Функции, или системы, облегчения трогания с места предназначены для помощи водителю при выполнении определённых маневров или в определённых ситуациях. Таким образом они повышают удобство управления автомобилем и его безопасность. Такие системы как правило не вмешиваются в управление в критических ситуациях, а включены всегда и могут при желании быть отключены.
1. Ассистент движения на спуске
Ассистент движения на спуске, называемый также HDC (от англ. Hill Descent Control) помогает водителю при движении по горным дорогам.
Когда автомобиль находится на наклонной плоскости, действующая на него сила тяжести раскладывается, по правилу параллелограмма, на нормальную и параллельную составляющие (рис.5.2.83). Последняя представляет собой действующую на автомобиль скатывающую силу. Если на автомобиль действует собственная сила тяги, то она добавляется к скатывающей силе. Скатывающая сила действует на автомобиль постоянно, независимо от скорости автомобиля. Вследствие этого автомобиль, скатывающийся по наклонной плоскости, будет всё время ускоряться, т.е. двигаться тем быстрее, чем дольше он скатывается.
Рисунок 5.2.83 – Силы, действующие на автомобиль при движении на спуске
Чтобы удерживать постоянной скорость автомобиля без ассистента движения на спуске, водителю необходимо будет тормозить и/или включать понижающую передачу и снимать ногу с педали акселератора.
В автомобиле с ассистентом движения на спуске водителю не нужно об этом заботиться, за поддержанием выбранной постоянной скорости следит ассистент.
Ассистент движения на спуске задействуется при выполнении следующих условий:
· скорость автомобиля меньше 20 км/час,
· уклон превышает 20%,
· двигатель работает,
· ни педаль газа, ни педаль тормоза не нажаты.
Если эти условия выполнены и получаемые ассистентом движения на спуске данные о положении педали акселератора, оборотах двигателя и скорости вращения колёс свидетельствуют о увеличении скорости автомобиля, ассистент исходит из того, что автомобиль скатывается на спуске и необходимо задействовать тормоза. Система начинает работать со скорости, которая слегка превышает скорость пешехода.
Скорость автомобиля, которую тормозной ассистент должен (с помощью подтормаживания всех колёс) поддерживать, зависит от скорости, с которой было начато движение на спуске, и включённой передачи.
В этом случае ассистент движения на спуске включает насос обратной подачи (рис.5.2.84). Клапаны высокого давления и впускные клапаны ABS открываются, а выпускные клапаны ABS и переключающие клапаны закрываются. В тормозных цилиндрах колёс создаётся тормозное давление, и автомобиль замедляется.
Рисунок 5.2.84 – Схема работы гидравлического блока при работающем ассистенте движения на спуске
Когда скорость автомобиля снизится до того значения, которое необходимо удерживать, ассистент движения на спуске прекращает подтормаживание колёс и вновь снижает давление в тормозной системе. Если после этого скорость начинает увеличиваться (при том что педаль акселератора остаётся ненажатой), ассистент исходит из того, что автомобиль по-прежнему движется по спуску.
Таким образом скорость автомобиля постоянно удерживается в безопасном диапазоне, который легко может управляться и контролироваться водителем.
Ассистент движения на спуске действует также, когда не включена ни одна передача или выбрано положение N, а также при движении вниз по спуску задним ходом.
Водитель может в любой момент увеличить или уменьшить скорость движения нажатием педали акселератора или тормоза. Во время нажатия педали действие функции отключается. Когда водитель отпускает педаль, функция включается снова и поддерживает установленную новую скорость.
2. Ассистент трогания на подъеме
Когда автомобиль останавливается на подъёме, т.е. на наклонной плоскости, действующая на него сила тяжести раскладывается (в соответствии с правилом параллелограмма) на нормальную и параллельную составляющие (рис.5.2.85). Последняя представляет собой скатывающую силу, т.е. силу, под воздействием которой автомобиль начнёт скатываться назад, если отпустить тормоз. При трогании автомобиля после остановки на подъёме его тяговое усилие сначала должно уравновесить скатывающую силу. Если водитель нажмёт педаль акселератора слишком слабо или же отпустит педаль тормоза (или стояночный тормоз) слишком рано, сила тяги окажется меньше скатывающей силы и автомобиль, прежде чем тронуться, начнёт скатываться назад. Ассистент трогания на подъёме (также HHC, от англ. Hill Hold Control) предназначен для того, чтобы помочь водителю справиться с этой ситуацией.
Рисунок 5.2.85 – Силы, действующие на автомобиль при движении на подъеме
Ассистент трогания на подъёме базируется на системе ESC. Блок датчиков ESC G419 дополняется датчиком продольного ускорения, распознающим положение автомобиля. Ассистент трогания на подъёме включается при следующих условиях:
· Автомобиль неподвижен (данные датчиков угловой скорости колёс);
· Величина подъёма превышает прим. 5% (данные блока датчиков для ESC G419);
· Дверь водителя закрыта (данные блока управления систем комфорта, в зависимости от модели);
· Двигатель работает (данные блока управления двигателя).
При этом ассистент трогания на подъёме работает всегда в направлении трогания вверх (на подъём). В том числе функция HCC— и трогание на подъёме задним ходом, направление трогания распознаётся по включению передачи заднего хода.
Ассистент трогания на подъёме облегчает трогание на подъёме, позволяя выполнить его, не прибегая к помощи стояночного тормоза. Для этого ассистент при трогании замедляет уменьшение тормозного давления в гидравлической системе.
Тем самым предотвращается скатывание автомобиля назад, пока сила тяги ещё недостаточна для компенсации скатывающей силы.
Работу ассистента трогания на подъёме можно подразделить на 4 фазы.
