Slayt 1 - Abdullah Demir

Transkript

Slayt 1 - Abdullah Demir
MARMARA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
AKTİF EMNİYET SİSTEMLERİ
Fren Sistemi – Genel
ABS, BAS, EBD, ASR/TCS, MSR, ESP/VSC
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
FRENLER-GENEL
Frenler, güvenli sürüş için taşıtlarda
bulunan en önemli aktif emniyet
donanımıdır. Hareket halindeki taşıtı
yavaşlatmak, durdurmak, taşıtın hızını
kontrol altında tutmak ve duran taşıtı
yerinde
sabit
tutmak
amacıyla
kullanılır.
Taşıtlarda
tekerlek
freni
olarak
sürtünmeli frenler kullanılmaktadır.
Genel olarak doğrudan doğruya
tekerleğe bağlı olan bu frenler iki ana
fonksiyonu yerine getirirler.
 Fren momentinin oluşturulması,
 Enerji değişiminin
gerçekleştirilmesi (kinetik veya
potansiyel enerjinin ısı enerjisine
dönüştürülmesi) ve oluşan ısının
atılması [1].
AD, Doktora Tezi
FRENLER-GENEL
Ana fren (Servis freni): Ana fren, sürücüye aracın hareketine kumanda edebilmesi ve
onu emniyetli, çabuk ve etkin şekilde durdurmasına olanak vermelidir. Etkisi
kademelendirilebilir olmalıdır. Sürücü, frenlemeyi oturduğu yerden ve ellerini direksiyondan
ayırmadan sağlayabilmelidir.
Yardımcı fren (İmdat freni): Yardımcı fren, ana fren devre dışı kaldığında, aracı uygun bir
uzaklıkta durdurabilmelidir. Etkisi kademelendirilebilir olmalıdır. Sürücü frene oturduğu
yerden ve en az tek elle direksiyon kumandasını koruyarak erişebilmelidir. Bu frenin, ana
frenin en çok bir yerinde arıza olması halinde, aracı durdurmaya yardımcı olabileceği
kabul edilmiştir.
Park freni (Tespit freni): Park freni, sürücü olmaksızın da, aracı yokuş ve inişlerde
hareketsiz tutabilmelidir. Sürücü, römorklar hariç, bu frene oturduğu yerden kumanda
edebilmelidir. Park freni, etkisi kademelendirilebiliyorsa, yardımcı fren olarak da
sayılabilir.
Egzoz freni: Egzoz çıkışını engelleyerek, aracın hızını motordan yararlanarak kesmeyi
sağlayan frenlemedir.
Yavaşlatıcılar: Motor freni ve tekerleklerdeki sürtünme frenleri dışında, enerji yutarak
veya depolayarak aracın hızını kesmekte kullanılan volan, vites kutusu çıkışında kullanılan
kasnak gibi düzenlerdir.
Taşıt Konstrüksiyonu - A.G.Göktan, 2001/2002
FRENLER-GENEL
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
FRENLER-GENEL
AD, Doktora Tezi, 2009
1. Ön-arka dağılımı: Ağırlık merkezi taşıtın ortasında veya arkaya doğru olan
taşıtlar için uygundur. Basit ve ucuz bir şekildir. Fiat, Ford, Opel gibi markalarda
uygulanmaktadır.
2. Diyagonal dağılım: Ağırlık merkezi taşıtın ön veya ortasına doğru olan taşıtlar
için uygundur. Bu dağılım şekli kullanıldığında, bir devrenin arızalanması halinde
aşırı direksiyon momentlerinin ortaya çıkmaması için ön tekerleklerin
yuvarlanma dairesi yarıçaplarının negatif olması şarttır. Basit ve ucuz bir
şekildir. Uygulamada Audi, Saab, Volkswagen gibi markalarda kullanılmaktadır.
3. Ön aks, arka-ön aks dağılımı: Yalnız ağırlık merkezi önde olan taşıtlar için
uygundur. Ön tekerlek frenleri ikişer silindirli olduğundan 1 ve 2 numaralı
dağılımlardan daha pahalıdır. BMW marka otomobillerde uygulanmaktadır.
A negative roll radius exists when the steering axis line is outside of the tire
center line (in other words, the imaginary intersection of these two lines is above
the road surface).
4. Ön aks, arka tekerlek - ön aks, arka tekerlek dağılımı: Ağırlık merkezi ortada
veya öne doğru olan taşıtlar için uygundur. Ön tekerlek frenleri ikişer silindirli
olduğundan 1 ve 2 numaralı dağılımlardan daha pahalıdır. Volvo marka
otomobillerde kullanılmaktadır.
5. Ön ve arka aks - ön ve arka aks dağılımı: Ağırlık merkezinin yerinin önemi
yoktur. Teorik olarak ideal dağılım şeklidir. Konstrüksiyonunda yerleştirme sorunu
çıkarmaktadır. En pahalı uygulamadır. Rolls Royce marka otomobillerde
kullanılmaktadır.
The steering roll radius
determines the extent to
which the steering system
is affected by disturbance
forces (brakes pulling
unevenly, driving forces
under
traction/overrun
conditions with frontwheel drive). Today, the
goal is to achieve a
steering
roll
radius
which is "zero"
to
"slightly negative".
A negative roll radius exists when the steering axis line is outside of the
tire center line (in other words, the imaginary intersection of these two lines
is above the road surface).
Note: The term “Steering Roll Radius” is also known as Scrub Radius,
Steering Offset or King Pin Offset.
Sürtünmeli frenler:
 kampanalı ve
 diskli olmak üzere
ikiye ayrılır.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan
FRENLER-GENEL
FRENLER-GENEL
Kampanalı frenler
Kampanalı frenlerde fren yüzeyi silindiriktir.
Çeşitli tipleri olmakla birlikte karayolu
taşıtlarının tekerlek frenlerinde içten
pabuçlu olanlar kullanılmaktadır. Bantlı
frenler
genellikle
otomatik
vites
kutularında, dıştan pabuçlu frenler ise
raylı taşıtlarda bulunmaktadır.
Kampanalı bir frenin ana parçaları
kampana, pabuçlar, baskı düzeni ve taşıma
düzenidir. Kampana, işletme şartlarının
gerektirdiği mukavemet ve ısıl özellikleri
sağlamak üzere konstrükte edilir.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan
Kampanalı Fren
Konstrüksiyonları
a)
b)
c)
d)
e)
simpleks
dupleks
servo
duo dupleks
duo servo
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
İÇ ÇEVRİM KATSAYISI
Brake coefficient C*: Defines the relationship between the total
circumferential force of a given brake and the respective brake's
application force.
C* = Fu / Fs
Fu Total circumferential force, Fs Application force.
Çevresel kuvvet (Fu): Çevresel kuvvet FU, yol yüzeyinde etkilidir.
Application force Fs: In friction brakes, the total force applied to a
brake lining, which causes the braking force by friction effect.
The mean is employed when there are variations in the application
forces at the individual brake shoes (i Number of brake shoes).
Fs = ΣFsi / I
C*: İç çevrim oranı, İç aktarma oranı, tanımlama değeri ya da
fren/leme/ katsayısı
FREN İYİLİK DERECESİ (FRENLEME FAKTÖRÜ/ORANI)
Fren iyilik derecesi: Negatif ivmenin yerçekimi
ivmesine oranına frenleme oranı "z" adı
verilmektedir.
z: -a/g
Braking factor (z): Ratio between the total braking
force, Ff, and the static weight, Gs, on the axle or the
axles of the vehicle:
z: Ff/ Gs = -a/g
C* as an assessment criterion for brake performance, indicates the ratio of braking
force to actuating force. This value takes into account the influence of the internal
transmission ratio of the brake as well as the friction coefficient, which in turn is mainly
dependent on the parameters speed, brake pressure and temperature.
C* as a function of the coefficient of friction and initial road speed
1 Duo-servo drum brake, 2 Duo-duplex drum brake, 3 Simplex drum brake, 4 Disc
brake.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
In the case of the Simplex drum brake,
C* is the sum of the values for the
individual shoes, and is ≈ 2.0 (referred
to a coefficient of friction of μ = 0.38; it
always appears in the following C*
observations as the basis value). A
disadvantage of this design is the
considerable difference in the braking
effect between the two brake shoes,
and the resulting greatly increased wear
on the leading shoe as compared to the
trailing shoe.
The high degree of adaptive
braking required at high
highway speeds is handled
better by disc brakes. The
brake
discs
are
less
susceptible to cracking than
the drums of the drum
brakes, apart from which
disc brakes are less subject
to fading. The brake factor
of the disc brake is C* ≈
0.76, referred to the basis
value of μ = 0.38.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
DİSKE ETKİYEN KUVVET VE MOMENTLER
Zamanla tekerlek yarıçapları ve
dolayısıyla kullanılan rB/r oranı
küçültüldü. Böylelikle çevresel
kuvvetlerin daha büyük olması
gerekti.
Taşıt Frenleri, Ali Göktan
FRENLERDE ISINMA
Fren sistemi elemanlarının çok çabuk ısınmasını önlemek için ısı depolama
kapasitelerinin büyük olması gerekmektedir. Bu kapasite özgül ısı kapasitesi
ile fren ağırlığının çarpımı ile elde edilir. Bu durumda fren sisteminin büyük ve
özgül ısı kapasitesinin de yüksek olması uygundur. Ancak taşıt konstrüksiyonu
ile ilgili sınırlayıcı faktörler nedeniyle özellikle otomobillerde fren sistemleri
fazla büyük seçilememektedir. Böylece alüminyum alaşımları kullanılarak bu
malzemenin demire oranla üç katı daha yüksek olan ısı kapasitelerinden
yararlanılabilmektedir. Ayrıca ısı iletim katsayısı da büyük olan alüminyumun
kullanımında sıcaklık dağılımı daha dengeli olabilmektedir. Ancak sürtünme
elemanı olarak alüminyum fazla yumuşak olduğundan sürtünme yüzeyinin
kaplanması yoluna gidilmelidir. Fren sistemlerinde, frenleme esnasında oluşan
ısının mümkün olduğunca hızlı bir şekilde sistemden uzaklaştırılması
gerekmektedir. Böylece frenleme sırasında sistemin sıcaklığının hızlı artması
önlendiği gibi frenleme işlemi tamamlandığında sistemde hızlı bir soğuma
sağlanmış olur. Bu nedenle fren sistemlerinin yerleştirildiği bölgenin kapalı
olmaması gerekir. Isı transferinin artırılabilmesi için fren sistemleri seyir
rüzgârına maruz kalacak şekilde yerleştirilmelidirler. Ayrıca ısı transfer yüzey
alanının arttırılması ısının sistemden hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlar.
Bu amaçla diske ve kaliper sistemine soğutma kanalları ve kanatçıkları
uygulanmaktadır.
AD, Doktora Tezi, 2009
Fren hidroliği
Not: Fren hidroliği, sistemdeki
hortumlar aracılığıyla genelde tahliye
yoluyla nemi emer. Bu nedenle fren
hidroliği 1 yada 2 yılda bir
değiştirilmelidir.
Frenleme güvenliğinin sağlanması
için fren hidroliğini değiştirmek
oldukça önemlidir. Bu çalışma
esnasında sistemde sıkışan havanın
dışarı atılmasına (hava tahliyesine)
dikkat edilmelidir.
