Abs Pidurid (0)

ProDiags
ABS, ASR, EBV, EDS, ESP, MSR
Piduri, veojõu ja stabiilsuse kontrollsüsteemid http://open.forms.fi/hmv-edu
http://www.hmv-systems.f i ProDiags
Sisukord
1. ABS - pidurid .......................................................................3 2. EDS ­ Elektrooniline diferentsiaali kontroll ............................9 3. EBV ­ Elektrooniline pidurdusjõu kontroll ............................11 4. ESP ­ Elektrooniline stabiilsuse kontroll ..........................................12 5. Lülitid ja andurid ......................................................................14 5.1. ASR/ESP lüliti ......................................................................14 5.2. Pidurite lülitid ......................................................................14 5.3. Ratta pöörlemissagedusandurid ..........................................14 5.4. Rooliratta pöördenurga andur ..........................................16 5.5. Pidurdusrõhu andur .........................................................20
2 ProDiags
1. ABS - pidurid
Lühendid: ABS ­ blokeerumisvastased pidurid ASR ­ kaapimisvastane süsteem EBV ­ elektrooniline pidurdusjõu kontroll EDS ­ elektrooniline diferentsiaali kontroll ESP ­ elektrooniline stabiilsuse kontroll MSR ­ mootori pidurdusmomendi reguleering
Auto liikumissuuna või kiiruse muutmine, pidurdamine , kiirendamine või pööramine sõltub ratta ja maapinna vahelisest haardumisest. Haardejõu ületamisel hakkab ratas libisema.
Rehvi ja maapinna vaheline haardejõud koosneb külgsuunalisest ja pikisuunalisest haardejõust. Nende jõudude summa on teatud kindla suurusega. Ühe suurenedes teine väheneb ja vastupidi.
Ratta vabal veeremisel, siis kui siduripedaal on alla vajutatud ja piduripedaali ei vajutata, on külgsuunaline haardumine suurim.
Auto ohutu juhitavuse tagamiseks peab ratas veerema libisemata. Selleks peab jääma rattale mõjuv jõud haardejõu ringi sisse.
Pidurdusjõud suureneb ==> külgsuunaline haardumine väheneb.
Kui pidurdusjõud võrdsustub haardejõuga siis ratas blokeerub. Külgsuunaline haardumine on siis null ja auto ei ole enam juhitav. Sarnane olukord tekib ka veojõu järsul suurendamisel kui rattad hakkavad kaapima.
3 ProDiags
ABS- pidurite tööpiirkond
ABS reguleerib pidurdusjõudu, hoides ratta 10...20% -lise libisemise piirkonnas, kus ratta pikisuunaline haardejõud on suurim ja külgsuunaline on juhitavuse säilitamiseks veel küllaldane.
Haardejõu sõltuvus ratta libisemisest.
Rataste blokeerumise mõju auto juhitavusele
Esirattad Tagarattad
Tugeval pidurdamisel on alati oht, et rattad blokeeruvad ja hakkavad libisema. Blokeerunud ratastega libisev auto aga ei ole juhitav (olenemata juhtrataste asendist säilitab endise liikumissuuna, hakkab kergesti külglibisema ja ka pidurdusteekond on üldjuhul pikem). Juhitavuse halvenemine on tingitud libiseva ratta külgsuunalise haardejõu vähenemisest. Võrreldes veereva rattaga on täielikult blokeeritud ratta külgsuunaline haardejõud kümme korda väiksem. Pikisuunaline haardejõud, millest sõltub pidurdusteekonna pikkus, aga väheneb 30% võrra.
4 ProDiags
Blokeerumise vältimine
ABS juhtplokk võrdleb rataste pöörlemissagedusi. Juhul kui ratta pidurdamisel pöörlemissagedus alla võrdluskiirusest arvutatud künnise piiri ei lange, rattal blokeerumisoht puudub ja ABS pidurdamisprotsessi ei sekku.
Juhul kui ratta pidurdamisel langeb selle pöörlemissagedus alla lubatud künnise, mis tähendab, et rattal on tekkinud blokeerumisoht, alustab tööd ABS-süsteem. ABS vähendab blokeeruva ratta pidurivedeliku rõhku kuni ratta pöörlemissagedus ületab uuesti võrdluskünnise.
