Система распределения тормозных усилий ebd ebv. Система EBD: от разработок к применению

У разных производителей имеет названия:
Electronic Brake Force Distribution – EBD
Elektronishe Bremskraftverteilung – EBV

Система электронного распределения тормозных сил (РТС) обеспечивает одинаковое торможение всех колес автомобиля. РТС перераспределяет тормозные усилия между колесами так, чтобы обеспечить наибольшую эффективность торможения без потери управления автомобилем даже при максимальном усилии торможения. Это обеспечивается вне зависимости от количества находящихся в салоне пассажиров, массы груза и соответственно нагрузки на каждое колесо. Система также срабатывает, когда под действием сил инерции на поворотах или при торможении колеса нагружаются по-разному.
Система РТС работает совместно с АБС и вступает в действие раньше ее.

Рисунок:
Схема работы РТС:
а – вход в поворот без торможения;
б – начало торможения (тормозное усилие равномерно распределено по колесам на осях – риск заноса);
в – РТС подключена – перераспределение тормозных сил на колесах

EBD заменяет собой известные по обычным тормозным системам клапаны управления давлением в тормозной системе или межосевые регуляторы тормозных сил. Задача EBD - предотвращение создания избыточного тормозного усилия на задних колесах еще до срабатывания ABS.
Если проскальзывание одного из колес, определенное датчиком АБС, превышает критическое значение, открывается выпускной клапан и давление в тормозном контуре снижается.
Насос высокого давления при этом не задействуется.
Если, несмотря на это, колесо блокируется, включается система ABS. EBD требует точной регулировки давления, поэтому в ней часто применяются пропорциональные клапаны, открытием которых можно управлять плавно, тем самым точно регулируя давление в тормозных контурах.
EBD в поворотах обеспечивает стабильность автомобиля при торможении в повороте, включается она "в предзоне" срабатывания ABS.
Из-за динамического перераспределения нагрузок при прохождении поворота, относительные нагрузки на внешние колеса увеличиваются, а на внутренние - уменьшаются. Поэтому при торможении внутренние в повороте колеса будут более подвержены блокированию. Система распределения тормозных сил в поворотах снижает давление в тормозных контурах внутренних колес, в результате чего боковая сила остается неизменной. Оценка необходимости снижения давления в тормозной магистрали делается по степени проскальзывания колес.
При проезде крупных неровностей на проезжей части может происходить кратковременный разрыв контакта колеса с дорогой, когда колесо не успевает "вовремя опуститься". Если в этот момент водитель нажмет на педаль тормоза, то такое колесо окажется мгновенно заблокированным. В обычной системе ABS блокирование колеса вызовет немедленное и снижение тормозного давления в соответствующем контуре. В результате этого колесо не будет заторможено и после восстановления контакта с дорожным покрытием не будет создавать тормозного усилия, увеличивая тормозной путь. Система управления амортизаторами получает сигналы от датчиков хода подвески и на их основе оценивает состояние дорожного покрытия. Сигнал передается модулю управления ABS, и он переключается в специальный режим, в котором снижение давления в тормозных контурах замедляется.

Что такое EBD в машине?

При просматривании комплектаций и технических характеристик к той или иной модели мы часто встречаем много различных аббревиатур, об истинном значении которых не догадываемся. Например, как может человек, далекий от английского, знать, что - это система рециркуляции выхлопных газов? Но, что такое знают практически все водители - это одна из активных систем безопасности, антиблокировка тормозов.

Вместе с ABS применяется и другая активная система безопасности - EBD, что расшифровывается как система электронного распределения тормозных усилий ..

Зачем нужно распределение тормозных усилий?

Начнем с того, что длительное время водители обходились без всей этой активной безопасности. Тем не менее автомобили становятся все более распространенными, критерии для выдачи водительских прав становятся менее строгими, а сами авто постоянно совершенствуются.

Что будет, если резко нажать во время движения на большой скорости на педаль тормоза? По идее машина должна резко остановиться. На самом деле, остановиться моментально авто не сможет, будет определенной длины из-за элементарной силы инерции. Если резко затормозить на обледеневшей трассе, то этот путь будет в три раза длиннее. Кроме того, передние колеса блокируются и изменять направление движения во время экстренного торможения не представляется возможным.

Система ABS призвана устранить данную проблему. Когда она включена, вы чувствуете вибрации педали тормоза, колеса при этом не блокируются, а немного прокручиваются и автомобиль сохраняет курсовую устойчивость.

Но у ABS есть некоторые недостатки:

не работает при скоростях ниже 10 км/час;
на сухом дорожном покрытии тормозной путь становится более коротким, но не намного;
мало эффективна на плохих и грунтовых дорогах;
не эффективна на неоднородном дорожном покрытии.

