В этом документе важно все. Но давайте оставим «Евро-0» и подушки – это отдельные большие темы. А поговорим об ABS, ее истории и современности. Все ли хорошо представляют, от чего предстоит отказаться?

Скольжение и вращение

Конструкторов автомобилей еще с 20-х годов волновала блокировка колес при торможении. А если точнее, печальные последствия блокировки. И они уже тогда стали искать способы решения проблемы.

Процесс торможения зависит в том числе и от проскальзывания колеса по дорожному полотну. Исследования показали, что существует оптимальная область проскальзывания, в которой удается обеспечить две важнейших составляющих безопасности:

• управляемость автомобиля;

• приемлемый (в идеале минимальный) тормозной путь.

Вот бы научиться удерживать колесо в этой области! В поиске решения приняло участие большое количество изобретателей и компаний. Однако создать что-то путное в течение многих десятилетий не удавалось.

Антиблокировочная система

Решение нашла компания Bosch в 1978 году, объединив гидравлическую тормозную систему и микропроцессор. Получилась система из трех основных компонентов:

• датчика скорости на каждом колесе;

• электронного блока управления;

• гидравлического модулятора.

Как только колесо начинает блокироваться и скользить по дороге, датчик скорости посылает сигнал блоку. Блок дает команду гидравлическому модулятору снизить давление тормозных колодок на диск. Колесо начинает вращаться, автомобиль остается управляемым, а его поведение предсказуемым. Цикл «блокировка-вращение» повторяется, пока условия для блокировки не исчезнут.

Так появилась АБС (ABS) – антиблокировочная система тормозов. Над своей системой компания Bosch работала не в одиночестве. Ее партнерами были Mercedes-Benz и BMW. Неудивительно, что первыми  автомобилями, примерившими новинку, стали Mercedes-Benz S-класса и BMW 7-й серии.

Фото 2. Когда слева и справа дорожное покрытие разное, резкое торможение без систем активной безопасности может быть непредсказуемым (штрих-пунктирная линия). А сплошная линия говорит, что автомобиль такими системами оснащен

Противобуксовочная система

Итак, в составе тормозной системы появился микропроцессор, точнее, контроллер. А что если научить его решать и другие задачи безопасности движения?

Вот, например, буксование. Здесь также имеется некая область, в которой буксующее колесо следует притормаживать. А если этого недостаточно, то изменять подводимый к нему крутящий момент.

И тогда инженеры сделали следующее:

• дополнили модулятор давления ABS несколькими электроклапанами;

• применили более мощный электронасос;

• обеспечили обмен информацией между контроллером, управляющим тормозами и ЭБУ двигателя.

Так родилась противобуксовочная система (ПБС), расширившая возможности ABS. При торможении она выполняет антиблокировочную функцию, а при трогании и разгоне ограничивает буксование ведущих колес, повышая безопасность движения.

Фото 3. Системы активной безопасности помогут уверенному прохождению поворотов на большой скорости. Штрих-пунктирная траектория показывает, что автомобиль, не оснащенный такими системами, может сойти с трассы

Система динамической стабилизации

Но и ПБС не стала венцом творения. Функции тормозной системы для активной безопасности продолжали развиваться. Разработчики добавили в свое детище три новых датчика:

• угла поворота рулевого колеса;

• скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси;

• поперечного ускорения.

И на свет родилась СДС – система динамической стабилизации. По-английски ESP (Electronic Stability Program). Она сравнивает фактическую траекторию движения автомобиля с траекторией, задаваемой водителем. Что происходит в случае их рассогласования? А вот что: колеса (одно или несколько) притормаживаются, двигатель регулирует крутящие моменты, и автомобиль возвращается на желаемую траекторию.

Первый автомобиль, оснащенный системой динамической стабилизации, сошел с конвейера в сентябре 1995 года. Им оказался Mercedes-Benz S-Class.

Само собой разумеется, что ESP выполняет антиблокировочную и противобуксовочную функции. В итоге выпуск ПБС прекратили, а в производстве остались бюджетная ABS и более дорогая престижная ESP.

После серийного освоения ESP развивалась в нескольких направлениях. Одно из них – введение дополнительных функций. Например, помощи при трогании в гору, подавления раскачивания прицепа, защиты от опрокидывания. Последняя функция актуальна для автомобилей с высоким центром тяжести: больших внедорожников, малотоннажных фургонов и тому подобных транспортных средств.

Фото 4. Внезапное препятствие на дороге – грузовик потерял ящик! Выручит руль? Не только. Быстро и безопасно объехать препятствие помогут и электронные системы активной безопасности

Гибридный и электропривод

Особый интерес представляет создание тормозной системы для гибридных автомобилей и электромобилей. Для них было разработано два типа рекуперативной тормозной системы: с вакуумным усилителем и вакуум-независимую.

Первый тип – это ESP hev, созданная на основе системы динамической стабилизации Bosch ESP 9. Контроллер системы согласовывает действия электрической машины и гидравлических колесных тормозных механизмов, а также управляет вакуумным насосом. ESP hev предназначена для гибридных автомобилей с ведущими задними колесами и разделением тормозных контуров по осям.

Второй тип в вакууме не нуждается. Эта система получила название HAS hev, где HAS означает Hydraulic Actuation System, а hev отражает назначение – hybrid electric vehicles.

Эта разработка подходит для всех способов разделения тормозных контуров и типов привода. Она включает тормозной блок и электрогидравлический модуль, который содержит модулятор ESP. Педаль тормоза и колесные тормозные механизмы разъединены. Тормозной блок вырабатывает тормозные команды, а встроенный симулятор перемещения педали создает у водителя знакомое ощущение обычного торможения.

Эпилог

Таким образом, тормозные системы становятся все более и более сложными и интересными. И очень печально, что мы выпадаем из процесса их развития. Ведь теряя ABS, мы отказываемся и от ESP. Вы же понимаете, что ESP без ABS не бывает.

Будем надеяться, что в скором времени у нас найдутся и талантливые инженеры, и производственные мощности, и финансовые инструменты, чтобы наверстать упущенное. Очень не хочется тормозить где-то на обочине технического прогресса.

Фото Bosch