KİA
FRENLER-GENEL
Fren hidroliği belirli özelliklere sahip
özel bir yağdır. Soğuk havalarda
yoğunlaşmaya,
sıcak
havalarda
kaynamaya karşı dayanıklı şekilde
tasarlanmıştır (Fren hidroliği kaynarsa,
pedalının sünger gibi olmasına neden
olur ve aracın durması zorlaşır.). Fren
hidroliği Ulaştırma Bakanlığı (DOT)
tarafından
belirlenen
standartları
karşılamalıdır. Fren hidroliği haznesi
ana
silindirin
üst
kısmındadır.
Günümüzde
araçların
çoğunda
saydam bir hazne bulunduğundan
kapağı
açmadan
sıvı
seviyesi
görülebilmektedir. Fren balataları
aşındığında,
fren
hidroliği
seviyesinde
hafif
bir
düşme
olacaktır. Bu normaldir ve ciddi bir
durum söz konusu değildir.
KİA
FRENLER-GENEL
Fren Sıvısının Kaynama Noktası
A. Demir, Frenlemenin Termik Açıdan İncelenmesi, Sunum
Frenleme esnasında disk ve balata
arayüzünde oluşan yüksek sıcaklıklar;
 frenlerin zayıflamasına,
 erken aşınmalara,
 fren sıvısının buharlaşmasına,
 yatak arızalarına,
 termik çatlaklara,
 termik olarak uyarılmış titreşimlere ve
 gürültüye
sebep olmaktadır [3].
AD, Doktora Tezi, 2009
OKUMA METNİ:
Fren zayıflaması; balata zayıflaması, fren sıvısının kaynaması
ve green fade (balatanın gazlaşması) olarak üç grupta
incelenebilir [4]. Buda yük zayıflaması, hız zayıflaması ve
sıcaklık zayıflaması olarak üç mekanizma olarak karşımıza
çıkmaktadır [5]. Sıcaklık ve sürtünen yüzeylerdeki rölatif
hızdaki değişim sürtünme katsayısını etkilemektedir.
Artan sıcaklık ve kayma hızı ile sürtünme katsayısı düşerek
frenleme zayıflamasına neden olmaktadır. Ancak, yapılan
çalışmalarda ve endüstride farklı fren zayıflaması yaklaşımları
da bulunmaktadır. Genel de ise; fren zayıflaması mekanik ve
sıcaklık zayıflaması olarak bilinmektedir. Fren zayıflamasının
nedeni olarak frenleme esnasında sürtünme katsayısındaki
[µ] değişim ve kampanadaki genleşmedir.
Abdullah Demir, “Frenlemede Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları”, 2008
Abdullah Demir, “Frenlemede Zayıflama Sınırının Tespiti ve İyileştirme Çalışmaları”, 2008
The real-world figures are always somewhat lower, as all
the vehicle's tires do not simultaneously exploit their
maximum
adhesion
during
each
acceleration
(deceleration). Electronic traction control and
antilock braking systems (TCS, ABS, ESP) maintain
the traction level in the vicinity of the coefficient of
static friction.
HİDROLİK FREN SİSTEMİNİN TİPİK DÜZENİ
Tipik fren sistemi; ön tarafta disk frenler ve freni her bir tekerlekten ana silindire
bağlayan borular ve hortumlardan oluşan bir sisteme bağlanan arka tarafta ise disk
veya kampanalı frenlerden oluşur. Fren sistemiyle bağlanan diğer sistemlerde el
frenleri, fren kuvveti servoları ile bazı araçlarda Kilitlemeyi Önleyici Fren Sistemi
(ABS) veya Elektronik Stabilite Programı (ESP) yer alır. Ayrıca belirli bazı
modellerde ABS ve ESP Hidrolik Elektronik Kontrol Ünitesi’nin (HECU)
içerisinde Çekiş Kontrol Sistemi (TSC) bulunur.
KİA
Electronic/compressed-air braking system for two-axle tractor
1 Wheel-speed sensor, 2 Brake-pad wear sensor, 3 Control valve, 4 Front-wheel
cylinder, 5 Rear-wheel cylinder, 6 ECU, 7 Brake pedal, 8 Compressed-air cylinder,
9 Compressed-air supply to trailer, 10 Trailer control line, 11 Coupling-force sensor,
12 Steering-wheel position sensor, 13 Control for retarder and engine-braking
system, 14 Yaw-rate/lateral-acceleration sensor.
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
ABS - ANTILOCK BRAKING SYSTEMS
ABS - ANTILOCK BRAKING SYSTEMS
ABS antilock braking systems are closed-loop control
devices within the braking system which prevent wheel
lock-up during braking and, as a result, retain the
vehicle's steerability and stability.
The main ABS components are:
Hydraulic modulator, wheel-speed sensors, and the
ECU for signal processing and control and triggering of
the signal lamp and of the actuators in the
hydraulicmodulator.
ABS: Orijinal İngilizcesiyle Anti-lock Braking System,
Türkçeye “kilitlenmeyi önleyici fren sistemi ya da bloke
olmayı önleyici fren sistemi” olarak çevrilebilir. ABS,
frenleme esnasında tekerleklerin kilitlenmesini önler.
Frenleme etkisini artırmanın yanı sıra stabilite ve
yönlendirme yeteneği de korur.
ABS control loop
1 Solenoid-valve unit
2 Master cylinder
3 Wheel-brake cylinder
4 Electronic control unit (ECU)
5 Wheel-speed sensor
Reference variable: Referans değişken
Maniulated variable: Ayarlanmış değişken
Controlled variable: Kontrol edilen değişken
Anahtar Kavram/lar: vehicle's steerability and stability
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
KUVET BAĞLANTI KATSAYISI
Kuvvet bağlantısı ve kayma
Tekerleğe bir MT momenti etki ediyorsa,
ivmesiz harekette denklemine göre
Fx = MT/r – FR
bulunur. MT/r oranına tekerlek çeki
kuvveti denir.
Tekerlek çevre kuvveti = Tekerlek çeki
kuvveti - Yuvarlanma direnci (FR)
Ancak burada bulunan çevre kuvveti
sınırsız olmayıp, zeminle lastik tekerlek
arasındaki kuvvet bağlantısına bağlıdır.
μ,
kuvvet
bağlantı
katsayısını
gösterirsek, Fx = μ Fz
çevre kuvvetinin alabileceği değerler
bulunur.
Kuvvet bağlantı katsayısı lastiğin
dönerken zemin üzerinde kaymasına
bağlıdır.
X
Z
MT
Fx
Fz
mT
JT
v
r
e
: taşıtın tekerleğe tepki kuvveti
: taşıtın ağırlığından tekerleğe
düşen kuvvet
: tekerlek momenti
: tekerlek çevre kuvveti
: yolun tepki kuvveti = tekerlek
yükü
: tekerlek kütlesi
: tekerlek ataleti
: taşıt hızı
: tekerlek statik yarıçapı
: tekerlek yükünün etkime
noktasının eksenden kaçıklığı
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan ve Arkadaşları, 1995 ve Taşıt Konstrüksiyonu Ders Notları, A.G.Göktan 2001/2002
OKUMA PARÇASI
Yuvarlanma direnci; aracın yüklü ağırlığına, yol yüzeyinin türüne ve lastik
üretiminde kullanılan malzemelere, yapı ve dizaynlara bağlı olarak değişir.
Yuvarlanma direncini oluşturan ikincil nedenler olarak; tekerlek yatağı, yağ
keçesi sürtünmesi ve transmisyon sistemindeki yağın çalkalanmasıdır.
Yuvarlanma direnci, tekerlek yuvarlanırken zeminle temas bölgesinin
ezilmesi, bu bölgeye giren lastik elemanlarının sıkışması, çıkan elemanların
uzaması, bu olayın zeminde asimetrik bir basınç doğurması ve sıkışıp
uzama olayının kayıplı olmasından kaynaklanmaktadır.
Not: Detaylı inceleme için Ek 1’e bakınız.
KAYMA
Kuvvet bağlantı katsayısı lastiğin
dönerken zemin üzerinde kaymasına
bağlıdır.
Kaymasız yuvarlanan bir tekerlek bir
dönüşünde yuvarlanma çevresi adı
verilen U mesafesini kat eder.
U = 2.π.R
den
hesaplanan
R'ye
dinamik
tekerlek yarıçapı denir.
Tekerleğin
yuvarlanarak
eriştiği
çevresel hız R, taşıt hızı v’den farklı
ise kayma olmaktadır. Bu iki hızın
farkının büyük olan hıza oranına
kayma denir. Kayma hep pozitif olsun
diye frende ve tahrikte iki farklı ifade
kullanılır. Kayma 0 ile 1 arasında
değerler alır.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan ve Arkadaşları, 1995 ve Taşıt Konstrüksiyonu Ders Notları, A.G.Göktan 2001/2002
Adhesion/slip curve: The curve shape differs greatly as a function of road surface
and tire condition.
Brake slip
λ = (υF – υR)/υF · 100 %
Wheel speed
υR = r · ω
Braking force
FB = μHF · G
Lateral force
FS = μS · G
μHF=Coefficient of friction,
μS =Lateral-force coefficient.
There is a more or less sharp
drop in the coefficient of
friction μHF, depending upon
the shape of the slip curve.
The resulting excess torque
causes the wheel to lock-up
very quickly (when braking
without
ABS);
this
is
expressed as a sharp increase
in wheel deceleration
EK OKUMA VE İNCELEME KISMI
Bilindiği gibi kuvvet bağlantı katsayısı
kaymaya bağlı olarak değişmekte ve bu
değişim tekerleklerin ve yolun cins ve
durumlarına
göre
farklı
şekiller
alabilmektedir.
Buradaki kayma (s), taşıtın gerçek hızı
(v0) ile fren yapan tekerleğin çevresel hızı
(v) arasındaki farkın taşıt hızına oranı
olarak tanımlanmaktadır.
Bu tanıma göre fren yapan bir taşıtta
bloke olmuş, yani dönmeyen (v = 0) bir
tekerleğin kayması (s) 1, serbest
yuvarlanan (v = v0) bir tekerleğin
kayması ise (s) 0 olmaktadır. μx kuvvet
bağlantı katsayısının μh maksimum
değerini aldığı noktadaki kaymaya da
kritik kayma (sk) adı verilecektir.
Kuvvet bağlantı katsayılarının kaymaya
bağlı değişimi.
Kuvvet Bağlantı Katsayısı ile Kaymanın İlişkisi
Kayma ile kuvvet bağlantı katsayısı arasındaki ilişki Şekilde
gösterilmiştir. Kuvvet bağlantı katsayısının en büyük
değerine μh tutunma katsayısı, kaymanın 1 olduğu değerine
ise μg kayma katsayısı denir.
Taşıt Frenleri, A.G.Göktan ve Arkadaşları, 1995 ve Taşıt
Konstrüksiyonu Ders Notları, A.G.Göktan 2001/2002
Fx = μ Fz
μ : kuvvet bağlantı katsayısı
Fx : tekerlek çevre kuvveti
Fz : yolun tepki kuvveti =
tekerlek yükü
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
ABS Sistemi Şu Parçalardan Oluşur:
EKÜ: Sensörlerden gelen sinyalleri baz alarak tekerlek ile yol yüzeyi
arasındaki kayma miktarını saptar ve fren kumandasını kontrol eder.