Arvutuslik informatsioon Võrdluskiirus Täpsuse ja turvalisuse suurendamiseks võrdleb ABS süsteem kõigi nelja ratta pöörlemissagedusi. Selle põhjal arvutab juhtplok välja võrdluskiiruse. Tulemust kontrollitakse mälus olevate võimalike suurimate kiirenduste- ja aeglustustega. Vajadusel tehakse vastavad korrektiivid. Ühe ratta blokeerumise oht selgitatakse ratta pöörlemissageduse ja võrdluskiiruse võrdlemisel.
See selgitatakse järgneva tehtega :
Võrdlus pöörlemissagedus ­ Ratta pöörlemissagedus Ratta pöörlemissagedus Võrdlus pöörlemissagedus
5 ProDiags
Füüsiline informatsioon Füüsiliselt edastatakse informatsioon, kõikide rataste pöörlemissagedused, elektrisignaalidega. Olenevalt sõidutingimustest ja haardumisest, on võimalik olukord kus kõikidel ratastel on eri pöörlemissagedused. Lisaks võetakse info piduritule lülitilt ja info ABS seadiste töötamisest (pumba töötamine, andurite ja magnetklappide seisukord ).
Juhtploki tähtsamad signaalid
Rataste kiirendused ja aeglustused Võttes arvesse ratta hetkelise pöörlemissageduse ja selle muutumise kiiruse arvutab juhtplokk auto kiirenduse või aeglustuse. Ratta ja teepinna vaheline haardumine. Vastavalt rataste pöörlemissageduste muutustele arvutab juhtplokk hetkelise haardumise. Igale haardumisele vastab eri kiirendus- ja aeglustusväärtus. Lisaks arvestab programmi loogika kahte eri haardetingimust: väikest jää ja lume jaoks ning suurt kuiva kõva teekatte jaoks. Sõidutingimuste muutumine. Juhtploki loogika oskab vahet teha ka mitmete eri sõidutingimuste vahel. Neist tähtsamad on: Sõitmine kurvis . Registreeritakse tagarataste pöörlemissageduste erinevuse järgi ( kurvi sisepoolne ratas pöörleb välimisest rattast aeglasemalt). Haardumise muutumine. Registreeritakse rataste libisemise järgi. Ebasümmeetriline haardumine. Ühe külje ratastel on suurem haardetegur kui teise külje ratastel. Ühe külje rataste libisemist võrreldakse teise külje omadega.
ABS- pidurite üldtööpõhimõte Pöörlemissageduse Juhtplokk ehk andur "aju" juhib pidurivedeliku Ratta drosseldamist. blokeerumisel vähendatakse pidurdusrõhku
Elektroonika
Hüdraulika Rattapidurid Drossel
Piduripedaal ja peasilinder
6 ProDiags
ABS- süsteemi töötamine
Tööpõhimõte: Juhtplokk määrab ratastel asuvate anduritega iga ratta pöörlemissageduse. ABS/EDS- juhtplokk võrdleb rataste pöörlemissagedusi ja ratta libisemise korral muudab pidurdusrõhku. EBV jaotab pidurdusrõhku tagarataste vahel.
Pidurdamise algus:
Pidurdamise algus: Peasilindris tekitatud pidurdusrõhk kandub läbi sisselaskeklapi, mis pingestamata olekus on avatud, rataste töösilindritele. Väljalaskeklapp, mis pingestamata olekus on suletud, pidurivedelikku tagasi ei lase. Ratta pöörlemissagedus väheneb kuni blokeerumiseni.
7 ProDiags
Ratas blokeerub
Rõhu hoidmine: Blokeerumisohu tekkimisel suletakse sisselaske elektromagnetklapp (pingestatakse). Nüüd on nii siisse- kui ka väljalaskeklapp suletud ja pidurdusrõhk rattasilindris püsib muutumatuna.
Rõhu vähendamine: Juhul kui ratta blokeerumisoht vaatamata rõhu hoidmisele endiselt suureneb, hakatakse pidurdusrõhku vähendama. Selleks avatakse väljalaskeklapp ja käivitatakse hüdropump. Pidurivedelik suundub rattasilindrist madalrõhuakusse ja rõhk rattasilindris väheneb ning ratta pöörlemissagedus suureneb. Samal ajal pumbatakse pidurivedelik madalrõhuakust peasilindrisse, mistõttu piduripedaal liigub natukene ülespoole.
