Регистрация Войти
Вопрос

Как именно работает система электронного торможения?

Мне интересно узнать, как работает система электронного торможения в современных автомобилях. В этом видео показано, что электронная система стабилизации/программа (ESC/ESP) вмешивается в процесс, тормозя отдельные колеса. Поэтому я предполагаю, что автомобиль с ESC может тормозить с помощью электроники, поскольку электроника тормозит сама по себе, а водитель не нажимает на педаль тормоза. Так как же технически работает электронное торможение? К каждому ли колесу прикреплен электродвигатель или система работает за счет гидравлики?



Я участвую в исследовательском проекте, в котором необходимо использовать систему электронного торможения, поэтому мне интересно узнать, есть ли способы инициировать торможение электронным способом. Нужно ли мне взламывать блок ESC, чтобы понять, как работает система, или существуют общие принципы, применимые ко всем системам ESC?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/18306/how-does-brake-by-wire-exactly-work
1
+ Читать

9 Комментариев

  1. Он использует гидравлику через модуль ABS. Он модулирует каждый канал блока клапанов ABS.

  1. Я не очень хорошо разбираюсь в системах с электронным управлением тормозами, где педаль тормоза полностью отделена от гидравлики, или в системах, где используются рекуперативные тормоза с «нагрузкой». В системе с электронным управлением, где педаль по-прежнему связана с гидравликой, все тормозные магистрали проходят через блок ABS. В нём есть двигатели, которые позволяют подавать гидравлическое давление на магистрали, идущие к каждому колесу, для торможения. Это также может привести к тому, что педаль не будет активировать тормоза, пока она находится в режиме управления.



    Что касается понимания этой системы, то в автомобилях, выпущенных за последние несколько лет, используется сеть контроллеров, объединяющая различные электронные модули.



    http://www.ni.com/white-paper/2732/en/



    Некоторые модули могут работать независимо, но также могут управляться ЭБУ. Как правило, в современных автомобилях с такими функциями, как система предотвращения столкновений, активное управление, автоматическое торможение и т. д. все различные датчики подключены через CAN-шину, а ЭБУ или специальный модуль интерпретируют данные и отправляют команды в ЭБУ/PCM для управления дроссельной заслонкой, ABS для торможения и т. д. по мере необходимости.



    Я знаю, что существуют диагностические инструменты, которые позволяют активировать эти системы для тестирования. Недавно также появились новости об исследованиях в области «взлома» автомобилей с целью управления ими.



    http://www.networkworld.com/article/2209501/network-security/car-hackers-can-kill-brakes--engine--and-more.html



    Для тех, кто работал с автомобильной электроникой, не будет новостью, что можно отправлять команды по шине управления. Я очень сомневаюсь, что производители публикуют документацию о том, как работают их системы, но есть группы, которые занимаются подобными исследованиями. Если у вас есть физический доступ к автомобилю, вы сможете отладить систему, чтобы изолировать команды и отправлять новые.

  1. В системах, с которыми я знаком, модуль ABS (который находится под капотом и через который проходят все тормозные трубки) может электронным способом подавать или снимать гидравлическое давление в конкретной тормозной магистрали (таким образом, тормозить или отпускать тормозное усилие на конкретном колесе). Замена этих модулей обходится довольно дорого!
  1. Я боюсь, что «активное управление» — это чёрный ящик, как и система ESP, и он не сможет затормозить весь автомобиль (= все 4 колеса одновременно). Я ищу устройство, которое будет тормозить все колёса и, возможно, сможет регулировать силу торможения. Такое устройство должно быть с передними ассистентами.

  1. Так что, возможно, я наконец-то смогу ответить самому себе. Проведя ещё несколько исследований, я обнаружил, что в названиях систем может быть путаница. Под системой «тормоз-по-проводу» обычно подразумевается педаль тормоза, которая механически отделена от остальной тормозной системы. Это отличается от того, что мне на самом деле нужно, потому что мне вообще не нужна педаль, мне просто нужно управлять тормозами электронным способом даже на автомобиле, не оснащённом системой «тормоз-по-проводу».



    Настоящий электротормоз



    Это система с разъединённой педалью тормоза. На этом сайте упоминаются два типа систем — электрогидравлические и электромеханические. Вы можете изучить их там. Похоже, что эти системы вообще не являются стандартными для современных автомобилей. За последние 10 лет было выпущено несколько моделей Mercedes и Toyota, некоторые из которых пришлось отозвать из-за ненадёжности системы.



    Торможение с помощью электроники (ESC/ESP и т. д.)