Fren Kumandası: Fren kumandası, EKÜ’den gelen sinyallere uygun
olarak tekerlek silindirlerinin hidrolik basıncını kontrol eder.
Hız Sensörü: Hız sensörü dört tekerleğin her birinin hızlarını algılar
ve EKÜ’ye bir sinyal gönderir.
Gösterge Paneli:
ABS uyarı ışığı: EKÜ (Elektronik Kontrol Ünitesi), ABS veya Fren Destek
Sisteminde bir arıza algıladığında, bu ışık yanarak sürücüyü uyarır.
Fren Sistemi Uyarı Işığı: Bu ışık ABS uyarı ışığı ile aynı zamanda
yandığında, sürücüyü ABS ve EBD sisteminde bir arıza olduğuna dair uyarır.
EKÜ Arızalandığında: Normalde, EKÜ tarafından gösterge paneline veya
ABS kontrol rölesine gönderilen sinyal nedeniyle uyarı ışığı kapalı tutulur
(yanmaz). Eğer EKÜ arızalanırsa ve sinyal yoksa ABS uyarı ışığı, fren sistemi
uyarı ışığı, TCS OFF gösterge ışığı (TCS ile donatılmış araçlarda) ve VSC
uyarı ışığı (VSC ile donatılmış araçlarda) sürekli yanar.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Stop Lamba Anahtarı: Fren pedalına basıldığında algılar ve
EKÜ’ye bir sinyal gönderir. ABS, stop lamba anahtarından
gelen sinyali de kullanır. Bununla birlikte, stop lamba
anahtarında meydana gelen bir arızadan dolayı, stop lamba
anahtar sinyali EKÜ’ye gelmiyorsa, lastikler kilitlenecek
duruma geldiğinde ABS kontrol sistemi devreye girecektir.
Böyle bir durumda, kayma oranı stop lamba sinyali normal
çalıştığında ki duruma göre daha yüksek iken (tekerlekler
kilitlenme eğilimi gösterince) kontrol başlar.
Yavaşlama Sensörü: Yavaşlama sensörü aracın yavaşlama
oranını algılar ve ABS EKÜ’süne sinyal gönderir. EKÜ bu
sinyalleri kullanarak hassasiyetle yol yüzey koşullarına karar
verir ve gerekli kontrol ölçümlerini yapar.
Not: Bu sistem sadece bazı modellerde kullanılabilmektedir.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Endüktif Tekerlek Hız Sensörü
EKÜ, tekerlek hız sensörleri tarafından
tekerleklerin dönüş hızlarını belirlenmek
için
oluşturulan
sinyalleri
(tekerlek
frekansları) kullanır. Tekerlek hızının
artışıyla birlikte sinüs dalga voltajı ve
frekansı da artar. Tekerlek göbeğine farklı
takma konumları için değişik sensör
konfigürasyonları mevcuttur. Her tekerlek
hız sensörü için, kutup piminin sensör
halkasına tam olarak yerleştirilmesi
oldukça önemlidir. Tekerlek hız sensörü
ve sensör halkası arasındaki boşluk
yaklaşık 1-3 mm'dir ve güvenilir sinyal
üretimi için tolerans kesin olmalıdır.
Not: Bazı araçlarda sensör ve dişli çark
arasındaki mesafe ayarlanabilir ve
sensörde okunan değerin yanlış olması
durumunda kontrol edilmelidir.
Kaynak:
KİA,
Okuma Metni: Aktif Tekerlek Hız Sensörü
Tekerlek hız sensörleri, ilk önce kilitlenmeyi önleyici fren sisteminin temel
parçaları olarak geliştirilmiştir. Ancak, gelişen güvenlik sistemleri ile birlikte
aktif tekerlek hız sensörleri gibi yeni tip sensörlere ihtiyaç duyulmuştur.
Bu aktif sensörler aynı zamanda gelişmiş yönetim sistemlerinin, şanzıman
kontrolünün, navigasyon sistemlerinin ve aktif süspansiyonların da entegre
bir parçasıdır. Sensör, akım tüketimine dayalı olarak bir sinyal üretir. Küçük
bir akım (yaklaşık 7 mA +/-%20) sensörden CU'ya iletilir. Bu küçük akım
sensör elemanı tarafından kullanılır ve düşük sinyal olarak yorumlanır.
MRE (Manyetik Direnç Elemanı), bir karşılaştırıcıya bağlanır. Karşılaştırıcı,
transistörü açar açmaz yüksek bir akım (14 mA +/-%20) CU'ya iletilir ve
yüksek sinyal olarak yorumlanır.
Sensörün sinyal hattı, EKÜ’nün içerisinde 115 Ohm'luk bir rezistör
vasıtasıyla topraklanır. Bu yeni aktif sensör, hız algılamada en son
teknolojiyi kullanmıştır, bunların arasında Uygulamaya Özel Entegre Devre
(ASIC), algılama cihazı olarak Hall elemanları, veri işleme ve elektrik
arayüzü vardır.
Manyetik alandaki bu değişikliklerin nedeni sinyal çarkıdır. Hall elemanları,
değişen manyetik alanla orantılı bir sinüsoid voltaj sinyali üretir. Sinüsoid
sinyali, ASIC tarafından alternatif bir dijital sinyale dönüşür.
Kaynak: KİA, Fren
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
ABS EKÜ’sü, tekerlek hız sensörlerinden gelen sinyalleri esas alarak, tekerleklerin
dönme hızını araç hızı gibi algılar. Frenleme esnasında, her ne kadar tekerleklerin
dönme hızı düşse de, yavaşlama miktarı hem frenleme sırasındaki araç hızını ve hem
de kuru asfalt, ıslak veya buzlu yüzey gibi yol koşullarına bağlı olarak değişecektir. Diğer
bir deyişle, EKÜ, frenleme esnasında tekerleklerin dönme hızlarındaki değişiklikten,
tekerlekler ve yol yüzeyi arasındaki kayma şartlarına karar verir ve tekerleklerin hızını en
uygun şekilde kontrol etmek için, fren kumanda grubundaki selenoid valfleri 3 modda
kontrol eder: basınç düşürme, basınç tutma ve basınç yükseltme modları.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Kontrol: EKÜ araç hız sinyallerini dört adet hız sensöründen sürekli olarak
alır ve her bir tekerleğin hızını ve yavaşlamasını hesaplayarak aracın hızını
tahmin eder. Fren pedalına basıldığı zaman, tüm tekerlek fren
silindirlerindeki hidrolik basınç yükselmeye ve tekerlek hızı azalmaya
başlar. Tekerleklerden herhangi birinin kilitlenmek üzere olduğu
algılandığında, EKÜ bu tekerleğin fren silindirindeki hidrolik basıncını
düşürür.
ABS HECU, girişler
ve çıkışlar
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Kaynak: KİA, Fren
ABS System Variants
Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, 2002
4 Sensörlü, 4 Kanallı tip
Bu tipte dört tekerlek sensörü ve 4 hidrolik kontrol kanalı vardır. Her bir
tekerlek bağımsız olarak kontrol edilir. Tüm yol koşullarında direksiyon
güvenliği ve durma mesafesi korunur. Motorun ön tarafında, ön
tekerlekten tahrikli araçlarda, ağırlığın büyük kısmı ön tekerleklerde
toplanır. Fren kuvvetinin neredeyse %70'ini ön tekerlekler kontrol eder.
Arka tekerlekler üzerinden sağlanan geriye kalan %30'luk fren kuvveti
aracın stabilitesinin korunması için oldukça önemlidir. Farklı yol
yüzeylerinde arka aks üzerindeki tekerleklerde hız farkının neden olduğu
savrulma momenti aracın dengesinin bozulmasına neden olabilir. Bu
nedenle, 4 kanallı ABS'ye sahip araçların çoğunda aracın dengesini
korumak için arka tekerleklerde düşük mantık seçimi bulunur.
4 Sensörlü, 3 Kanallı tip
4-Sensörlü, 3-Kanallı ABS tipinde, 2 kanal ön tekerleği kontrol ederken
üçüncü kanal arka aks üzerindeki tekerlekleri kontrol etmek için kullanılır.
Ayrıca, arka tekerlekler, düşük kontrol mantığı seçimi kullanılarak kontrol
edilir.
3 Sensörlü, 3 Kanallı tip
Ön tekerlekler bağımsız olarak kontrol edilir; fakat arka tekerlekler tek
tekerlek hız sensörü (ör. diferansiyel halka dişlisi) tarafından kontrol edilir.
Kaynak: KİA, Fren
ABS Çalısması
ABS sistemi fren mesafesini kısaltır mı?
ABS fren sistemi, fren mesafesini azaltan
bir yapıda çalışmamaktadır. Frenleme
sırasında tekerlek hız müşirlerinden gelen
sinyali
ABS
kontrol
grubu
değerlendirir/hesaplar ve buna göre fren
basıncının ayarlamasını yapar. Böylece
tekerleklerin bloke olmadan (dönerek)
yavaşlamasını veya durmasını sağlar.
Bunun sonucunda aracın şerit içinde
doğrusallığı bozulmaz ve güvenli bir
frenleme sağlanmış olur.
ABSplus ya da Offroad-ABS
Offroad ABS olarak da bilinen ABSplus,
ABS kontrol ünitesine dâhil özel bir
programdır.
Bu program, aşırı zorlu arazi kullanımlarda
(özellikle 5 km/h’den düşük hızlarda ve orta
diferansiyel kilitli durumda iken) otomatik
olarak etkinleştirilir.
Offroad-ABS sistemine bağlı tekerlekler,
sistem fren basıncını azaltmadan önce kısa
bir süre bloke durumda kalmakta ve bu
sayede tekerleğin önünde biriken zemin
kaplama malzemesinden (örneğin çakıl ya
da kum) küçük bir kama oluşturmaktadır. Bu
kama, ekstra bir yavaşlatıcı etki ile fren
performansını arttırır. Araç bu esnada hem
yönlendirebilirliğini korur hem de belirgin
oranda daha kısa fren mesafesi sunar.
http://binekarac.vw.com.tr/vwSozluk
ÖZET…
Anti blokaj fren sistemi (ABS), tam frenleme anında
veya kaygan zeminde tekerleklerin bloke olmasını
önleyerek aracın kontrol edilebilir durumda kalmasını
sağlar.
Özellikle ön tekerleklerin bloke edilmesi sonucunda yanal
yönlendirme kuvvetleri bu tekerleklere aktarılamaz ve bu
nedenle araç kontrol edilemez duruma gelir. ABS kontrol
ünitesi, böyle bir durumun yaşanmaması için sensörler
aracılığıyla tekerlek devir sayılarını sürekli olarak takip eder.
Tekerleklerden birinin bloke olma riski söz konusu
olduğunda, anti blokaj fren sisteminin kontrol ünitesinde
bulunan bir solenoid valf, ilgili tekerleği yeniden serbest
bırakmak amacıyla bu tekerlekteki fren basıncını düşürür.