8 ProDiags
Rõhu suurendamine : Blokeerumisohu kadumisel hakatakse maksimaalse pidurdusjõu saavutamiseks pidurdusrõhku suurendama . Selleks avatakse sisse- ja suletakse väljalaskeklapp. Hüdropump jätkab hetkeks veel töötamist pumbates madalrõhuakusse jäänud pidurivedelikku rattasilindrisse. Rõhk rattasilindris suureneb kiiresti ja ratta pöörlemissagedus hakkab uuesti vähenema. b
2. EDS ­ Elektrooniline diferentsiaali kontroll on paigaldatud ABS- hüdrosõlme ja kasutab ABS- andureid
Piduripedaalile vajutamisel tekitab peasilinder rõhu, ümberlülitusklapp sulgub ja rõhk kandub läbi avatud sulgeklapi ning sisselaskeklapi rattasilindrisse. Mõlemad klapid, nii sulge - kui ka sisselaskeklapp on pingestamata. Pidurdamine toimub nagu ABS piduritega autol.
9 ProDiags
Vedeva ratta kaapimise (läbilibisemise) vältimine
Rõhu suurendamine EDS- süsteemis: Pingestatakse rõhupiirdeklapiga varustatud sulgeklapp ja see sulgub. Hüdropump pumpab pidurivedelikku peasilindrist kaapiva ratta silindrisse ning ratast pidurdatakse nüüd tugevamini. Rõhupiirdeklapp kaitseb rõhu liigse suurenemise eest.
Rõhu hoidmine EDS- süsteemis: Kaapingu vähenemisest saab ABS/EDS- juhtplokk teada ratta pöörlemissageduseanduritelt. Edasise rõhu suurendamise vältimiseks lülitatakse kõigepealt välja hüdropump. Seejärel suletakse sisselaskeklapp ja pidurdusjõud hoitakse muutumatuna.
10 ProDiags
Rõhu vähendamine EDS- süsteemis: Kaapingu lõppemisel avatakse nii sisselaskeklapp kui ka sulgeklapp. Rõhk rattasilindris väheneb. EDS- süsteem on oma töö lõpetanud.
3. EBV - elektrooniline pidurdusjõu kontroll
EBV tööpiirkond on enne ABS tööpiirkonda ja ta võib töötada juba nõrgal pidurdamisel, eriti kurvis sõitmisel. Ratta pöörlemissagedusanduritelt saadud signaalide põhjal jälgib juhtplokk kõikide rataste pöörlemist. Juhul kui näiteks tagarattad hakkavad teistest rohkem libisema vähendatakse tagarataste pidurdusrõhku. EBV-süsteem hoolitseb külgsuunalise haardumise säilitamise ja pidurdusjõu reguleerimise eest. 4. ESP- Elektrooniline stabiilsuse kontroll
11 ProDiags
Rataste Pikisuunalise pöörlemissagedusandurid kiirenduse andur
Juhtplokk
Rooliratta pöördenurgaandur Külgsuunalise kiirenduse andur
Pöörlemise andur
Pidurivõimendi
Pidurdusrõhu Eeltoite- Hüdrosõlm andur pump
ESP juhtplokk võtab lisaks rataste pöörlemissagedusele arvesse veel ka rooliratta pöördenurka. Nende andemte põhjal arvutab välja soovitud sõidusuuna ja sõidutingimused. Külgkiirenduse andur näitab auto liikumist külg ees ja pöörlemisandur auto pöörlemist ümber oma püsttelje. Nende kahe signaali põhjal määrab juhtplokk auto tegeliku liikumissuuna. Kui tegelik liikumissuund erineb soovitust, alustab tööd ESP süsteem. Juhtplokk otsustab kui palju ja millist ratast pidurdada või kiirendada ning kas on vajalik vähendada mootori pöördemomenti. Anduritelt saadud signaalide põhjal kontrollib juhtplokk tehtud muudatuste tõhusust ja vajadusel vähendab või suurendab neid. ESP töötamise ajal vilgub armatuurlauas vastav signaallamp.