    Очевидно, что система ESC/ESP может самостоятельно тормозить отдельные колеса, что для меня является своего рода «электронным торможением», но в отрасли это так не называют. Такое «автономное торможение», по-видимому, осуществляется блоком гидравлического управления (HCU, иногда HECU), который обычно используется как для ABS, так и для ESC. Этот блок расположен за главным тормозным цилиндром и имеет 2 входа для жидкости, но 4 выхода (по одному на каждое из 4 колес). При обычном торможении блок просто пропускает тормозную жидкость без какого-либо вмешательства. К блоку прикреплён электрический насос, и если система ESC хочет затормозить колесо, она выбирает один из 4 выходов и нагнетает давление самостоятельно (без подачи давления от главного тормозного цилиндра).



    На мой взгляд, проблема в том, что HCU — это «чёрный ящик» с точки зрения программного обеспечения: он получает данные от различных датчиков (скорость вращения колёс, скорость рыскания и т. д.) и сам решает, какое колесо тормозить. Таким образом, чтобы инициировать торможение извне, нужно либо отправить входные сигналы, которые приведут к торможению всех 4 колёс (для этого сначала нужно провести реверс-инжиниринг устройства, и я также сомневаюсь, что такая комбинация сигналов вообще существует), либо взломать электронику на более низком уровне, чтобы одновременно задействовать все 4 тормоза.



    Другим решением для меня может быть отказ от HCU и создание давления в системе каким-то другим способом. Я нашёл деталь под названием «электрический вакуумный (бустерный) насос», хотя я ещё не изучал её подробнее. Любые идеи приветствуются! :)



    Редактировать:



    Похоже, что сегодня существуют блоки управления ABS/ESC, которые могут принимать внешние сигналы для инициирования торможения. Эти блоки используются в автомобилях с системами автономного экстренного торможения. Говорят, что TRW EBC460 имеет функцию AEB и, судя по всему, шину CAN, поэтому я подозреваю, что он может принимать определённые сообщения по шине CAN, которые инициируют торможение.



    ПРАВКА 2:



    Насколько мне известно, в большинстве гибридных автомобилей предусмотрена система электронного торможения, позволяющая осуществлять «регенеративное торможение» . Они не отключают педаль тормоза от тормозной системы на 100 % (остаётся определённое механическое соединение на случай чрезвычайной ситуации), но позволяют программно управлять торможением в большинстве сценариев торможения (вероятно, во всех, кроме экстренного торможения в панике). Вот почему гибридные автомобили очень популярны для исследований в области беспилотных автомобилей (например, Toyota Prius от Google), ведь их, как правило, очень легко перевести на 100 % программное управление (руление, ускорение, торможение). Электронный тормоз действительно является «убийственной особенностью» гибридных и полностью электрических автомобилей для исследований в области беспилотных автомобилей.
  1. Что ж, если диагностика может управлять соленоидами, то, вероятно, можно добиться полного торможения. Можете ли вы порекомендовать сканер/диагностический прибор, который может это сделать? Отправляются ли команды через стандартный OBD/CAN? Если это стандартный CAN, то, вероятно, можно извлечь блок управления двигателем и подключить его напрямую к диагностическому прибору, чтобы перехватывать команды на шине. Я также думал, что ABS может только отпускать тормоза, но не задействовать их самостоятельно.
  1. На самом деле они работают именно так, просто логика управления отличается в зависимости от того, насколько новый/современный ваш автомобиль. Четырёхканальная система ABS может тормозить каждое колесо по отдельности или все колёса одновременно, а также регулировать силу, прикладываемую к тормозам. Существуют диагностические инструменты, которые циклически активируют все соленоиды ABS, чтобы обеспечить надлежащее удаление воздуха из тормозной системы, так как воздух может попасть в блок ABS. Я подозреваю, что для достижения вашей цели потребуется реконструировать команды шины управления.
  1. Системы автоматического предотвращения столкновений и автоматического торможения появились в автомобилях сравнительно недавно, но лежащие в их основе технологии существуют уже довольно давно. en.wikipedia.org/wiki/Chevrolet_Corvette_C5_Z06#Active_Handl‌​ing Эта система активного управления была представлена в 1998 году, и хотя она не «управляет автомобилем за вас», то есть не предотвращает столкновения, компьютер использует те же датчики, системы управления дроссельной заслонкой и тормозами для стабилизации автомобиля, когда вы управляете им, не имея достаточной подготовки/навыков. Система ESC/ESP на видео, похоже, представляет собой просто дополнительную логику управления теми же компонентами.
  1. Я вижу, что ограничился изучением только блока управления ESC/ESP, в то время как вы правы в том, что некоторые современные автомобили с передними ассистентами должны иметь возможность автономного торможения всеми колёсами (по сравнению с ESC), так что на самом деле может существовать способ электронного инициирования торможения на серийном автомобиле. Проблема в том, что передние ассистенты появились сравнительно недавно, и технической информации о том, как на самом деле работают все системы, особенно на механическом уровне, не так много. Я также не могу найти запчасти для новейших автомобилей ни в одном каталоге, и не знаю, существуют ли такие каталоги вообще. Я постараюсь провести ещё несколько исследований.
Вы уже ответили на этот вопрос