Ardından, frenleme etkisinin devam edebilmesi için basınç
yeniden blokaj sınırına kadar arttırılır ve bu döngü bloke
olma riski devam ettiği süre boyunca tekrar eder. Bu
sayede, aracın dengesi korunur ve direksiyon hakimiyeti
muhafaza edilir.
http://binekarac.vw.com.tr/vwSozluk
Reading Text:
passenger cars
ABS
antilock
braking
systems
for
ABS antilock braking systems are closed-loop control devices within the braking
system which prevent wheel lock-up during braking and, as a result, retain the
vehicle's steerability and stability. The main ABS components are:
Hydraulic modulator, wheel-speed sensors, and the ECU for signal processing
and control and triggering of the signal lamp and of the actuators in the hydraulic
modulator.
There is a more or less sharp drop in the coefficient of friction µHF, depending
upon the shape of the slip curve. The resulting excess torque causes the wheel to
lock-up very quickly (when braking without ABS); this is expressed as a sharp
increase in wheel deceleration.
The wheel-speed sensors monitor the motion of the wheels. If one of the wheels
shows signs of lock-up, there is a sharp rise in peripheral wheel deceleration and
in wheel slip. If these exceed defined critical values, the controller sends
commands to the solenoid-valve unit to stop or reduce the buildup of wheel-brake
pressure until the danger of lock-up has passed. The brake pressure must then be
built up again in order to ensure that the wheel is not underbraked. During
automatic brake control, it is constantly necessary for the stability or instability of
the wheel motion to be detected, and the wheel must be kept in the slip range with
maximum braking force by a succession of pressure-buildup, pressurereduction and pressure-holding phases.
Reading Text:
Disturbances in the closed control loop
The ABS system must take the following disturbances into account:
• Changes in the adhesion between the tires and the road surface caused by different
types of road surface and changes in the wheel loadings, e.g. when cornering,
• Irregularities in the road surface causing the wheels and axles to vibrate,
• Out-of-roundness, brake hysteresis, brake fading,
• Variations in the pressure input to the master cylinder caused by the driver's brake-pedal
actuation,
• Differences in wheel circumferences, for instance when the spare wheel is fitted.
Criteria of control quality
The following criteria for control quality must be fulfilled by efficient antilock braking systems:
• Maintenance of driving stability through provision of sufficient lateral guiding forces at
the rear wheels.
• Maintenance of steerability through provision of adequate lateral guiding forces at the
front wheels.
• Reduction in stopping distance as opposed to braking with locked-up wheels through
optimum utilization of the adhesion between tires and road.
• Rapid matching of the braking force to different adhesion coefficients, for instance when
driving through deep water or driving over patches of ice or hard snow.
• Guaranteeing low braking-torque control amplitudes to prevent vibrations in the running
gear.
• High level of comfort due to silent actuators and low feedback through the brake pedal.
Reading Text: ABS - Electronic control unit (ECU)
The ECU's input stages convert the incoming sinusoidal signals from the wheelspeed
sensors into square-wave signals. The wheel speeds are calculated from the
frequency of the square-wave signals by (redundant) microcomputers. These speeds
are used to estimate a vehicle reference speed. The brake slip for each wheel is
calculated using this reference speed and the individual wheel speed. If a wheel has
a tendency to lock, this is determined from the "wheel-acceleration" and "wheel-slip
signals". In such a case, the microcomputer energizes (via the ECU output stages)
the solenoids of the pressure-modulation valves which control the brake pressure in
the individual wheel-brake cylinders.
The ECU contains a comprehensive program for the detection of faults throughout
the entire antilock system (wheel-speed sensors, ECU, pressure-modulation valves,
wiring harness). If a fault is detected, the ECU switches off the defective part of the
system and stores a code detailing the faulty signal path. That code can be retrieved
by a service technician with the aid of the warning lamp (flashing signal) or using an
intelligent testing device (e.g. personal computer) via a standardized serial interface.
The ECU's of some European ABS manufacturers include not only the ABS function
but also functions for TCS traction control and in some cases for cruise control (see
also TCS traction control) and in some cases for cruise control.
The most important factor is that depending upon the model, the ECU automatically
configures itself to the required function. In other words, if the vehicle concerned is
only ABS-equipped, the ECU only carries out the ABS function; if the vehicle has
TCS components the ECU also controls wheel slip automatically.
ELEKTRONİK FREN GÜÇ DAĞITIMI
(Electronic Brake Force Distribution)
EBD “Electronic Brake Force Distribution”(Elektronik Fren Kuvveti
Dağıtım Sistemi) ifadesinin kısaltılmasıdır. Frenleme esnasında araç
üzerinde ileri yönde bir kuvvet oluşmaktadır. Süspansiyon sistemi
üzerine etki eden bu kuvvet, aracın ön kısmının yere oturmasına ve
arkasının ise havaya kalkmasına neden olmakta, yani ön lastikler
üzerindeki yük artarken arka lastikler üzerindeki yük azalmaktadır.
Frenleme ne kadar sert olursa ön/arka tekerlekler arasındaki bu yük
farkı da o nispette artacaktır. Bu da, fren basıncı her iki aksa aynı
oranda dağıtıldığında arka tekerlekler, üzerlerindeki düşük yük
nedeniyle ön frenlerden daha önce kızaklayacaklar; ya da arka aks
ABS donanımı daha erken devreye girecek demektir. İşte EBD
sistemi fren basıncını, bu yük dengesizliğini giderecek şekilde
ön ve arka akslara dağıtmaktadır. Yani sert frenleme durumunda
ön aksa daha çok arka aksa daha az fren gücü yollamaktadır. Bu
sayede arka tekerleklerin kızaklama ihtimali azaltılmış
olmaktadır. Ref: Otoguncel
EBD sisteminin faydaları:
• Durma kabiliyeti geliştirilir.
• Viraj alırken, frenleme yaparken araç stabilitesi artar.
EBD’li ABS Sistemi
EBD’li ABS’deki EBD harfleri, Elektronik Fren Güç Dağıtımı (Electronic Brake
Force Distribution) ifadesinin kısaltılmışıdır. Klasik ABS fonksiyonuna ilave
olarak, aracın durumuna uygun frenleme kuvveti, aracın ön ve arka tekerlekleri
ile sağ ve sol tekerleklerine ABS fren kontrol ünitesi kullanılarak uygulanır.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Aşağıdaki kriterler yerine getirilinceye
kadar, EBD işlevi devreye girmez:
• Aracın sürüş hızı 50 km/h'nin
üzerinde olmalıdır.
• Kontrol modülü, fren sivicinden
frenin uygulandığını belirten sinyal
alır.
• Geciktirme kuvveti 0,25g'den büyük
olmalıdır.
• Ön ve arka tekerlekler arasındaki
ilgili kayma belirtilen değerden
büyüktür.
Bu kriterler yerine getirildiğinde, arka
tekerlek giriş valfleri kapanır ve EBD
işlevi ilgili kaymayı 3 km/h'nin altında
tutabilmek için devreye girer.
EBD ayarlaması sırasında tekerleklerin
herhangi birinde kilitlenme eğilimi
görülürse, kontrol modu normal ABS
ayarına geçer.
EBD Uyarı Lambası Kontrolü:
EBD uyarı lambası, EBD'nin kendi
kendine test ve arıza durumunu gösterir.
Ancak, park freni sivici devreye
sokulduğunda ya da fren hidroliği
seviyesi
düşük
olduğunda,
EBD
işlevlerinden bağımsız olarak EBD uyarı
lambası daima yanar. EBD uyarı lambası
aşağıdaki durumlarda yanar:
• Kontak
anahtarı
ON
(AÇIK)
konumuna
getirildikten
sonra
başlatma aşamasında (3 saniye
boyunca sürekli)
• Park freni sivici ON (AÇIK) konuma
getirildiğinde veya fren hidroliği
seviyesi düşük olduğunda,
• EBD fonksiyonu bozulduğunda,
• Arıza teşhis modu esnasında,
• Konektör,
bağlantısından
ayrıldığında,
Kaynak: KİA, Fren
www.toyota.com.au
www.obd-codes.com
www.quora.com
BA (Brake Assist - Fren Destek Sistemi)
Bazen, araç sürmeye alışık olmayanlar veya alışık olsa
da kolayca paniğe kapılan kişiler, acil bir durumda frene
yeteri kadar sert basamadıkları için fren sisteminden
maksimum performansı alamazlar.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
BA (Brake Assist - Fren Destek
Sistemi)
BA (Fren Destek Sistemi), ABS
kumandasının içindeki basınç
sensörünü
kullanarak,
fren
pedalına basılma hızını ve basılma
kuvvetini algılayan ve bilgisayar
vasıtasıyla sürücünün acil durum
frenleme isteğini hesaplayarak,
fren sisteminden maksimum verim
alınmasını sağlamak amacıyla
frenleme kuvvetini artıran bir
sistemdir. Ref: ABS & NVH, Toyota.
BAS (Fren Destek Sistemi): Fren sistemine ilave bir donanım olan fren destek
sisteminin (Brake Assist System – BAS) İngilizce kısaltmasıdır. Fren sistemine ilave
bir donanım olan fren destek sistemi de bunlardan biridir. BAS sistemi, tehlikeli
durumlarda sürücünün hızla fren pedalına basarak harekete geçirdiği, fren yolunu
kısaltan bir sistemdir. Bu sırada frenleme gücü arttırılır.
BAS Plus: Çarpmalı kaza tehlikesinin oluşması durumunda radar sensörüne dayalı
fren desteği sunan bir sistemdir. Eğer acil bir fren pozisyonunda hızlı bir şekilde
frene basarsanız BAS Plus otomatik olarak fren gücünü trafik durumuna uygun bir
değere ayarlar. Ref: Nenedir
BA aynı zamanda, şemadaki
grafikte de gösterildiği gibi,
desteğin
miktarını
durum
gereğine göre ayarlayarak,
frenlemenin
mümkün
olduğunca doğal yapılmasını
sağlamak
için,
destek
zamanını ve destek miktarını
ayarlama özelliklerini de
taşır.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
ASR (Anti Slip Regulation – Çekiş Kontrol Sistemi)
ASR’nin teorisi temelde ABS ile aynıdır. Her iki sistemin de ana
parametresi yol-lastik sürtünme katsayısıdır ve her ikisi de yol ile lastik
arasındaki doğrusal kuvveti sürtünmenin izin verdiği seviyede tutarak
lastiğin yol üzerinde kaymasını önlemektir. Frenleme esnasında bu kuvvet
ileri yönde oluşmakta ve bu esnadaki bir kayma hadisesi kızaklama olarak
adlandırılmakta idi. Patinaj ise tam tersine, gaza basıldığında tekerlek
yüzeyinde oluşan geri yöndeki kuvvetin, yol ile lastik arasındaki
sürtünme eşiğini aşmasıyla oluşan kayma durumudur. Frenleme ile
arasındaki tek fark, yola etki eden kuvvetin yönü olduğundan, ABS’de
anlatılan prensipler burada da aynen geçerlidir.
ASR sistemi, uygun olmayan yol koşullarında bile çekişi, hızlanmayı ve dik
rampaları tırmanmayı kolaylaştırır ya da mümkün kılar. ASR sistemi
normal koşullarda sürekli açık tutulmalıdır. Sadece tekerleğin patinaj
yapmasının istendiği özel durumlarda ASR sistemi devre dışı bırakılabilir.