То есть, если, к примеру, вы заедете правыми колесами на жидкую грязь, которая часто бывает возле обочины, и начнете тормозить с ABS, машину может занести. Также система требует дополнительного обслуживания, так как за ее работу отвечают различные датчики, которые могут забиваться и выходить из строя.

EBD нельзя назвать какой-то отдельной системой, она идет в комплекте с антиблокировкой тормозов. Благодаря датчикам и информации, поступающей от них, у электронного блока управления появляется возможность распределять тормозные усилия на каждое из колес. Благодаря данному факту минимизируются шансы ухода в занос на поворотах, автомобиль сохраняет траекторию движения даже при торможении на неоднородном дорожном покрытии.

Составные элементы и схема работы

Работает система на основе составных элементов ABS:

датчики скорости вращения каждого из колес;
клапаны тормозной системы;
блок управления.

Когда вы нажимаете на тормоз, датчики передают на центральный блок информацию о скорости вращения колес. Если система приходит к выводу, что на переднюю ось приходится большая нагрузка, чем на заднюю, она подает импульс на клапаны в тормозной системе, благодаря чему колодки немного ослабляют хватку и передние колеса немного прокручиваются, для стабилизации нагрузки.

Если же вы тормозите на повороте, то возникает разность в нагрузке между левыми и правыми колесами. Соответственно, менее задействованные колеса перебирают часть нагрузки на себя, а те, которые обращены в сторону поворота, немного растормаживаются. Кроме того, водитель сохраняет контроль над управлением и может изменять траекторию движения.

Стоит отметить, что и EBD полностью не защищено от ошибок. Так, если вы едете по полностью неочищенной от снега и льда трассе, могут возникнуть моменты, когда правые колеса едут по льду, а левые по асфальту. Программное обеспечение не сможет сориентироваться в данной ситуации, что будет равнозначно отпусканию педали тормоза.

Таким образом, водителю необходимо сохранять бдительность на протяжении всего маршрута. Как свидетельствует статистика, применение подобных систем приводит к некоторым психологическим моментам: водители, полностью уверенные в своей безопасности, теряют бдительность, в результате чего попадают в ДТП.

Отсюда делаем вывод: постоянно следить за дорогой и соблюдать правила дорожного движения нужно, вне зависимости от того, установлены ли на ваш автомобиль системы активной безопасности или нет. Только в таком случае можно свести к минимуму количество опасных ситуаций на проезжей части.

Аббревиатура EBD расшифровывается как «Electronic Brake Distribution», что в переводе означает «электронная система распределения тормозных усилий». EBD работает в комплексе с и является ее программным дополнением. Она позволяет более эффективно распределять тормозное усилие на колесах в зависимости от загрузки автомобиля и обеспечивает более высокую управляемость и устойчивость при торможении.

Принцип действия и конструкция EBD

Величина тормозного пути с EBD и без нее

При экстренном торможении центр тяжести автомобиля смещается в переднюю часть, уменьшая нагрузку на заднюю ось. Если в этот момент тормозные усилия на все колеса будут одинаковыми (что происходит в автомобилях, на которых не используются системы, регулирующие тормозное усилие), задние колеса могут быть полностью заблокированы. Это приводит к потере под воздействием боковых сил, а также к заносам и потере управляемости. Также регулировка тормозных сил необходима при загрузке автомобиля пассажирами или багажом.
В случае, когда торможение выполняется в повороте (при этом центр тяжести переносится на колеса, идущие по внешнему радиусу) или произвольные колеса попадают на поверхности с различным сцеплением (например, на лед), действия одной системы ABS может быть недостаточно.
Решить эту проблему позволяет система распределения тормозных усилий, которая взаимодействует с каждым колесом в отдельности. На практике это включает следующие задачи:

Определение степени проскальзывания на дорожном покрытии для каждого колеса.
Изменение давления рабочей жидкости в и распределение тормозных усилий в зависимости от сцепления колес с дорогой.
Сохранение курсовой устойчивости при воздействии боковых сил.
Снижение вероятности заноса автомобиля в процессе торможения и поворота.

Основные элементы системы

Схема расположения элементов EBD (АВS) в конструкции автомобиля

Конструктивно система распределения тормозных усилий реализована на базе системы ABS и состоит из трех элементов:

Датчики. Они фиксируют данные о текущей частоте вращения каждого колеса. При этом EBD использует датчики ABS.
Электронный блок управления (общий для обеих систем управляющий модуль). Получает и обрабатывает информацию о скорости, анализирует условия торможения и приводит в действие соответствующие клапаны тормозной системы.
Гидравлический блок системы ABS. Выполняет регулировку давления в системе, изменяя тормозные усилия на всех колесах в соответствии с сигналами, подаваемыми блоком управления.

