Электронная блокировка дифференциала создавалась как функция помощи при трогании.
Следующий пример иллюстрирует поведение колёс ведущей оси с обычным, неблокирующимся, дифференциалом (рис.5.2.43, а): одно из колёс ведущей оси находится на скользком покрытии (малый коэффициент трения между дорожным покрытием и шиной), другое колесо той же оси стоит на асфальте с высоким коэффициентом трения. Колесо на скользкой поверхности будет вращаться с большей скоростью, поскольку меньшая сила трения между шиной и поверхностью оказывает меньшее сопротивление вращению колеса. В крайних случаях (при очень скользкой поверхности, например, на льду) одно колесо будет проворачиваться, тогда как противоположное колесо будет стоять неподвижно. Вся мощность двигателя уйдёт при этом на трение между колесом и дорогой, а не на создание тяги. Причина такого поведения заключается в принципе работы дифференциала, который по своей конструкции может передавать на оба колеса только одинаковый крутящий момент.
а)
б)
Рисунок 5.2.43 – Поведение колес ведущей оси:
а – без EDS; б – с EDS
Если одно из колёс прокручивается, передаваемый им крутящий момент снижается. И тогда в неблагоприятных условиях (например, одно колесо на льду) крутящий момент настолько мал, что его недостаточно для приведения в движение другого колеса. В этом случае автомобиль остаётся стоять на месте с одним пробуксовывающим и одним неподвижным колесом (ведущей оси).
В таких случаях на помощь приходит так называемая электронная блокировка дифференциала или EDS. Смысл этой функции в том, что колесо, вращающееся с большей скоростью (т.е. имеющее большее проскальзывание), подтормаживается с определённым тормозным моментом (рис.5.2.43, б). Этот тормозной момент (MB) увеличивает сопротивление, испытываемое вращающимся колесом. Или, другими словами: для вращения этого колеса будет необходим больший крутящий момент. Поскольку, как уже было сказано, дифференциал всегда передаёт на оба колеса одинаковый крутящий момент, одновременно увеличится и крутящий момент на противоположном колесе. Такое увеличение крутящего момента за счёт подтормаживания колеса с большим проскальзыванием происходит до тех пор, пока оба ведущих колеса не будут вращаться с примерно одинаковой скоростью.
Для реализации функции электронной блокировки дифференциала EDS требуется активное (без участия водителя) создание тормозного давления. Чтобы для этого можно было использовать уже имеющийся в системе ABS насос обратной подачи, к системе добавляются четыре дополнительных клапана.
Для реализации функции EDS насос обратной подачи должен быть в состоянии всасывать тормозную жидкость из бачка тормозной жидкости, для чего должен быть предусмотрен соответствующий канал. Чтобы при этом у функции ABS сохранялась возможность уменьшения тормозного давления с обратной подачей тормозной жидкости с преодолением давления, созданного водителем, этот канал должен при необходимости перекрываться. Такое перекрывание реализуется двумя дополнительными клапанами высокого давления 26 (по одному в контуре каждого из ведущих колес) (рис.5.2.44).
Рисунок 5.2.44 – Схема гидравлического блока с клапанами EDS
Для срабатывания электронной блокировки дифференциала (EDS) должен быть перекрыт, напротив, канал подачи тормозной жидкости от насоса к бачку, чтобы насос обратной подачи мог создавать давление в контуре соответствующего колеса. Для реализации этой функции устанавливаются ещё два дополнительных электромагнитных клапана 25, по одному в контуре каждого из ведущих колёс.
Распознавание необходимости блокировки дифференциала, расчёт параметров блокировки и формирование управляющих команд для соответствующих электромагнитных клапанов и насоса обратной подачи осуществляется дополнительным программным обеспечением в блоке управления ABS. Других изменений в компонентах системы ABS для реализацииэлектронной блокировки дифференциала (EDS) не требуется.
На основании данных о угловых скоростях колёс функция EDS устанавливает, что одно из колёс ведущей оси имеет более высокое проскальзывание, другими словами, вращается быстрее, чем другое. Функция EDS должна подтормозить прокручивающееся колесо, чтобы ведущая ось могла вновь передавать крутящий момент.
Как и в самой системе ABS, управление давлением осуществляется по трём фазам: «увеличение давления», «удержание давления» и «сброс давления».
1. Увеличение давления (рис.5.2.45)
Рисунок 5.2.45 - Режим EDS «увеличение давления»
Для увеличения (создания) давления переключающий клапан закрывается, а клапан высокого давления открывается. Насос обратной подачи включается и начинает перекачивать жидкость из главного тормозного цилиндра в тормозной цилиндр проворачивающегося колеса.
Создаваемое в нём тормозное давление приводит к подтормаживанию колеса.
2. Удержание давления (рис.5.2.46)
Рисунок 5.2.46 - Режим EDS «удержание давления»
Для удержания давления в контуре соответствующего колеса насос обратной подачи отключается. Переключающий клапан остаётся закрытым.
В контуре колеса удерживается постоянное тормозное давление.
3. Сброс давления (рис.5.2.47)
Рисунок 5.2.47 - Режим EDS «сброс давления»
Для сбрасывания давления на впускной и переключающий клапаны перестаёт подаваться напряжение, т.е. они открываются.
При активном торможении элементы тормозной системы нагреваются. Чтобы не допустить их перегрева и, как следствие, повреждения, в программном обеспечении имеется температурная модель тормозных механизмов. С её помощью температура тормозных дисков рассчитывается исходя из длительности торможения, скорости движения, тормозного давления и параметров материала деталей тормозной системы. По мере достижения предельных значений температуры функция постепенно отключается.
Электронная блокировка дифференциала EDS действует только до определённой скорости, зависящей от модели автомобиля.