1. Фаза 1 — создание тормозного давления
Водитель останавливает или соответственно удерживает автомобиль нажатием педали тормоза (рис.5.2.86,а).
а)
б)
в)
Рисунок 5.2.86 – Фаза 1: создание тормозного давления
Тормозной момент достаточен для удержания автомобиля от скатывания (рис.5.2.86, б).
Нажимается педаль тормоза (рис.5.2.86, в). Переключающий клапан открыт, клапан высокого давления закрыт. Впускной клапан открыт, в тормозном цилиндре создаётся необходимое давление. Выпускной клапан закрыт.
2. Фаза 2 — удержание тормозного давления
Автомобиль неподвижен. Водитель снимает ногу с педали тормоза, чтобы перенести её на педаль акселератора (рис.5.2.87, а).
а)
б)
в)
Рисунок 5.2.87 – Фаза 2: удержание тормозного давления
Ассистент трогания на подъёме в течение 2 секунд сохраняет тормозное давление на том же уровне, чтобы предотвратить скатывание автомобиля назад (рис.5.2.87, б).
Педаль тормоза больше не нажата (рис.5.2.87, в). Переключающий клапан закрывается. В контурах колёс удерживается тормозное давление. Таким образом предотвращается преждевременное снижение давления.
3. Фаза 3 — дозированное уменьшение тормозного давления
Автомобиль всё ещё неподвижен (рис.5.2.88, а). Водитель нажимает педаль акселератора.
а)
б)
в)
Рисунок 5.2.88 – Фаза 3: дозирование уменьшение тормозного давления
По мере того как водитель увеличивает передаваемый к колёсам крутящий момент (момент тяги), ассистент трогания уменьшает тормозной момент так, что автомобиль не скатывается назад, но и не оказывается заторможенным при последующем трогании (рис.5.2.88, б).
Впускной клапан открыт, переключающий клапан дозировано открывается и обеспечивает постепенное снижение тормозного давления (рис.5.2.88, в).
4. Фаза 4 — сброс тормозного давления
Автомобиль трогается (рис.5.2.89, а).
а)
б)
в)
Рисунок 5.2.89 – Фаза 4: сброс тормозного давления
Момент тяги достаточен для трогания и последующего ускорения автомобиля (рис.5.2.89, б). Ассистент трогания на подъёме уменьшает тормозное давление до нуля. Автомобиль трогается.
Переключающий клапан полностью открыт (рис.5.2.89, в). Давление в тормозных контурах отсутствует.
3. Ассистент начала движения AUTO HOLD
Ассистент начала движения представляет собой усовершенствованную модификацию ассистента трогания на подъёме, может включаться или выключаться водителем и во включённом состоянии удерживать автомобиль заторможенным в течение всего времени остановки и независимо от угла наклона дороги. Включённый ассистент срабатывает автоматически, когда водитель затормаживает автомобиль до полной остановки.
Ассистент начала движения использует в своей работе электромеханический стояночный тормоз (EPB) и может, следовательно, устанавливаться только на автомобилях, оснащённых таким стояночным тормозом.
Ассистент начала движения реализует три функции:
· Когда водитель затормаживает автомобиль до полной остановки, например, на светофоре, ассистент начала движения удерживает автомобиль заторможенным в течение всего времени остановки. Это упрощает действия водителя, которому не нужно для предотвращения скатывания автомобиля удерживать в течение всего времени остановки нажатую педаль тормоза.
· При последующем трогании тормоз отпускается, когда двигатель автомобиля развивает крутящий момент, достаточный для удерживания автомобиля от скатывания назад на том уклоне, на котором он находится.
· При остановке автомобиля с включённым ассистентом начала движения при наступлении следующих событий автоматически включается стояночный тормоз:
• отстёгивается замок ремня безопасности водителя;
• открывается дверь водителя;
• выключается зажигание (клемма 15).
Для срабатывания ассистента начала движения должны быть выполнены следующие условия:
· дверь водителя закрыта, замок ремня безопасности водителя защёлкнут;
· двигатель автомобиля включён;
· ассистент начала движения был включён клавишей Auto Hold;
· система поддержания курсовой устойчивости (ESC) и электромеханический стояночный тормоз (EPB) работают исправно.
Принцип действия заключается в следующем.
При остановке автомобиля переключающие клапаны в гидравлическом блоке ESC закрываются. Таким образом, созданное водителем перед этим тормозное давление продолжает удерживаться. Если созданного водителем тормозного давления недостаточно для надёжного удерживания автомобиля от скатывания назад, функция ESC создаёт необходимое дополнительное давление.
Через 3 минуты неподвижности автомобиля функция его затормаживания переходит от гидравлической системы ESC к электромеханическому тормозу (рис.5.2.90), поскольку при управлении клапанами их электромагнитные катушки нагреваются и продолжительность такого действия ограничена. При достижении максимально допустимой температуры примерно 200°C система «передаёт» затормаживание электромеханическому стояночному тормозу (EPB). Стояночный тормоз тогда замыкается механически и удерживает автомобиль заторможенным в течение всего времени остановки.
Рисунок 5.2.91 – Работа ассистента начала движения AUTO HOLD
При этом блок управления ESC сообщает блоку управления электромеханического тормоза рассчитанное им значение необходимого тормозного момента.
Водитель получает информацию о срабатывании функции по сигналу светодиода в клавише и индикации (P) в комбинации приборов (рис.5.2.91). При передаче функции затормаживания автомобиля электромеханическому стояночному тормозу (EPB) цвет пиктограммы в комбинации приборов изменяется с зелёного на красный.
Рисунок 5.2.91 – Пиктограмма в комбинации приборов
При последующем трогании с места тормоз снова выключается в тот момент, когда крутящий момент двигателя станет достаточным для предотвращения скатывания незаторможенного автомобиля назад.