpiecznik systemu, cztery czujniki prędkości kół (po jednym na każde koło), przewody łączące, wskaźnik ABS, wskaźnik DDRP (oddzielny dynamiczny rozdział sił hamowania na koła tylne), podłączony do kontrolki hamulca postojowego i tylnych hamulców bębnowych. Zobacz "Lokalizacja podzespołów ABS" w tej sekcji.

Zespół hydrauliczny wraz z przymocowanym do niego sterownikiem układu hamulcowego EBCM znajduje się pomiędzy zbiornikiem wyrównawczym a grodzią oddzielającą komorę silnika od przedziału pasażerskiego, po lewej stronie pojazdu.

Układ hydrauliczny składa się głównie z zaworów odcinających, dwóch zaworów elektromagnetycznych na każde koło, pompy hydraulicznej i dwóch akumulatorów. Aby zapobiec blokowaniu kół, układ hydrauliczny reguluje ciśnienie płynu dostarczanego do mechanizmów hamulcowych kół przednich i tylnych.

Układ bloków funkcjonalnych

Dystrybucja zaworów

Aktywowane są tylko zawór odcinający i zawór selektora elektrycznego (ESV) koła sterowanego. Gdy monitorowane są oba koła po jednej stronie pojazdu, aktywowane są oba zawory odcinające/ESV. Zawory odcinające muszą być cały czas otwarte. Szczegóły rozkładu zaworów podczas etapów wzrostu, utrzymania i spadku ciśnienia przedstawiono w tabeli.

	Zawór normalnie otwarty	Zawór normalnie zamknięty	Zawór odcinający	Zawór ESV
Faza utrzymywania ciśnienia	Zamknięte	Zamknięte	Zamknięte	Zamknięte
Faza wzrostu ciśnienia	Klif	Zamknięte	Zamknięte	Przerwa (1)
Faza redukcji ciśnienia	Zamknięte	Klif	Zamknięte	Zamknięte

(1) Zawór ESV koła sterowanego musi otwierać się jednocześnie z zaworem normalnie otwartym, ale musi pozostawać otwarty przez 14 ms dłużej niż zawór normalnie otwarty.

HECU (sterownik bloku hydraulicznego)

Kontroler HECU realizuje następujące główne funkcje:

w celu zapewnienia skutecznego hamowania i stabilności pojazdu. W systemie DDRP tylny zawór elektromagnetyczny utrzymujący ciśnienie jest zasilany przez układ zapłonowy. Czerwona kontrolka ostrzegawcza hamulców włącza się w przypadku wystąpienia poniższych usterek.

• Monitoruje sygnały z czujnika prędkości koła.
• Wykrywa początek poślizgu kół.
• Steruje układem hamulcowym w trybie zapobiegającym blokowaniu kół.
• Monitoruje sprawność elementów elektrycznych systemu.

HECU stale monitoruje prędkość każdego koła, aby określić moment wystąpienia poślizgu. Jeśli zostanie wykryta tendencja do poślizgu któregokolwiek z kół, układ HECU wydaje polecenie odpowiednim zaworom, aby zmienić ciśnienie płynu hamulcowego w niektórych lub wszystkich obwodach hydraulicznych, eliminując w ten sposób poślizg kół i zapewniając optymalne hamowanie. HECU stale monitoruje ciśnienie w obwodach hydraulicznych, aż do momentu zaniku tendencji do poślizgu. HECU stale odbiera również sygnał z czujnika kąta skrętu w celu zapewnienia optymalnego działania ABS. Dlatego po wymianie modułu HECU należy wykonać "centrowanie czujnika kąta skrętu". W przypadku wykrycia błędu HECU może wyłączyć układ ABS i zapalić kontrolkę ostrzegawczą ABS na zestawie wskaźników. HECU kontroluje również wyświetlanie kodów błędów diagnostycznych podczas pracy w trybie diagnostycznym.

Przekaźnik zaworu elektromagnetycznego

Przekaźnik zaworu elektromagnetycznego zasila silnik pompy i zawory elektromagnetyczne. Styk w przekaźniku jest normalnie otwarty, ale zamyka się na polecenie otrzymane podczas inicjalizacji. Ten styk przekaźnika pozostanie zamknięty do końca podróży, aż do momentu zapisania w pamięci kodu błędu diagnostycznego wymagającego otwarcia tego styku. Jeśli w pamięci zostanie zapisany kod błędu diagnostycznego wymagający polecenia wyłączenia przekaźnika, zasilanie akumulatora silnika pompy i elektromagnesów zostanie odcięte na resztę podróży, a ABS nie będzie działał. Przekaźnik jest integralną częścią HECU i nie wymaga oddzielnego serwisowania.