Процесс распределения тормозных усилий

Распределение тормозных усилий по осям автомобиля

На практике работа электронной системы распределения тормозных усилий EBD представляет собой цикл, схожий с работой системы АБС и состоящий из следующих этапов:

Анализ и сравнение тормозных усилий. Выполняется блоком управления ABS для задних и передних колес. В случае превышения заданной величины в работу включается алгоритм действий, предустановленный в памяти блока управления ЕБД.
Закрытие клапанов для удержания заданной величины давления в контуре колеса. Система определяет момент начала блокировки колеса и фиксирует давление на текущем уровне.
Открытие выпускных клапанов и уменьшение давления. Если риск блокировки колес сохраняется, блок управления открывает клапан и уменьшает давление в контурах рабочих тормозных цилиндров.
Повышение давления. Когда угловая скорость колеса не превышает пороговое значение блокировки, программа открывает впускные клапана и таким образом повышает давление в контуре, создаваемое водителем при нажатии на педаль тормоза.
В момент начала блокировки передних колес система распределения тормозных усилий выключается, и в работу включается ABS.

Таким образом, система непрерывно контролирует и наиболее эффективно распределяет тормозные усилия на каждом колесе. При этом если в автомобиле перевозится багаж или пассажиры на задних сидениях, распределение усилий будет осуществляться более равномерно, нежели при сильном смещении центра тяжести в переднюю часть автомобиля.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом является то, что электронный распределитель тормозных сил позволяет наиболее эффективно реализовать потенциал торможения автомобиля в зависимости от внешних факторов (загрузка, движение в повороте и т.д.). При этом система работает автоматически, и для ее запуска достаточно нажатия на педаль тормоза. Также система EBD позволяет тормозить при затяжных поворотах без риска уйти в занос.
Основным недостатком является то, что, в случае использования шипованных зимних шин, при торможении с применением системы распределения тормозного усилия EBD, по сравнению с обычным торможением, возрастает тормозной путь. Этот минус также характерен для классических антиблокировочных систем.
Фактически электронная система распределения тормозных усилий EBD является отличным дополнением ABS, делая ее более совершенной. Она вступает в работу до начала запуска антиблокировочной системы, подготавливая автомобиль к более комфортному и эффективному торможению.

Система EBD (Electronic brake distribution) является закономерным продолжением антиблокировочной системы тормозов, увеличивающей диапазон коррекции торможения и корректирующей недостатки более архаичной ABS.

Разработка системы велась еще в 80-х годах прошлого века, однако массовое распространение механизм получил только в наши дни. Чтобы понять, что такое EBD, необходимо вспомнить об основах работы антиблокировочной системы.

Что такое ABS, и какие недостатки она имеет

ABS — механизм, предотвращающий блокировку тормозов и сохраняющий управляемость при экстренном торможении. Вопреки общепринятому мнению, электроника не сокращает тормозной путь, а на голом льду даже удлиняет его.

Суть действия ABS заключается в том, что электронный блок, получая от датчиков информацию о блокировке, принудительно на короткое время сбрасывает тормозное усилие, на долю секунды позволяя колесам вновь «поймать» дорогу. За секунду электроника совершает до 25 циклов торможение - сброс усилия.

ABS работает только при экстренном торможении. К тому же, при блокировке одного из колес антиблокировочный механизм сбрасывает давление в обоих контурах тормозов. Сила торможения является равной на всех шасси. Это приводит к удлинению тормозного пути, несоответствию интенсивности торможения переднего и заднего контура , повышает риск срыва машины в занос.

Принцип работы EBD

Что же это такое - ebd в автомобиле? Система распределения тормозных усилий является не заменой ABS, а его более прогрессивной разновидностью, дополнением.

Электронный блок механизма распределения от датчиков, установленных на каждой из ступиц, получает информацию о:

частоте вращения колес;
скорости;
загруженности;
уровне сцепления с дорогой.

Важно, что информация является индивидуальной для каждого диска. Здесь кроется принципиальное отличие системы распределения тормозного усилия EBD от классического противоблокировочного механизма, сбрасывающего давление в тормозах при блокировке даже одного колеса.

Система распределения тормозных усилий работает только с теми колесами, которые оказались заблокированы. Это важно в ситуациях, когда одна пара колес находится на заснеженной обочине, вторая — на асфальте.

Вторым принципиальным отличием является тот факт, что ABS EBD работает не только при полном, но и при частичном нажатии на педаль тормоза. Как правило, подобную ошибку на автомобилях, где установлена электронная система коррекции торможения, совершают неопытные или излишне осторожные водители.