12 ProDiags
ESP süsteemi andurid ja täiturseadised
ESP- süsteem vajab töötamiseks järgmist infot: - Millises suunas tahetakse autot juhtida? - Millises suunas liigub auto tegelikult?
Esimesele küsimusele saadakse vastus rataste pöörlemissageduse anduritelt ja rooliratta pöördenurga andurilt (tavaliselt HALL või optiline andur). Teisele küsimusele vastuse saamiseks mõõdetakse auto pikisuunalist ja külgsuunalist kiirendust. Kui auto tegelik liikumissuund erineb juhi poolt soovitust, see tähendab, et auto on hetkel ala- või ülejuhitav, sekkub auto juhtimisse ESP süsteem.
- Alajuhitavuse korral (auto püüab liikuda otse) pidurdatakse tagumist kurvi seespoolset ratast ja reguleeritakse mootori pöördemomenti. - Ülejuhitavuse korral (auto püüab hakata pöörlema ümber oma püsttelje) pidurdatakse esimest kurvi välispoolset ratast ja reguleeritakse mootori pöördemomenti.
13 ProDiags
5. Lülitid ja andurid 5.1. ASR/ESP lüliti
Lüliti abil on võimalik ASR/ESP süsteemi ajutiselt välja lülitada.
Stabiilsussüsteemi väljalülitamise vajadus võib tekkida näiteks paksus lumes lumekettidega sõitmisel või auto katsetamisel dünamomeetriga.
Auto uuel käivitamisel lülitub ASR/ESP süsteem automaatselt uuesti sisse.
5.2. Pidurite lülitid
Piduripedaali/tule lüliti jälgib piduripedaali asendit ja pedaalile vajautamisel saadab signaali juhtplokile. Ohutuse suurendamiseks ja diagnoosimise lihtsustamiseks kasutatakse kaksiklülitit. Ühe lüliti sulgumisel teine avaneb ja vastupidi. Juhtplokk jälgib pidurilülitilt saabuvat pingesignaali. Pidurdamise signaali saabumisel lülitub ASR välja. Seisupiduri lüliti signaali saabumisel lülitub välja MSR süsteem. Juhul kui pidurile vajutatakse EDS süsteemi töötamise ajal lülitab juhtplokk süsteemi ümber ABS-le. Pidurituled on ühendatud läbi relee , mis väldib ESP süsteemi töötamise ajal piduritulede süttimise.
5.3. Ratta pöörlemissagedusandurid:
Induktiivandur Indutseeritud pinge Magnetväli
Juht- plokk
Hammastega rootori ehk impulssratta kohal paiknev pöörlemissagedusandur koosneb magnetsüdamikust ja selle ümber asuvast mähisest.
Koos rattaga pöörlev rootor indutseerib anduri mähises vahelduvpinge , mille muutumise sageduse järgi määrab juhtplokk ratta pöörlemissageduse.
14 ProDiags
HALL- andur
Pöörlemissagedusanduritena kasutatakse ka selliseid Hall- andureid, millel rootorina kasutatakse samasugust impulssratast nagu induktiivanduritelgi. Võrreldes induktiivanduritega on hall- anduril järgmised eelised: - signaali ampiltuut ei sõltu pöörlemissagedusest, mistõttu on võimalik mõõtmist alustada sõidu algushetkest alates (signaali on võimalik mõõta ka tavalise multimeetriga) - väikesed (0,1...1,5 mm) õhuvahe muutused ei mõjuta signaali. Puuduseks võib aga pidada ühe lisakaabli vajadust (hall-andur vajab toitepinget). Vedrustuse liikumise tõttu on ABS pöörlemissagedusandurite juhtmete rikked üpris sagedased. Anduri juhtmeid ei tohi omavahel ära vahetada ega ka takistuse mõõtmisega andurit kontrollida.
MRE-andur, ehk magnetresistor pöörlemissagedusandur
MRE-anduri (ingl. Resistor takisti , mille takistus sõltub magnetväljast. Lisaks on anduris veel signaalikäsitlusskeem, kus tekitatakse muutuv 7 mA / 14 mA vooluimpulss. Toitepinge on tavaliselt 12V ja väljundsignaal on püsiv pingesignaal, mille min/max väärtused sõltuvad juhtploki takistitest. Anduril on ainult kaks juhet ja ta suudab mõõta ka väga aeglast liikumist. Andur kannatab suhteliselt suurt õhuvahet. Tavaliselt on õhuvahe 0,5 ... 2 mm.