Czujniki prędkości kół i pierścienie zębate

Na każdym kole znajduje się czujnik prędkości koła. Czujniki przesyłają informacje o prędkości kół do HECU za pomocą małych sygnałów napięcia przemiennego. Sygnał jest przesyłany do modułu HECU poprzez interfejs, co może powodować, że moduł HECU będzie odbierał fałszywe sygnały czujnika prędkości, spowodowane w szczególności zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Kontrolka ostrzegawcza ABS

Kontrolka ABS znajduje się na zestawie wskaźników i zapala się, gdy moduł HECU wykryje usterkę układu ABS. Kontrolka ABS informuje kierowcę o wystąpieniu usterki, która spowodowała wyłączenie układu ABS. Jeżeli świeci się jedynie kontrolka ABS, hamowanie można wykonywać w normalnym trybie, także z wykorzystaniem wspomagania.

Kontrolka ostrzegawcza ABS włącza się w następujących przypadkach.

• Wykryto usterkę ABS. Jak już wspomniano, kontrolka ostrzegawcza ABS zapala się, gdy w układzie ABS zostanie wykryta usterka.
• Sprawdzanie żarówki zestawu wskaźników. Po włączeniu zapłonu kontrolka ABS zapala się na około trzy sekundy, a następnie gaśnie.

Kontrolka ostrzegawcza hamulca

Czerwona kontrolka ostrzegawcza hamulców znajduje się na zestawie wskaźników. Zapala się, aby ostrzec kierowcę o usterce w układzie hamulcowym, która może spowodować pogorszenie skuteczności hamowania. Kontrolka zaświeci się, gdy hamulec postojowy jest zaciągnięty lub nie jest całkowicie zwolniony, albo gdy nastąpi zwarcie czujnika poziomu płynu hamulcowego (gdy poziom płynu hamulcowego w zbiorniku głównym cylindra jest zbyt niski). Gdy czujnik poziomu płynu hamulcowego jest zwarty (zbyt niski poziom) kontrolka ostrzegawcza hamulca pozostanie włączona do momentu usunięcia przyczyny jej zapalenia. Ponadto, jeśli w systemie wystąpią jakieś usterki, zaświeci się również kontrolka informująca kierowcę o awarii systemu DDRP (oddzielny dynamiczny rozdział sił hamowania na koła tylne) wyłączony

Elektroniczny program stabilizacji toru jazdy (ESP)

Gdy układ ten działa, siły hamowania działają na odpowiednie koła pojazdu, co tworzy moment przeciwdziałający ruchowi odchylającemu. Oznacza to, że na jedno lub oba koła po lewej stronie samochodu wywierany jest pewien nacisk, jeśli ruch odchylenia jest zgodny z ruchem wskazówek zegara, a na kontury kół po prawej stronie samochodu, jeśli ruch odchylenia jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara.

Podczas działania ESP, gdy włączy się hamulce, ciśnienie w obwodach kół, w których normalnie otwarte zawory są zamknięte, aby utrzymać zerowe ciśnienie w kołach, zostaje podniesione do poziomu odpowiadającego ciśnieniu w głównym cylindrze hamulcowym (TMC) przez EBCM, który otwiera odpowiednie zawory dolotowe (normalnie otwarty) zawory (elektryczne sterowanie układem hamulcowym). Poziom ciśnienia w kołach sterowanych jest również zwiększany w granicach fizycznych możliwości, aby utrzymać moment odchylenia pomimo wzrostu ciśnienia w hamulcach.

Ciśnienie hamulca w cylindrze TMC powoduje odpowiedni wzrost ciśnienia otwarcia zaworów odcinających (ciśnienie w cylindrze TMC służy do zamykania zaworów odcinających, w których ciśnienie nie jest zrównoważone). W rezultacie pompa podnosi ciśnienie w układzie o wartość ciśnienia w cylindrze TMC, co może doprowadzić do niedopuszczalnie wysokiego poziomu ciśnienia w jednostce sterowania hydraulicznego (HCU) aż do momentu podjęcia odpowiednich środków zaradczych.