Третьим отличием, выгодно отличающим ЕБД от классической ABS, является возможность осуществлять торможение в затяжных поворотах. При это усилия распределяются таким образом, чтобы автомобиль не сорвался в занос. Аналогичные действия с классической АБС или без нее приведут к срыву задней оси.

Недостатки EBD

Система распределения тормозных усилий EBD имеет определенные недостатки. Однако все они являются не самостоятельными моментами, а недоисправленными проблемами ее предшественницы - классической ABS. Основной проблемой, связанной с работой антиблокировочных систем, принято считать удлинение тормозного пути при езде на зимней ошипованной резине.

Дело в том, что ошипованные покрышки при заблокированных тормозах играют роль своеобразного якоря. Они «вгрызаются» в ледяную корку, создавая огромное сопротивление скольжению. Благодаря этому, машина достаточно быстро останавливается даже в гололед. При работе EBD или ABS этого не происходит.

Сбрасывая давление в тормозных контурах, электроника позволяет колесам постоянно катиться, не зацепляясь за дорогу. Это удлиняет тормозной путь минимум на 10-15%, что было не раз доказано экспериментально (журнал «За рулем», декабрь 2001 г).

Распределение тормозных усилий под электронным управлением имеет и еще один недостаток, достаточно условный. Дело в том, что автомобиль, оборудованный системой EBD, не подходит для спортивного вождения.

Здесь практически невозможно добиться управляемого заноса , столь любимого уличными гонщиками. Водитель не может управлять автомобилем так, как считает нужным. Впрочем, это актуально только в отношении опытных автогонщиков и людей, занимающихся экстремальным вождением.

В качестве вывода

EBD является прекрасным электронным помощником, способным облегчить жизнь начинающего водителя и подстраховать его от ошибок при торможении .

При этом полностью полагаться на работу электроники нельзя. На льду и снежной каше, машина, оснащенная системой распределения тормозных усилий, может повести себя непредсказуемо.

Дальнейшее развитие ABS привело к появлению на современных автомобилях системы электронного распределения тормозных усилий EB D (Electronic Brake Force Distribution). Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение антиблокировочной системы тормозов. Эти системы всегда работают в паре, поэтому чаще всего в каталогах можно увидеть аббревиатуру ABS+EBD. Идея EBD выросла из того факта, что при резком торможении на неоднородном покрытии автомобиль начинает разворачивать. Это происходит оттого, что степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое. Система EBD, используя датчики ABS, анализирует положение каждого колеса при торможении и строго индивидуально дозирует тормозное усилие на нем. Система EBD позволяет эффективно тормозить в разных дорожных условиях, учитывая участки дороги с разнородным покрытием, загруженность автомобиля и техническое состояние покрышек. EBD распределяет тормозные усилия на каждое колесо в отдельности, чтобы обеспечить оптимальное сцепление с дорогой. Особенно заметна польза EBD при торможении в повороте. Думаю, многие из водителей не раз сталкивались с ситуацией, когда в закрытом повороте перед ними оказывался автомобиль очередного нерадивого автолюбителя, вздумавшего отдохнуть на обочине. Именно EBD позволяет в такой ситуации тормозить, не теряя контроля над автомобилем. Без этой системы торможение в лучшем случае закончится сносом с траектории. В худшем случае все может закончиться довольно плачевно. Принципиально отличие EBD и других систем от базовой ABS в том, что они помогают водителю управлять автомобилем постоянно, а не только при экстренном торможении.

Принцип работы системы распределения тормозных усилий
Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:
удержание давления
сброс давления
увеличение давления
По данным датчиков угловой скорости колес блок управления ABS сравнивает тормозные усилия передних и задних колёс. Когда разница между ними превышает заданную величину, включается алгоритм системы распределения тормозных усилий.
На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес. Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается. При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.
Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.

Еще работа EBD поможет распределить тормозную силу в случае резкого торможения в повороте противостояв заносу и сносу автомобиля, потери траектории пути. При поворотах сильнее нагружаются внешние колеса относительно поворота, а нагрузка на внутренние колеса уменьшена, тем самым автомобиль подвержен риску заноса или потери траектории и вылета с поворота. В этом случае EBD уменьшит тормозное усилие на внешние колеса тем самым не дав им заблокироваться. Автомобиль становится управляемым, значительно повышается уровень безопасности движения. С системой EBD можно смело тормозить в повороте и на смешанном покрытии. Электроника по разности частот вращения «поймет», что колеса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колесах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колес), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.
Также система EBD при торможении учитывает загрузку автомобиля.