Magnetrattaga andur
Magnetrattaga andur on MRE (magnetresistor) anduri eri liik. Anduri rootor koosneb mitmest üksteise kõrval asuvast magnetist . Anduris endas asuvad magnetresistorid, signaalikäsitlusskeem ja võimendi. Ühendsuskeemilt sagnaneb magnetrattaga andur Hall-andurile. Tal on kolm juhet: toitepinge, maanduse ja signaali juhe. Anduri võimendi ühendab/katkestab signaalijuhtme maandust, tekitades nii pöörlemissagedusega võrdelise sammpinge (ristkülik) signaali.
15 ProDiags
5.4. Rooliratta pöördenurga andur: Joonisel on kujutatud Citroeni optilist andurit, mille tööpõhimõte seisneb fotodioodi omadusel valguse toimel avaneda. Led- diood on valgusallikas ja ketas katkestab valgusvoo . Kui ketta avad satuvad Led-dioodi ja fotodioodiga ühele joonele, muutub fotodiood juhtivaks ja maandab juhtploki signaaliklemmid (pinge langeb 1.5V). Andurisse on paigaldatud kaks paari dioode ja avad kettas on sellise suhtega, et juhtplokk saab teada nii rooliratta pööramise suuna kui ka kiiruse. NB! Rooliratta pöördenurga andur on ühendatud CAN võrku ja ilma selle anduri signaalita ESP süsteem ei tea autojuhi soovitud sõidusuunda ning süsteem ei tööta.
Anduri vahetamise järel tuleb see uuesti kalibreerida.
Audi A4 rooliratta elektroonikamoodul
Rooliratta pöördenurga andur mõõdab roolitatta pöördumist kuni 720 kraadi ulatuses. Andur saadab signaali juhtplokile sammpingena. Juhtplokk muudab signaali CAN võrgule sobivaks ja saadab võrku, kus seda saavad lugeda kõik teised juhtplokid.
Külgsuunalise kiirenduse andur:
Külgsuunalise kiirenduse andurina kasutatakse siin HALL andurit, kus on püsimagnet ja selle lähedal vetruva varre otsas HALL- pooljuht element. Anduri tööpõhimõte on järgmine: Kui poolijuht mida läbib vool asetada magnetvälja, võib tekib pooljuhi servade vahel pinge. Auto liikumissuuna muutumisel püüab HALL- element jätkata oma endist liikumissuunda. Hall-element liigub magnetist kaugemale ja põhjustab pingesignaali muutuse. Auto otsesõidul on selle anduri signaalipinge muutumatu. Pinge muutub seda rohkem mida suurem on külgsuunaline kiirendus.
16 ProDiags
Pöördliikumise andur:
Pöördliikumise andur registreerib talle mõjuvaid väändemomente. Andur paigaldatakse auto raskuskeskmele võimalikult lähedale. Anduri tähtsama osa moodustab kaheksa piesoelektrilise elemendiga metalltoru. Neli elementi tekitavad torus resonanssvõnkumise ja neli elementi kontrollivad võnkumises esinevaid muutuseid. Kui torule mõjub väändemoment, muutub ka võnkeperiood. Piesoelement registreerib selle muutuse ja pinge muutuse suurusest saab juhtplokk teada auto pöördumisest.
Väljundpinge on ligikaudu 2,5V ja vastavalt liikumissuunale see kas suureneb või väheneb.
