Принцип работы системы курсовой устойчивости автомобиля
Швалёв, С. Г. Принцип работы системы курсовой устойчивости автомобиля / С. Г. Швалёв. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 2 (136). — С. 213-216. — URL: https://moluch.ru/archive/136/38240/ (дата обращения: 15.12.2023).
Учитывая всю непостоянность погодных условий при эксплуатации автомобилей, актуальным становится вопрос курсовой устойчивости автомобиля.
Ключевые слова: ESP, датчик, безопасность, курсовая устойчивость
ESP — активная система безопасности автомобиля, позволяющая предотвратить занос посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких).
Основной задачей системы электронной стабилизации ESP является выравнивание автомобиля в ту сторону, куда направлены передние колеса. На автомобиле установлены датчики продольного и поперечного ускорения кузова, датчики угловых скоростей всех четырех колес, датчик положения педали тормоза, датчик положения рулевого колеса, датчик давления в главном тормозной цилиндре, насос с разделенной системой управления тормозными магистралями колес и электронным блоком управления всем этим.
Рис. 1. Принцип работы датчика скорости колёс
Рис. 2. Активный датчик частоты вращения колеса
Блок управления делает опрос 4-х датчиков вращения колес. Опрашивается также положения рулевого колеса и датчик продольного и поперечного ускорения автомобиля.
Рис. 3. Датчики ускорения
Все данные обрабатываются электронным блоком управления, как только данные с одного или нескольких датчиков превысят критические значения, записанные в базе данных блока управления, программа согласно заданному алгоритму действий начнет выправлять траекторию автомобиля посредствам управления тормозной системой (изменение скоростей колес) и системой подачи топлива, что приводит к выравниванию автомобиля в направлении колес.
Рис. 4. Управление торможением колес и моментом привода
Подтормаживанием отдельных колес ESP создаёт разворачивающий момент. Этот момент направлен противоположно нежелательному разворачивающему моменту и стабилизирует его движение по заданному курсу (курс определяется датчиком положения рулевого колеса). При условии невозможности коррекции только с помощью направленного торможения — изменяется крутящий момент двигателя.
Рис. 5. Подтормаживание отдельных колес
С применением системы курсовой устойчивости значительно повышается безопасность автомобиля. Эксперты называют систему ESP самым важным изобретением в сфере автомобильной безопасности после ремней безопасности. Она обеспечивает водителю лучший контроль над поведением автомобиля, следя за тем, чтобы он перемещался в том направлении, куда указывает поворот руля. По данным американского Страхового института дорожной безопасности (IIHS) и Национального управления безопасностью движения на трассах NHTSA (США), примерно одна треть смертельных аварий могла бы быть предотвращена системой ESP, если бы ей были оснащены все автомобили.
- VOLKSWAGEN TECHNICAL SITE [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.vwts.ru — (Дата обращения 14.04.16);
- Безопасность автомобиля [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.systemsauto.ru — (Дата обращения 14.04.16);
- За рулем [Электронный ресур] — Режим доступа: httt://www.zr.ru — (Дата обращения 14.04.16)
Основные термины (генерируются автоматически): ESP, рулевое колесо, IIHS, NHTSA, выравнивание автомобиля, датчик, датчик положения, колесо, курсовая устойчивость, электронный блок управления.
TOYOTA
G-сенсор или датчик ускорения (2-х осевой) в технической документации Toyota может иметь обозначение Yaw Sensor (буквально датчик рысканья). Он используется системой курсовой устойчивости для отслеживания ускорения и замедления автомобиля в продольной и поперечной плоскостях. Кроме этого, он информирует блок VSC о степени поворота автомобиля вокруг своей оси.
Существует два варианта установки Yaw-датчика. На части автомобилей он интегрирован в блок управления АБС/СКС. На других авто этот датчик является отдельным устройством, связанным с ЭБУ посредством CAN-шины, что позволяет разместить его максимально близко к центру кузова автомобиля для обеспечения необходимой точности и корректности работы всей системы.
Описание процедуры:
Настройка нулевого значения G-сенсора необходима после замены AT/CVT, смежных деталей, а также ECU.