ASR sadece elektronik gaz pedalı ile bağlantılı çalışır ve ABS’nin
kompanentlerini kullanır. ASR tekerlere giden güç akışını azaltarak
lastiklerdeki patinajı azaltır. Ref: Otoguncel
The system actually performs two functions:
• enhancing traction
• Maintaining vehicle stability (true tracking).
ASR (Anti Slip Regulation – Çekiş Kontrol Sistemi) [dvm.]
ASR, ESP’nin tamamlayıcı sistemi olup, fren ve motor kontrolü
aracılığı ile her hızda çekişin optimum seviyede muhafaza edilmesini
sağlar. ABS sensörleri tarafından hesaplanan tekerlek devir sayısına
göre sistem kayma derecesini hesaplar ve tutuşu tekrar temin etmek
amacı ile iki ayrı kontrol sistemini devreye sokar. Aşırı güç talebi her iki
çekiş tekerleğinin de patinaj yapmasına yol açtığı durumlarda -örnek
olarak aquaplaning veya bozuk, karlı ve ya buzlu satıhlarda gaz
verildiğinde-, jiklenin açılma açısını kısarak ve dolayısı ile hava
girişini düşürerek motorun torkunu azaltır. Eğer tek bir tekerlekte
patinaj meydana gelmiş ise -örnek olarak ivmelenme veya yükün
dinamik değişimleri sonucunda virajın iç kısmında kalan tekerlek-,
sürücünün fren pedalına müdahalesine gerek kalmadan otomatik
olarak frenlenir.
Çekiş kontrol sistemi; ASC+T (Automatic stability control + traction),
TCS (Traction control system) ve TC (Traction system) gibi
adlandırmalarla da kullanılmaktadır. Ref: Otoguncel
masrengineers.yoo7.com
TCS/ASR
(Patinaj/Çekiş Kontrol Sistemi)
Bazen, ani kalkışlarda gaz pedalına
fazla basıldığında ya da kaygan
yüzeylerde yapılan ani hızlanmalarda
üretilen
aşırı
tork,
tahrik
tekerleklerinin
kaymasına
(patinajına) yol açarak aracın ilk
kalkış/hızlanma
yeteneğini
ve
direksiyon
kontrol
becerisini
kaybetmesine neden olur.
Tekerlekler patinaja başladığında,
TCS sistemi tahrik tekerlerine
giden hidrolik basıncı kontrol
ederek ve yakıt kesme kontrolüyle
motor çıkış gücüne kumanda
ederek, motor torkunu düşürür.
Böylece, TCS sistemi, aracın ilk
kalkış/hızlanma
yeteneğini
ve
direksiyon hakimiyetini muhafaza
etmesini sağlar.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Çekiş kontrol sistemi, çalıştırma ya da hızlanma esnasında
aşağıdaki durumlarda tekerleğin kaymasını önleyebilmelidir:
• Bir veya iki taraftaki şerit kaygan olduğunda
• Araç buzla kaplı park alanları ve otoban banketlerinde
hareket ederken
• Viraj alırken hızlanma esnasında
• Yokuşta çalıştırırken
Çekiş kontrol sistemi aşağıdaki durumlara da müdahale
etmelidir:
• Tekerlek kaydığında, tıpkı kilitlenmede olduğu gibi,
iletebileceği yanal kuvvetler sınırlandırılır, araç dengesini
kaybeder.
• Tekerleğin kayması ayrıca taban ve aktarma organları
gerilimini (örneğin diferansiyel üzerinde) artırır.
• Çekiş kontrolü her zaman otomatik olarak müdahale etmeye
hazır olmalıdır.
• Çekiş kontrolü, viraj alma ve hızlanma sırasındaki kaymaları
ayırt edebilmek için tahrik tekerindeki kayma oranlarını
kullanır.
Kaynak: KİA
•
•
•
•
•
Kaygan yüzeyde aracı çalıştırırken, aşağıdakiler oluşur:
İlk önce sürtünmesi en düşük tahrik tekerleği dönmeye başlar.
Tekerlek dönmesi 8.5 km/h'ye ulaştığında, TCS modülasyonu dönen
tekerleğe fren uygulamaya başlar.
Tekerleğe fren uygulandıktan sonra yol tutuşu devam eden diğer
tekerleğe ek çekiş kuvveti aktarılır.
TCS sistemi tahrik edilen tekerleklerin kaymasını fren torku kontrolü
yoluyla engeller ve hızlanma performansını ve otomobilin stabilitesini
artırır.
Hızlanma sırasında tahrik edilen tekerleklerden birisi aşırı motor
torkunun neden olmasıyla dönme eğilimi gösterirse, tekerlek
silindirindeki basınç dönmeyi önlemek için artırılır. Dönme eğilimi
tekerlek hız sensörleri tarafından tespit edilir.
ÖRNEK UYGULAMA: KIA, iki tip çekiş kontrol sistemi sunar. Fren müdahaleli
çekiş kontrol sistemi (BCTS) kayan tekerleklere birbirinden bağımsız frenleme
uygulayarak çekişi artırır. Tam çekiş kontrol sistemi (FCTS) aynı şekilde çalışır;
ancak, tekerlek kayması azaltılamazsa ek olarak motor torkunu da azaltır.
Kaynak: KİA
Tam Çekiş Kontrol Sistemi (FTCS) olan araçlar:
Yol yüzeyindeki sürtünme yeterli değilse, diğer tekerlek de dönmeye başlayabilir
ve 6.5 km/h'ye ulaşınca TCS/ABS kontrol ünitesi, Motor Kontrol Modülüne
(ECM) / Güç Aktarma Organları Kontrol Modülüne (PCM) daha fazla tekerlek
dönüşünü önleyebilmek için motor torkunu sınırlandırma talebi gönderir.
Modülasyondan önce tekerlek dönüşü için izin verilen üst sınır ayarlanır, araç
hızı 22 km/h'ye ulaşıncaya kadar yavaş yavaş azalır, daha sonra motor torku
sınırlaması ve fren uygulaması için tekrar artar. Çalışma sırasında sportiflik hissi
verebilmesi için tekerleğin belirli bir değerde dönmesi kabul edilebilir, ayrıca
koşullar gerektirdiğinde tekerleklerin daha sabit bir yüzeye gömülmesini sağlar.
Fren diski aşırı sıcaklık tespit mantığı
Fren sıcaklık mantığı, TCS müdahalesi sırasında tahrik edilen tekerleğin freninin
aşırı ısınmasını önlemek için uygulanır. Fren diski sıcaklığı matematiksel bir
modelle tahrik edilen her bir tekerlek için ayrı ayrı hesaplanır. Kontak açıldıktan
sonra, hesaplama 30 °C ile başlar ve sonra TCS müdahalesi esnasında
uygulanan fren süresine göre tahrik edilen her bir tekerlek için disk sıcaklığını
hesaplar. Hesaplanan sıcaklık 400 °C'nin üzerindeyse, TCS işlevi bu
tekerlek üzerindeki TCS kontrolünü geçici olarak devreden çıkartır.
Hesaplanan sıcaklık 250 °C'in altına düşünce TCS işlevi tekrar devreye girer.
Aşırı ısınma tespit edilmişse, çekiş kontrol sistemi ünitesi (TCSCU) bir DTC
“Frenin aşırı ısınması" kaydeder. Bu DTC sadece tarama cihazı kullanılarak
silinebilir.
Kaynak: KİA
Tam Çekiş Kontrol Sisteminde Motor Torkunun Hesaplanması
ECM (Motor Kontrol Modülü) / PCM (Güç Aktarma Organları Kontrol
Modülü) mevcut hava kütlesini ve gaz kelebeği konumunu motor tork
bilgisine dönüştürür. Bu bilgi CAN-Bus'a iletilir. TCS/ABS kontrol modülü,
motor torku ile ilgili bu bilgiyi mevcut tahrik tekerleği torkunu hesaplamak ve
sistemdeki arızaları tespit etmek için kullanır. TCM (Şanzıman Kontrol Modülü),
dişli oranı ve vites değiştirme bilgilerini CAN-Bus'a yerleştirir. Düz şanzımana
sahip araçlarda vites oranı motor ve araç devrinin dışında hesaplanır. TCS/ABS
kontrol modülü, motor torku ve seçilen vites ile ilgili bilgileri kullanarak tahrik
tekerleği torkunu hesaplayabilir. Bu, uygulanan fren büyüklüğünü ve motor tork
sınırını hesaplamak için kullanılır. Motor tork bilgisi hatalıysa, DTC ayarlanır ve
TCS işlevi devre dışı bırakılır.
TCS/ABS kontrol ünitesi, CAN-Bus aracılığıyla ECM/PCM'den mevcut motor
devir bilgisini alır. Kontrol ünitesi, bu bilgiyi tahrik tekerleğinin mevcut torkunu
hesaplarken kullanır. Motor toku ve mevcut dişli oranı biliniyorsa, kontrol
ünitesi tahrik tekerleği torkunu hesaplayabilir. TCS modülasyonu esnasında
fren/motor torku sınırlandırmasının büyüklüğünü hesaplamak için tahrik tekerleği
torku kullanılır. Motor çalışırken ECM/PCM'den gönderilen motor devri verileri
hatalıysa, DTC ayarlanır ve TCS işlevi devre dışı bırakılır.
Kaynak: KİA
Gaz Pedalı Konumu:
Pedal konum bilgisi CAN-Bus aracılığıyla ECM/PCM'den
TCS/ABS kontrol ünitesine gönderilir. TCS/ABS modülü,
pedal konum bilgisini TCS modülasyonunun çalışması için
gereken tekerlek dönüşünü belirlemek için kullanır. Sistem,
pedal konumunu sürücünün sportif beklentilerine cevap
verebilecek ve pedala basıldıkça tekerlek dönüşünün
artmasını sağlayacak şekilde ayarlar. Pedal konumu ile ilgili
yanlış bir bilgi verilmesi durumunda, DTC ayarlanır ve TCS
işlevi devre dışı bırakılır.
Not: Mevcut ABS/TCS verisi üzerinden gaz pedalı girişi
kontrol edilemez.
Kaynak: KİA
FTCS - motor torku talebi
Motor torku -100 Nm ve +400 Nm arasında değişebilir. Negatif değerler motor
frenlemesini gösterir. TCS/ABS kontrol ünitesi tork talebiyle birlikte bilgiyi
ECM/PCM'ye gönderir. Bu bilgi CAN-Bus yoluyla iletilir. Talep +10 Nm ve +400 Nm
arasında değişebilir. TCS modülasyonu devre dışındayken, talep 400 Nm olur. Bilgi
tahrik tekerleklerine gereken torku sağlamak için ECM/PCM'de kullanılır. Tahrik
tekerleklerinden birisi izin verilen tekerlek dönüş sınırını aşarsa, TCS/ABS kontrol
ünitesi ECM/PCM'den daha düşük bir motor torku talep eder. ECM/PCM, bu tork
azaltma talebini iki aşamada gerçekleştirir:
1. Ateşleme zamanını geciktirerek
2. Silindire giden yakıtı keserek (1 silindir-2 silindir......vb.)
Kaynak: KİA
TCS/ASR (PATİNAJ KONTROL SİSTEMİ)
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Reading Text: TCS Traction Control
During standing-start and moving acceleration and under braking, the efficiency
with which forces can be transferred to the road depends upon the traction
available between tires and road surface.