Pöördliikumise andur
Pöördliikumise anduriga mõõdetakse auto kere pöördumist ümber oma püsttelje. Andur sarnaneb kahe kokkuehitatud helihargiga. Ülemine helihark on häälestatud 11 kHz võnkesagedusele ja alumine 11,33 kHz võnkesagedusele. Kui helihark ühendatakse vahelduvvooluga mille sagedus on võrdne ülemise helihargi võnkesagedusega (11 kHz), hakkab ülemine hark võnkuma, alumine aga ei. Kui andurit ümber oma püsttelje pöörata, püüab ka alumine hark kaasa liikuda. Tekkiv vääne aga mõjutab võnkesagedust. Anduri väljundsignaal on püsiv pingesignaal. Toodud näites on 2,5 V = 0º/s, Pöörates päripäeva > 2,5 V ja vastupäeva 17 ProDiags
Külgkiirenduse andur:
MRE-kiirendusandureid kasutatakse näiteks sõitukite stabiilsussüsteemides. Andur aitab fikseerida kiirendust kahes vastandsuunas. Konkreetne mõõtmissuund sõltub anduri asendist sõiduki suhtes. Mõnedel sõidukitel on paigaldatud kaks eri andurit ühisesse korpusesse. Andurid on teineteise suhtes risti ja mõõdavad piki- ja külgsuunalist kiirendust. Anduris on sees magnetiseeritud raskus ehk mass, mille liikumine fikseeritakse MRE- elemendi abil. Anduri väljundsignaal on stabiilne pingesignaal. Normaalolukorras (kiirendus 0 m/s² ) on väljundsignaal 2,7 V.
HALL- andur külgkiirenduse andurina
Andur koosneb Hall-elemendist, vetruva plaadi külge kinnitatud püsimagnetist ja selle all olevast summutusplaadist. Kui auto seisab või sõidab ilma kiirendamata/aeglustamata, on Hall-anduri pinge stabiilne. Pidurdamisel anduri kere ja summutusplaadi liikumine aeglustub, püsimagnet, aga püüab jätkata liikumist. Selle liikumise tulemusena indutseeruvad summutusplaadis pöörisvoolud, mis tekitavad püsimagneti magnetväljale vastupidise magnetvälja. Summaarne magnetväli väheneb ja põhjustab Hall-elemendis pinge muutuse. Mida suurem on püsimagneti liikumine summutusplaadi suhtes seda rohkem summaarne magnetväli väheneb ja seda suurem on pinge muutus Hall-elemandis.
18 ProDiags
Andur, milles on külgsuunalise kiirenduse ja pöördliikumise andur kokku ehitatud ( Bosch ).
Külgsuunalise kiirenduse mõõtmine
Anduri tööpõhimõte põhineb kahe plaatkondensaatori mahtuvuse, C1 ja C2, võrdlemisel. Esimene kondensaator K1 on kinnitatud jäigalt ja selle mahtuvus ei muutu. Teise kondensaatori K2 üks plaat on kinnitatud jäigalt, teine aga liikuva massi külge. Plaatide vahalise kauguse muutumine mõjutab kondensaatori mahtuvust. Külgsuunalise kiirenduse puudumisel on C1 ja C2 võrdsed (Algasend). Külgsuunalise kiirenduse suurenedes liigub liikuv mass kaasa ja C1 Samasse korpusesse on paigaldatud ka liikuva raskusega (massiga) pöördliikumise andur. Andurisse lastakse vahelduvvool, mis paneb liikuva raskuse (massi) magnetväljas fibreerima. Anduri pööramisel püüab liikuv raskus (mass) jätkata oma endist liikumissuunda. Liikudes magnetväljas põhjustab see pinge muutumise mis annab juhtplokile teda auto pöördumisest.
19 ProDiags
Pikisuunalise kiirenduse andur:
Neljarattaveolistel autodel on hädavaljalik ka pikisuunalise kiirenduse andur. Tavaliselt on see paigaldatud A-piilarisse (tugisambasse). Pikisuunalist kiirendust mõõdetakse kas eri anduriga või siis arvutataksa pidurdusrõhu, ABS-andurite ja mootori juhtploki signaalide põhjal.
5.5. Pidurdusrõhu andur
Anduris sees on plaatkondensaator, mille mahtuvus on pöördvõrdeline plaatide vahelise kaugusega. Anduris paiknev elektroonika muudab mahtuvuse muutuse pingesignaaliks.
Suur kaugus, väike mahtuvus. Väike kaugus, suur nahtuvus.
Andurite vahetamine Stabiilsuskontrolli andurite või juhtploki vahetamisel tuleb need kindlasti vastava testriga kalibreerida. See tähendab, et juhtplokile tuleb näidata andurite algasend (nullkiirendus, keskasend).
NB! - Andureid tuleb transportida alati orginaalpakendis. - Hoidu nende mahapillamise eest. - Ära aseta andurite peale raskeid esemeid. - Andurite paigaldamise jälgi hoolikalt nende paigaldussuunda ja asendit.
20