Z tego powodu system EBCM otwiera zawory odcinające, gdy ciśnienie w butli TMC osiągnie 100 barów, aby ograniczyć ciśnienie. Dalsze zwiększanie ciśnienia w układzie za pomocą pompy staje się niemożliwe. Dzięki temu ciśnienie potrzebne do działania układu ESP dostarczane jest wyłącznie przez cylinder TMC. Podobnie jak w przypadku ABS/TCS, ciśnienie w obwodach kół zmieniane jest za pomocą zaworów dolotowych i wylotowych. Podczas fazy redukcji ciśnienia cyklu roboczego zawory ESV zamykają się, aby odprowadzony płyn hamulcowy mógł wrócić do układu hamulcowego z akumulatorów niskiego ciśnienia.

EBD (elektroniczny rozdział siły hamowania)

System EBD uzupełnia skuteczność działania układu ABS, monitorując poślizg tylnych kół w zakresie hamowania, optymalizując w ten sposób właściwości jezdne podczas hamowania. Siła hamowania jest zbliżona do maksymalnej siły hamowania osi tylnej i jest sterowana elektronicznie.

Po aktywacji układu EBD dopływ ciśnienia do tylnej osi zostaje odcięty za pomocą zaworów normalnie otwartych, gdy poślizg co najmniej jednego tylnego koła przekroczy ustalony limit. W zależności od rzeczywistego poślizgu koła, mogą temu towarzyszyć dodatkowe sygnały zwiększające ciśnienie. Zawory upustowe służą wyłącznie do redukcji ciśnienia w przypadku wykrycia ryzyka zablokowania tylnej osi. Zazwyczaj algorytm sterowania ma na celu osiągnięcie maksymalnego wykorzystania siły hamowania przy minimalnym działaniu zaworów (hałas, reakcja pedału). Ponieważ objętości odprowadzanej cieczy są zwykle bardzo małe, można ją magazynować w akumulatorze niskociśnieniowym. Pompa HCU nie jest wymagana do działania systemu EBD. Po zakończeniu sterowania EBD płyn hamulcowy zostaje przekierowany z akumulatorów niskiego ciśnienia do zbiornika płynu hamulcowego poprzez krótkie włączenie pompy.

HBA (pomocniczy hamulec hydrauliczny)

Jeżeli ciśnienie w głównym cylindrze hamulcowym wzrośnie bardzo szybko, zostanie wykryty tryb awaryjnego hamowania i aktywowana zostanie funkcja hydraulicznego wspomagania hamulców (HBA). Włączana jest pompa hydrauliczna i zawory odcinające obu obwodów hydraulicznych. Następnie ciśnienie w kołach staje się wyższe niż ciśnienie w cylindrze głównym. Funkcja kompensacji ciśnienia w tym układzie hamulcowym HBA zapewnia pewien wzrost siły hamowania poprzez zastosowanie dodatkowego ciśnienia, gdy HBA działa, zamiast ciągłego nastawiania układu na ABS. Kompensacja ta zależy od gradientu ciśnienia uzyskanego podczas działania HBA, przy czym obowiązuje następująca zasada: im szybciej kierowca naciska hamulec, tym większe jest wsparcie, czyli kompensacja, której jest poddawany.

Jeżeli ciśnienie w oponach osiągnie wartość ciśnienia blokującego, standardowa funkcja ABS kontroluje stabilność kół poprzez przełączenie (normalnie otwarty) wlot i (normalnie zamknięty) zawory wydechowe. W ten sposób aktywacja HBA ma taki sam skutek, jak gdyby kierowca hamował z dużą siłą nacisku na pedał, wystarczającą do osiągnięcia ciśnienia blokującego.

Jeżeli siła nacisku na pedał znacznie się zmniejszy, funkcja HBA klasyfikuje to jako zamiar kierowcy zakończenia pełnego hamowania. Dlatego pod koniec działania układu HBA następuje wyrównanie ciśnienia pomiędzy hamulcami kół a cylindrem głównym. Osiąga się to poprzez okresowe otwieranie zaworów odcinających.

DSC (automatyczny system kontroli zjazdu ze wzniesienia)

System DSC to układ kontroli prędkości dla pojazdów terenowych, stosowany głównie na stromych zboczach. System działa tylko na pierwszym lub wstecznym biegu i przy całkowicie zwolnionym pedale przyspieszenia. Zaprogramowana prędkość sterowania jest stała i kierowca nie może jej zmienić. Kontrolę ciśnienia we wszystkich czterech kołach uzyskuje się poprzez sterowanie zaworami ESV, zaworami odcinającymi i pompą.

(Materiał został stworzony na podstawie informacji ze strony internetowej ChevyMan)