Предупреждение:
Удерживайте автомобиль в недвижимом положении во время калибровки, для этого выберите передачу «PARK».
Инструкция:
Выполните следующие шаги:
Выберите G sensor zero point learning:
Примечание:
Права на данный документ защищены Launch Tech Co., Ltd
Цитирование только по согласованию.
Ремонт и техническое обслуживание автомобилей
В некоторых автомобильных ЭСАУ для фиксации величины ускорений требуются соответствующие датчики, которые обычно называют акселерометрами. Акселерометры используются в системах безопасности, навигационных системах, активной подвеске.
Пьезоэлектрические и тензорезистивные акселерометры создаются на основе твердотельных материалов, которые обладают электрической чувствительностью к механическим воздействиям.
Пьезоэлектрические акселерометры
Такой тип датчиков ускорения широко используется для вибрационных измерений, благодаря точности данных, надежности и простые конструкции (рис. 1, а). Чувствительность автомобильных акселерометров составляет около 20 мВ/g, они имеют малые размеры и выпускаются в интегральном исполнении с термокомпенсацией. Их погрешность составляет 0,5% при температурах -40. + 110 ˚С.
Рис. 1.
а) Принципиальная конструкция акселерометра;
б) Высокочастотный сигнал пьезодатчика;
в) Схема усилителя-формирователя для обработки сигнала пьезоэлектрического акселерометра
При деформации (сжатии) пьезокристалла на его гранях появляется электрический сигнал, пропорциональный ускорению. Рабочий диапазон частоты 5. 100000 Гц. Для обработки сигнала от подобных пьезоэлектрических датчиков используется электронный усилитель-формирователь (рис. 1, в). Акселерометры подушек безопасности автомобиля
Эти акселерометры являются механическими датчиками инерционного типа. Такие датчики обычно располагаются не дальше 40 см от предполагаемого места удара. Обычно используются 3. 5 датчиков.
Конкретное исполнение инерционных датчиков может отличаться у разных производителей системы безопасности, но все они работают по одному и тому же принципу.
В обычных условиях движения автомобиля выходные контакты акселерометра разомкнуты, они замыкаются, когда датчик испытывает отрицательное ускорение в диапазоне 15. 20 g, что соответствует наезду автомобиля на твердое препятствие со скоростью 15. 30 км/ч. Существует несколько конструкций акселерометров, применяемых в системах безопасности.
Рис. 2. Акселерометр с постоянным магнитом
Самыми распространенными механическими акселерометрами являются акселерометры с постоянным магнитом. Эта механическая конструкция (рис. 2) состоит из чувствительной массы (металлического шара), которая прочно удерживается в задней части небольшого цилиндра мощным постоянным магнитом.
Выходные электрические контакты датчика всегда разомкнуты, и при столкновении сила инерции металлического шара преодолевает притяжение магнита, шар двигается по цилиндру и замыкает контакты, сигнал поступает в ЭБУ.
В таких датчиках различные конструктивные параметры его элементов, например, масса шарика, сила притяжения магнита, демпфирование и др., увязываются с динамикой конкретного автомобиля при ударе. При этом учитывается вес автомобиля, конструкция корпуса, места расположения датчиков.
Специальные акселерометры
В последние годы в машиностроении, в т. ч. — в автомобилестроении, широко применяются интегральные акселерометры на основе полупроводниковых или пьезоэлектрических тензорезисторов, имеющие малые размеры, высокую надежность, программируемость, Такие интегральные датчики располагаются как можно ближе к центру салона.
Их чувствительность к ударному ускорению выше, чем у механических, из-за амортизации корпуса. Используется один датчик для фронтального удара с диапазоном ±50 g.
Могут применяться датчики боковых ударов, пьезорезистивные или емкостные с погрешностью менее 5% и частотным диапазоном 0. 750 Гц.
Акселерометры используются также в активной подвеске для определения изменения нагрузки на колеса, их рабочий диапазон ±2 g, погрешность менее 5%, диапазон частот 0. 10 Гц.
В системах стабилизации движения автомобиля использовались акселерометры (рис. 3) для определения поперечных значений ускорения.