The adhesion/slip curves for acceleration and braking display the same basic
pattern as each other (see illustration). The vast majority of acceleration and
braking operations entail only limited amounts of slip, allowing response to
remain within the stable range in the diagram where up to a certain point any
rise in slip is accompanied by a corresponding increase in available adhesion.
Beyond this point, further increases in slip take the cuves through the maxima
and into the instable range, in which any further increase in slip will generally
result in a reduction of adhesion. Under braking, this will result in the wheel
locking within a few tenths of a second. Under acceleration, one or both of the
driving wheels will start to spin more and more as the drive torque exceeds the
adhesion by an ever increasing amount.
ABS responds to the first case (braking) by inhibiting wheel lock. TCS reacts to
the second scenario by holding acceleration slip within acceptable levels to
prevent wheel spin. The system actually performs two functions:
• enhancing traction
• maintaining vehicle stability (true tracking).
Reading Text: ABS/TCS 2I (Bosch)
To provide optimal closed-loop control of torque at the drive wheels, the
mechanical connection between accelerator pedal and throttle valve (or pedal
and injection-pump control lever on diesel engines) is replaced by the ETC
electronic throttle control (electronic "drive-by-wire" accelerator or EGAS). A
sensor converts the position of the accelerator pedal into an electrical signal,
which the ECU then uses to generate a control voltage. A servomotor responds
to this signal by repositioning the throttle valve (or injection-pump control lever
on diesels); it then transmits a position report back to the ECU. Brief,
simultaneous activation of the service brakes is employed to supplement the
ETC (improved tractive performance via limited-slip effect). The standard ABS
hydraulic modulator is expanded to include a TCS section, both to provide
additional hydraulic energy for brake-force application and for switching to TCS
operation. The ABS solenoid valves in the hydraulic modulator switch between
three positions – "pressure buildup", "maintain pressure" and "discharge" – to
regulate the flow of system pressure and furnish the pressure modulation
required for rapid and precise control of braking force at the drive wheels.
The ETC control unit, which is connected to the ABS/TCS control unit via an
interface, takes over control of the throttle or the diesel fuel-injection pump
control lever in order to control engine torque.
On spark-ignition engines, system response is improved by retarding ignition
timing to reduce the relatively extended delays encountered when engine torque
is controlled exclusively with the throttle valve.
MSR (Engine drag torque regulation)
MSR (Engine drag torque regulation – Motor
momenti ayarlayıcısı/düzenleyicisi), sürücünün
kaygan zeminde aniden ayağını gazdan çekmesi
durumunda tahrik tekerleklerinin kaymasını
engeller. Motor kumanda ünitesi, tekerleklerin
tekrar araç hızına uygun şekilde dönmesini
sağlayacak ve araca hakim olunabilecek kadar,
motor devrini kısa süreli olarak yükseltir. MSR
motorun bütün devir bölgelerinde çalışır.
Ref: Otoguncel
Reading Text:
MSR engine drag-torque control
The TCS unit installed in passenger cars
can be expanded to include the MSR engine
drag-torque control system. On slick road
surfaces, a downshift or sudden throttle
closure can cause excessive engine braking
at the drive wheels.
MSR responds to these conditions by gently
adjusting the throttle-valve for slightly
increased engine torque in order to reduce
the braking forces and help maintain
maximum vehicle stability.
TCS
traction-control
for
commercial vehicles
This
closed-loop
traction-control
system is integrated within the ABS
control unit for shared use of ABS
components such as wheel-speed
sensors and pressure-control valves.
ESP/VSC (Araç Denge Kontrol Sistemi)
ABS ve TCS sistemleri temel olarak frenleme ve hızlanma esnasında frenin istikrarlı
çalışmasını ve aracın kararlılığını sağlamak için kullanılırken, VSC sistemi, dönüş
esnasında aracın “direksiyon ve yön istikrarını/stabilitesini” kontrol eder. Sistem, ani
direksiyon hareketlerini ve kaygan yüzeylerde yanal kaymaları saptar ve daha sonra
motor çıkış gücünü ve her bir tekerleğe uygulanan fren gücünü en yüksek seviyede
kontrol ederek, ön tekerlerin ve arka tekerlerin kaymasını azaltmaya çalışır. Fren kontrol
metodu, aracın çekiş tipine göre değişiklik gösterir.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
www.justanswer.com
www.misocar.com
Elektronik Stabilite Programı (ESP), tüm sürüş koşulları
altında aktif güvenliği artırır. Özellikle viraj alma esnasında
veya başka bir deyişle yanal kuvvetler devredeyken, ESP,
aracı dengeler ve şeritte güvenli bir şekilde tutar. ABS ve
TCS “sadece” boylamasına yönde etki eder. ESP,
tehlikeli durumlarda gösterilen panik tepkiler gibi kritik
sürüş koşullarını tespit eder ve frene veya gaz pedalına
basmaya gerek kalmadan tekerleklerin ayrı ayrı
frenlenmesi ve motor kontrolü müdahalesi ile aracı
dengeler. ESP, sürücünün kapasitesinin çok ötesinde tepki
gösterir ve frenlerin seçici uygulanmasıyla aracı doğru yönde
otomatik olarak geri "yönlendirir". Başka bir deyişle, ESP,
çok uç durumlarda bile aracın normal şekilde davranmasını
sağlar. Patinaj yapmak veya kaymaya başlamak yerine araç,
direksiyon simidinden gelen girişlere uyar ve sürücü, tam
kontrolde kalır.
Kaynak: KİA
Kaynak: KİA
Viraj alırken, viraj alma kuvveti ile santrifüj kuvveti arasındaki ilişki:
Araç virajı alırken santrifüj kuvveti virajın dışına doğru yönde etkili olur.
Bu kuvvete karşı koyan viraj alma kuvveti lastiklerin oluşturduğu
merkezcil kuvvet olarak çalışır. Santrifüj kuvveti ve viraj alma kuvveti
sırasıyla dengelendiğinde, viraj alırken sürüş gerçekleşebilir. Araçta viraj
alma kuvveti = santrifüj kuvveti konumu korunduğu sürece, araç
dönüş stabilitesini koruyabilir.
Viraj alma kuvvetleri yol yüzeyinin sürtünme katsayısı, lastiğin yol tutuşu,
dönüş devri vb. faktörlere göre değişebilir. Bu iki faktör arasındaki ilişki
aşağıdaki gibidir:
• Yol yüzeyinin sürtünme katsayısı; katsayı arttıkça viraj alma kuvveti
de artar
• Lastiğin yol tutuş performansı; daha yüksek yol tutuş performansı
viraj alma kuvvetini artırır
• Santrifüj kuvveti için, dönüş devri; Dönüş devri arttıkça santrifüj
kuvveti de artar
Merkezcil kuvvet, dairesel hareket sırasında cismi yörüngede tutan kuvvettir. Merkezcil
kuvvet, hız vektörünün büyüklüğünü değiştirmez ancak yönünü değiştirir.
Kaynak: KİA
Sürücü hareketi direksiyon açısı sensörü (örneğin sürücünün gitmek istemediği
bir yer) ve basınç sensörü (örneğin sürücü fren pedalına basınca) tarafından
ölçülür. Bu giriş değerleri yanal G ve savrulma oranı sensörlerinin sinyalleri ile
karşılaştırılır. Aracın mevcut hareketi sürücü hareketi ile uyumlu ise, durum
normal olarak değerlendirilir ve ESP devreye girmez. Aracın mevcut hareketi
ve sürücü hareketi arasında geniş bir fark oluşmuşsa, durum istikrarsız sürüş
konumu olarak değerlendirilir. Arkadan kayma durumunda, ESP-CM aracın
dönüş yönünün tersinde negatif bir savrulma momenti oluşturur. Önden kayma
durumunda, ESP-CM aracın dönüş yönünde pozitif bir savrulma momenti
oluşturur. Savrulma momenti her bir tekerleğe ya da tekerleklere fren
uygulayarak oluşturulur. Her bir tekerleğin fren kuvveti farklıysa, araç
gövdesinde dönüş kuvveti (savrulma momenti) oluşur ve bu aracın sürüş
yönünde dönmesini sağlar.
Fazladan savrulma momenti (önden kayma) oluşturmak için, aşağıdaki fren
uygulamaları gerçekleştirilmelidir:
• Arka iç tekerlek
• Ön iç tekerlek (belirli bir seviyeye kadar)
Negatif savrulma momenti (arkadan kayma) oluşturmak için, aşağıdaki fren
uygulamaları gerçekleştirilmelidir:
• Ön dış tekerlek
• Arka dış tekerlek (belirli bir seviyeye kadar)
Kaynak: KİA
UNDERSTEER ve OVERSTEER
electronic-stability-control.blogspot.com
www.caradvice.com.au
Örnek: İstenilen savrulma oranı 20 derece/s iken savrulma
oranı sensör çıkışı sadece 10 derece/s ise, bu araç hareketinin
sürücünün istediği düzeyde dönüş gerçekleştiremeyerek önden
kaymaya neden olduğu anlamına gelir. Önden kayma belirtisi
tespit edildiğinde; ESP motoru tarafından üretilen hidrolik
basınç savrulma momentini artırmak için arka iç tekerleğe
gönderilirken aynı zamanda motor torku da azaltılır. Aksine,
savrulma oranı sensör çıkışı istenilen savrulma oranından daha
büyükse, bu aracın dönüş hareketinin sürücünün istediğinden
fazla olması sonucunda arkadan kaymaya neden olduğu
anlamına gelir. Arkadan kayma tespit edildiğinde, hidrolik
basınç savrulma momentini azaltmak için ön dış tekerleğe
gönderilir. / KİA
Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU)
Kontrol ünitesi, ESP ünitesine entegre bir parçadır. Her bir tekerlekteki tekerlek sensörü
kontrol modülüne tekerlek hız sinyali gönderir. ECU'ya diğer ilgili ESP girişlerine şunlar örnek
verilebilir: Savrulma oranı, Direksiyon Açısı Sensörü, Basınç Sensörü
Akü devresinden sürekli bir güç beslemesi alan kontrol modülü 9 ve 16 V arasındaki çalışma
voltajına göre tasarlanmıştır. Kontak açıldığında, kontrol modülüne güç verilir ve ESP uyarı
lambası fonksiyon testinin bir parçası olarak yanar. Sistem iyi durumdaysa, lamba 3-5 saniye
sonra sönecektir. ECU aynı zamanda ABS, TCS ve EBD işlevleriyle birlikte çalışır. Güvenlik
kavramı fren fonksiyonları için her zaman önceliklidir. ESP valfleri hidrolik devreye her zaman
frenleme yapılabilecek şekilde yerleştirilir. Kontrol modülü, iç fonksiyonlarını ve diğer
ESP/ABS/TCS sistemi parçalarını izler. Kontrol modülü içerisinde dahili bir arıza olursa, arıza
teşhis kodu oluşur; ABS, TCS ve ESP uyarı lambası yanar ve ESP/ABS/TCS sistemi devre
dışı bırakılır.
Not: Kontrol modülüne dokunmadan önce, mutlaka üzerinizdeki statik elektriği boşaltın ve
terminal pimlerine dokunmayın. / Kaynak: KİA
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Savrulma Oranı ve Yanal G-Sensörü
Savrulma sensörünün amacı savrulmanın fiziksel etkilerini ölçmektir.
Ayrıca, yanal hızlanmayı ölçebilmek için savrulma oranı sensörü
içerisine bir cihaz yerleştirilmiştir. Bu cihaza Yanal G-Sensörü adı
verilir.
Not: Sensör, sarsıntılı hızlanmaya karşı oldukça hassastır. Bu yüzden,
gövde tamirlerinde sensörün araçtan sökülmesi gerekir.
Savrulma Oranı Sensörünün Ölçüm Prensibi:
Otomobil dikey ekseni etrafında dönerken bu çatalların titrettiği düzlem
değişir. Bu düzlem değişikliği elektronik olarak değerlendirilir.
Savrulma oranı sensörü, normal salınım kütleleri dışında koriyolis
etkisinin tespitine dayanır. / Ref.: Kia
Coriolis kuvveti, dönen bir platformun merkezinden karşı tarafına yürümeye
çalışan biri tarafından anlaşılabilir. Yürümek istediği tarafa doğru dik açıyla
itildiğini görür. Benzer şekilde, dönen yer kürenin yüzeyi üzerinde hareket
eden hava, kuzey yarım kürede hareket yönünün sağına, güney yarım kürede
soluna saptırır. Bu saptırma gücüne coriolis kuvveti denir. Fransız matematik
ve fizikçisi, Gustave Gaspard Coriolis (1792-1843) onuruna atfen bu ad
verilmiştir.
Direksiyon açısı sensörü
Direksiyon açısı sensörünün amacı sürücü hareketlerini algılamaktır.
Direksiyon açısı sensörü çıkışı savrulma oranı sensörü çıkışı ile
karşılaştırılarak HECU'nun önden veya arkadan kayma durumunu
tespit edebilmesini sağlar. İki farklı türde direksiyon açısı sensörü
kullanılır. Bunlar ışık kesme tipi ve anizotropik manyeto direnç (AMR)
tipi olarak adlandırılır.
AMR Tipi Direksiyon Açısı Sensörü Kalibrasyonu
Direksiyon simidi sensörü değiştirildikten sonra, yeni sensör
ayarlanmalıdır.
Direksiyonda tamir işlemi gerçekleştirildiğinde veya sensör
söküldüğünde de bu işlem gerçekleştirilir.
Prosedür
• Direksiyon simidinin ve ön tekerleklerin düz ve karşıya bakacak
şekilde olduğunu kontrol edin.
• Azami tolerans değeri +/-5°'dir.
• Kontak anahtarını tekrar ON - OFF - ON konumuna getirin.
• Tarama cihazını bağlayın.
• Direksiyon açısı sensörünü belirleyin.
Kaynak: KİA
Sapma oranı sensörü: Sapma oranı sensöründe, ses çatalı şeklinde, titreyen tipli bir oran
giroskopu (gyro) kullanılmıştır. Her rezonatör, birbirine göre 90 dereceyle bir grup oluşturacak
şekilde, bir titreşen kısmından ve bir tespit kısmından oluşur. Hem titreşen ve hem de tespit
kısımlarına birer adet piezoelektrik seramik parça eklenmiştir. Piezoelektrik seramik parçaya
mahsus bir özellik olarak; üzerine voltaj uygulanırsa bunu saptırır ve bu seramik parçaya
saptırıcı bir dış güç uygulandığında ise bir voltaj üretir. Sapma oranını tespit etmek için,
rezonatörün titreşen kısmına alternatif akım voltajı uygulanır, bu akım parçanın titreşmesine
sebep olur. Daha sonra, sapma oranı, tespit kısmından piezoelektrik seramik parçanın sapma
miktarı ve yönüne göre saptanır, ki bu rezonatör çevresinde türetilmiş olan koriolis etki
(saptırıcı etki) gücünde oluşur.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
TCS ve VSC aşağıdaki parçalardan oluşur.
1. ABS EKÜ’sü 2. Fren kumanda grubu
3. Hız sensörü
4. Yavaşlama sensörü
5. Stop lamba anahtarı
Gösterge Paneli
(1) Fren sistemi uyarı ışığı
(2) ABS uyarı ışığı
(3) VSC uyarı ışığı: VSC veya TCS sisteminde bir arıza olduğu zaman sürücüyü
uyarmak için bu lamba yanar.
(4) Kayma gösterge ışığı: VSC veya TCS devreye girince bu ışık yanıp sönerek
sürücüye haber verir.
(5) TCS OFF gösterge ışığı: TCS OFF (Kapalı) düğmesi ON (Açık) konumunda
olduğunda TCS çalışması durur ve bu ışık yanar.
Kaynak: ABS & NVH, Toyota.
ESP Sivici ve Uyarı Lambası
ESP/TCS işlevi ön göğüsteki yay yüklü siviç ile açılıp kapatılabilir. ESP
işlevi kapatılınca, ana gösterge ünitesindeki ESP OFF (KAPALI) lambası
yanacaktır. Sistem her yeni çalıştırmadan sonra genellikle aktiftir ve sadece
ESP düğmesinin çalıştırılmasıyla devreden çıkarılır. Siviç, ESP kontrol
modülüne ve yolcu bölmesi bağlantı bloğuna bağlıdır. Yolcu bölmesi
bağlantı bloğu, akü voltajı (30) besler ve düğmeye basıldığında devre
topraklanır ve mevcut duruma göre ESP işlevi devreye girer ya da devre
dışı kalır.
ESP Uyarı Lambası: ESP veya TCS kontrol devresinde ESPCM
tarafından bir arıza tespit edildiğinde de ESP Kapalı uyarı lambası
yanacaktır.
ESP/TCS KAPALI Uyarı Lambası Kontrolü: ESP/TCS Uyarı Lambası,
ESP/TCS sisteminin kendi kendine test ve arıza durumunu gösterir.
ESP/TCS Uyarı Lambası aşağıdaki durumlarda yanar:
•
•
•
•
Kontak anahtarı ON (AÇIK) konumuna getirildikten sonra başlatma
aşamasında (3 saniye boyunca sürekli)
Arıza nedeniyle ESP/TCS fonksiyonunun engellenmesi durumunda
TCS düğmesi aracılığıyla ESP/TCS fonksiyonu devre dışı bırakıldığında
Arıza teşhis modu esnasında
Kaynak: KİA
ÖZETLER
KİLİTLENME ÖNLEYİCİ FREN SİSTEMİ (ABS)
ABS sistemi frenleme esnasında tekerleklerin
kilitlenmesini engeller. Bunun anlamı direksiyon
hakimiyetinin korunması ve örneğin bir tehlikenin
etrafından manevra yapmayı kolaylaştırmasıdır.
Motor çalıştırıldıktan sonra, ABS sistemi yaklaşık 20
km/saat hızda kısa bir süre için kendi kendini test eder.
Bu durum hem işitilebilir hem de fren pedalında
darbeler halinde hissedilebilir.
ABS sisteminden tam olarak faydalanabilmek için:
1. Fren pedalına tam kuvvetinizle basınız. Darbeler
hissedilecektir.
2. Aracı seyir yönüne yönlendiriniz. Pedal üzerindeki
baskıyı düşürmeyiniz.
Not: Trafik olmayan bir alanda ve farklı hava şartlarında
ABS sistemiyle fren uygulamaları yapınız.
Kaynak: Volvo XC90 Kullanıcı El Kitabı
•
•
•
•
•
ABS Fren Sistemi
ABS (Antilock Braking System), ani frenleme veya tehlikeli yol
yüzeylerinde frenleme sırasında araç tekerleklerinin kilitlenmesini
engellmek için tasarlanmıştır.
Fakat ABS fren sistemi, tehlikeli ve aşırı manevralar nedeniyle
ortaya çıkacak kazaları önleyemez.
ABS fren sistemi çalışması sırasında, fren pedalında hafif titreşimler
hissedilir ve motor bölmesinden de farklı bir ses gelir. Bu durumlar
ABS’nin çalışmakta olduğunu gösterir.
Sistem, tekerlek sensörleri, fren hidroliği ve fren hattı, ABS hidrolik
kontrol ünitesinden oluşmaktadır.
Aşağıda sıralanan koşullarda, ABS fren sistemi olan araçların duruş
mesafesi, bu sistem olmayan araçlardan daha uzun olabilir:
• Çakıllı veya karla kaplı yollarda
• Kar zinciri takılmış durumda
• Yüzeyi çukurlu, engebeli yollarda
ELEKTRONİK FREN KUVVETİ DAĞITIM SİSTEMİ - EBD
Elektronik Fren Kuvveti Dağılımı sistemi (EBD), ABS
sisteminin bütünleşik bir parçasıdır. EBD sistemi arka
tekerleklere uygulanan fren kuvvetini kontrol ederek,
daima mümkün olan en iyi frenleme kuvvetinin
sağlanmasını garanti eder. Sistem fren kuvvetini
ayarlarken fren pedalındaki darbeleri duyabilir ve
hissedebilirsiniz.
Uyarı: FREN ve ABS uyarı sembolleri aynı anda
yanıyorsa, fren sisteminde bir arıza var demektir. Bu
aşamada fren hidroliği haznesi normalse en yakın servise
uğrayınız ve fren sistemi kontrolü yaptırınız. Fren hidroliği,
fren hidrolik haznesinde MIN seviyeden daha düşükse,
fren hidroliği doldurana dek aracı sürmeyiniz. Fren hidroliği
kaybının nedeni araştırılmalıdır.
Kaynak: Volvo XC90 Kullanıcı El Kitabı
ACİL DURUM FREN YARDIMI – EBA
(Emergency Brake Assistance)
Ani fren yapılması gerektiğinde, tam güçle
frenleme
derhal
devreye
girer.
EBA
fonksiyonu, frene ne kadar çabuk basıldığını
tespit ederek, daha kuvvetli frenleme yapılıp
yapılmayacağını algılar. Ayağınızı fren
pedalından çekmeden fren yapmaya devam
ediniz. Bu fonksiyon, fren pedalı üzerindeki
baskı kalktığında, askıya alınır. Bu fonksiyon
daima
aktif
konumdadır.
Devre
dışı
bırakılamaz.
Dikkat: EBA devreye girince fren pedalı her
zamankinden biraz daha alçalır, fren pedalına
gerektiği kadar basınız (tutunuz). Eğer fren
pedalı bırakılırsa tüm frenleme kesilir.
Kaynak: Volvo XC90 Kullanıcı El Kitabı
DENGE VE ÇEKİŞ KONTROL SİSTEMİ
DSTC (Dynamic Stability and Traction Control)
Dinamik Stabilite ve Çekiş Kontrol sistemi, aracın çekişini geliştirir ve
sürücünün patinajdan kaçınmasına yardımcı olur. Fren veya hızlanma
esnasında sistem harekete geçince bir darbe sesi duyulabilir. Gaz
pedalına basıldığında araç umulandan daha yavaş hızlanabilir.
Aktif Sapma Kontrolü: Aracı dengelemek için ayrı ayrı her tekerlekteki
tahrik ve fren kuvvetini sınırlandırır.
Patinaj Kontrolü: Hızlanma esnasında tekerleklerin yol yüzeyinde
patinaj yapmasını engeller.
Çekiş kontrol sistemi: Düşük hızlarda devrededir ve tahrik gücünü
patinaj yapan tekerlekten patinaj yapmayan tekerleğe aktarır.