Подобные датчики также используются в системах полного привода с подключаемой муфтой в качестве датчиков продольного ускорения автомобиля. Преобразователем является датчик Холла 4, выходное напряжение которого зависит от величины отклонения чувствительного элемента – постоянного магнита 3, подвешенного на пруженной пластине 2 под действием ускорения.
Корпус 1 датчика выполняет роль магнитного демпфера.
Рис. 3. Датчик поперечного (продольного) ускорения автомобиля
Емкостные акселерометры
Емкостной датчик поперечного ускорения (рис. 4) представляет собой несколько последовательно соединенных конденсаторных пластин.
В корпусе 1 на подвеске 4 установлена подвижная конденсаторная пластина 3 с сейсмической массой (грузом), перемещающаяся при воздействии поперечных ускорений а.
Еще две конденсаторные пластины 2 неподвижны и установлены так, что образуется два последовательно соединенных конденсатора K1 и K2.
С помощью контактных площадок 5 датчик подключается к ЭБУ.
Рис. 4. Ёмкостной датчик поперечного ускорения:
а) устройство;
б) электрическая схема; 1 — корпус; 2 — неподвижная пластина; 3 — подвижная пластина с сейсмической массой; 4 — подвеска; 5 — контактная площадка
При отсутствии ускорения измеренные емкости С1 и С2 обоих конденсаторов равны по величине.
При возникновении поперечного ускорения массивная подвижная пластина под действием силы инерции смещается относительно неподвижных пластин встречно ускорению. При этом изменяются расстояния между пластинами и емкость каждого из конденсаторов, например, в конденсаторе K1 расстояние между пластинами увеличивается, емкость С1 уменьшается; в конденсаторе K22 расстояние между пластинами уменьшается, емкость С2 увеличивается.
Датчики ускорения: выбор и примеры использования
Тензометрические датчики ускорения TML предназначены для измерения ускорений и вибраций в конструкциях любого типа, в том числе в машиностроении и строительстве. Датчики ускорения оснащены чувствительными элементами, в которых используются тензорезисторы TML, изготовленные специально для производства тензометрических датчиков.
Выходная полярность в зависимости от нагрузки
Измеренное значение изменяется в положительном направлении (+), когда ускорение воздействует на датчик в направлении (+) (указано на корпусе датчика).
Пример частотной характеристики
Датчики ускорения могут иметь различные частотные характеристики, отличаться отношением выходной чувствительности к частоте в зависимости от температуры.
Выбор датчика ускорения
Как используют датчики ускорения
Измерение вибраций на автомобиле
Измерение вибраций зданий
Нагрузка на ванты моста
Принадлежности для датчиков ускорения
Сопутствующая продукция
ARF-A Для малых величин Датчики ускорения
ARJ Компактные Датчики ускорения
ARS-A С высокой чувствительностью Датчики ускорения
ARM-A-T Трехкомпонентные Датчики ускорения
ARF-A-T Общего назначения Датчики ускорения
ARE-A Высокий предел измерений Датчики ускорения
Все материалы, представленные на сайте, в приложенных файлах и описаниях, носят информационный характер. Просим Вас руководствоваться только той информацией, которая указана в соответствующем договоре/соглашении/счете/техническом предложении, полученном от ООО «Японские измерительные технологии» по официальным каналам (электронный адрес info@tmljp.ru, либо иная форма отправления, позволяющая точно определить отправителя). Производитель оборудования компания Tokyo Measuring Instruments Laboratory Co., Ltd, официальный дистрибьютор ООО «Японские измерительные технологии» оставляют за собой право в любой момент изменять информацию, размещенную на сайтах. Для размещения заказа на интересующее оборудование просим Вас связаться с нами любым из удобных способов: оставив заявку на обратный звонок или позвонив нам, отправив заявку через сайт или по электронной почте, положив в «Корзину» интересующие Вас позиции и отправив заявку таким способом. Мы обязательно свяжемся с Вами.
- Датчики силы
- Датчики перемещения
- Датчики давления
- Датчики ускорения
- Датчики для строительного мониторинга