Uyarı: Normal sürüş koşullarında, DSTC sistemi aracın yol güvenliğini
arttırır ancak bu, hızı arttırmak için bir gerekçe olarak kabul
edilmemelidir. Virajlarda ve kaygan yüzeylerde giderken güvenlik için her
zaman gerekli önemleri alınız.
Kaynak: Volvo XC90 Kullanıcı El Kitabı
OKUMA METİNLERİ
Reading Text: The Electronic Stability Program ESP
(vehicle dynamics control) system
The Electronic Stability Program ESP (vehicle dynamics control) system is a closedloop
control system which prevents lateral instability of the vehicle. It is integrated within
the vehicle's brake system and drivetrain. While ABS prevents wheel lockup when
braking and TCS prevents spin of the driven wheels, ESP prevents the vehicle
from "pushing out" of the turn or spinning out of the turn when it is steered.
Further to the advantages inherent in ABS and TCS, ESP improves the active driving
safety in the following points:
• Provides the driver with active support, even in laterally critical dynamic situations.
• Enhances vehicle stability and tracking performance even in limit situations in all
operating modes such as full braking, partial braking, coasting, accelerating, engine
drag, and load shift.
• Enhances directional stability even during extreme steering maneuvers (panic
reactions), resulting in a drastic reduction in the danger of skidding.
• Improved handling behavior also in limit situations. For the driver, this behavior
becomes predictable as a function of his (or her) experience. The vehicle remains
fully under control even in critical traffic situations.
• Depending upon the situation, even better utilization of the friction potential
between the tires and the road when ABS and TCS intervene, and therefore
improved traction and stopping distances in addition to improved steerability and
stability.
Reading Text:
When the vehicle moves off on a low-traction or µ-split (left/right variations
in traction) surface, the wheelspin that accompanies excessive throttle will
frequently be limited to a single drive wheel. Due to the low coefficient of
friction at this wheel, only minimal tractive forces will be available to move
the vehicle. The brake controller responds to this situation by applying
braking pressure to the spinning wheel; this force is conveyed through the
differential and acts as drive torque at the (still) stationary wheel.
First, the ECU switches the TCS valve to the open position for initial
braking at the spinning wheel. The control circuit then uses the ABS
pressure-control valve to control the pressure at the wheel cylinder as a
function of wheel behavior. The brake pressure is controlled in such a way
that the driving wheels are synchronized. The result is a locking effect
comparable to that provided by a mechanical limited-slip or locking
differential. In order to achieve the same forward drive, however, the
engine torque must be greater than required with a mechanical differential
lock by an amount equivalent to the braking force applied by the TCS
brake controller.
Reading Text:
Engine-control circuit
Notes:
• The ABS/TCS control unit consults both this signal and various
other data such as wheel slip in calculating the torque
reduction requirement to be implemented by the enginemanagement ECU.
• Servomotor the ABS/TCS control unit operates the servomotor
directly.
• The ABS/TCS control unit compensates for the excess throttle.
ABS and ESP hydraulics (Bosch)
Proper control of vehicle-handling dynamics by means of ESP
Electronic Stability Program (previously known as VDC Vehicle
Dynamics Control) requires sufficiently rapid build-up of braking
force in the brakes.
ESP (Elektronik Denge/Stabilite Programı)
ESP (Electronic Stability Program), virajlardaki manevralar
sırasında aracı dengede, yolda tutmak amacıyla
tasarlanmıştır.
ESP direksiyon açısını ve aracın gerçekte ne yöne gittiğini
kontrol eder. Ayrıca aracı dengede tutabilmek için her
tekere sürücü kontrolü dışında fren uygular ve motor
yönetim sistemine müdahale eder.
ESP güvenli sürüş uygulamalarının yerini tutmaz. Virajları
makul hızlarda alma, yeterli bir güvenlik payı bırakma ve
aracı kontrol etme hala sürücünün kontrolü altındadır.
Özellikle kaygan yollarda yol tutuş problemleriyle ilgili
olarak ESP’nin sadece bir sürüş destek sistemi olduğu
unutulmamalıdır.
Değişik ebatlarda lastik ve/veya jant kullanımı ESP sistemi
çalışmasında aksaklıklar oluşturabilir.
Reading Text:
Networked Chassis
Networked Chassis
In today’s vehicles, the driver uses the steering wheel, gas pedal, and brake pedal as
interfaces to directly operate the steering, powertrain, and braking systems,
respectively.
A combined control system which interprets the intention of the driver and adjusts itself
accordingly has thus far only existed as part of certain applications, for example the ESCinitiated engine management intervention during traction control or yaw rate control.
As individual systems develop and evolve toward computer-controlled external force
systems, new chassis system applications result. On one hand, this is the result of attempts
to develop additional, overarching functions which go beyond those of the individual
systems. On the other hand, this is also the result of attempts to eliminate undesired
interference between conflicting control loops which influence the same vehicle parameters
simultaneously. An example of this is the yaw behavior, which can be influenced by all three
chassis systems: steering, brakes, and suspension. Additionally, yaw can be affected by the
powertrain (especially by controllable transfer cases).
A holistic approach to the cause-and-effect chain is necessary in order to further optimize
the chassis using systems which allow outside intervention. Developers of global chassis
control systems should note that a high degree of interdependence exists between the
functionality, software architecture, and electric/electronic architecture of the system. It is
therefore especially important to organize the various
functions and components according to a clear hierarchy which contains defined, uniform
interfaces. In the absence of such an organizational structure, global chassis control quickly
reaches a level of complexity that requires unjustifiable effort on the part of developers and
applicators (Figure 1). The following example scenarios illustrate the advantages of a
networked chassis application.
Kaynak: Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), “Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives”, 2011
Fig. 1: An example networked chassis (shown here: the Global Chassis Control (GCC) system
from ContiTeves) [26]
Kaynak: Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), “Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives”, 2011
Stopping Distance: A Holistic Approach (Bütünsel Yaklaşım)
The total stopping distance of a vehicle during a panic stop is made up of the reaction distance,
which is the distance that the vehicle travels while the driver is reacting, the buildup distance, which
is the distance that the vehicle travels during the transition from initial contact with the brake pedal
to full braking, and the subsequent fully-braked stopping distance (Figure 2). Significant reductions
to the braking distance can only be achieved when the components and processes involved are
optimized together as part of a complete application. By combining the knowledge and technical
possibilities of tire design, brake design, and suspension design, the reaction distance and the
fullybraked stopping distance can be reduced to 10 to 15% below their current values in a panic
stop situation [27].
Fig. 2: The three phases of a panic stop
Kaynak: Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), “Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives”, 2011
Enhanced Electronic Stability Control (ESC II)
A system based on the current vehicle dynamic control system ESC could
be used to integrate a vehicle’s steering and braking system. This
integration would be especially advantageous during a panic stop on a
road surface with varying coefficients of friction (μ-split).
If the integrated system can control the active steering (using a
superposition steering system such as ESAS, for example) as well (Figure
3), then the yaw moment resulting from the lateral variance in braking
forces can be compensated by computer-controlled countersteer. In this
case, the driver would continue to hold the steering wheel in the neutral
position as in straightline braking. The driver’s intended course for the
vehicle is therefore represented by the position of the steering wheel.
The rapid yaw moment compensation enabled by the steering
intervention simultaneously allows an almost immediate buildup of
brake pressure at the wheels,
which enables the use of a modified brake force controller at the rear
wheels. As a result, the braking distance on a μ-split surface is reduced
significantly.
Kaynak: Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), “Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives”, 2011
Fig. 3: ESC II: ESC combined with active steering intervention and optional chassis intervention functions
Kaynak: Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), “Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives”, 2011
FREN SİSTEMLERİNDE BAZI
HESAPLAMALAR
Engine Model
Torque Converter Model
Transmission Model
Vehicle Dynamics Model
Statik Kütle Dağılımı
2500 libre = 2500 pound = 1133 kg
1 pound = 1 lb = 0,454 kg
Frenlemede Kütle Transferi
Örnekteki transfer oranı %74’dür. Normalde olması
gereken %60.
Frenlemede Kütle Transferi
Diske Etkiyen Kuvvet ve Momentler
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Fren İç Çevrim Oranının Değişimi
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Günümüzde kullanılan frenlerde μ = 0,3...0,4 arasında değerler almakta, balata
yüzey basınçları ise p = 600...800 N/cm2 (maksimum 1200 N/cm2) olmaktadır.
ÖRNEK
Tekerlek yükü Fz = 3000 N
Tekerlek ile yol arasındaki tutunma katsayısı μh = 1
çaplar oranı rB/r = 0,4
Fren yüzeyi sayısı z = 2
Balata ile disk arasındaki sürtünme katsayısı μ = 0,35
İzin verilen balata yüzey basıncı p = 800 N/cm2
ise B = Fz.μh bağıntısından maksimum taşınabilir fren kuvveti
B = 3000 N ;
M = B r ve M = UB rB bağıntılarından çevresel kuvvet UB = 7500 N,
bunun için gerekli baskı kuvveti
UB = μ z SB bağıntısı ile SB = 10 700 N bulunur.
p = SB/AB bağıntısından balata yüzey alanı AB = 13.4 cm2 olup
37 x 37 mm2 boyutlarında bir balata kullanılabilir.
Bu durumda piston alanı AP = 8,23 cm2 (→ dp = 32.4 mm) ise
SB = ph AP bağıntısı kullanılarak maksimum hidrolik basıncı için
ph = 1300 N/cm2 bulunur.
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Frenlemenin seyri
tr: reaksiyon süresi
(0.3 - 1.7 s )
tb: tahrik yükselme süresi
(0.03 - 0.8 s ).
ta: cevap süresi
(0.04 s )
ts: sistem yükselme süresi
tv: tam frenleme süresi
v0: başlangıç hızı
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Frenleme mesafesi; taşıtın hızına, yüküne, yol ve lastik durumuna, frenlerin
durumuna ve fren zayıflamasına bağlıdır.
Hareket eden bir taşıtın frenlenmesi süresince taşıtın kinetik ve potansiyel
enerjileri frenlerdeki sürtünmelerden dolayı termal enerjiye çevrilir. 1 hızından 2
hızına yavaşlayan bir taşıt için frenleme enerjisi Ef;
Ef = (1/2).m.(12-22) + (1/2).I.(12 - 22) [Nm]
şeklindedir. Burada;
I
m
1
2
1
2
: Dönen parçaların kütle atalet momenti, [kgm2]
: Taşıtın kütlesi,
[kg]
: Taşıtın ilk hızı,
[m/s]
: Taşıtın son hızı, [m/s]
: Frenleme başlangıcında dönen parçaların açısal hızı,
: Frenleme sonunda dönen parçaların açısal hızı,
[1/s]
[1/s]
Eğer taşıt frenleme sonucunda duruyorsa 2 = 2 = 0 olacak ve denklem
aşağıdaki şekle dönüşecektir.
Ef  (1/2).m.12  (1/2).I.12
[Nm]
AD, Doktora Tezi
1 = 1/r1 olduğu hatırlanırsa;
Ef  (1/ 2).m.[1 I/(m.r 2 )].12  (1/ 2).m.k.12
şeklinde yazılabilir. Burada;
k
: Dönen kütleler için düzeltme faktörü (k  1+ I/m.r2)
r
: Dinamik lastik yarıçapı, m
Binek otomobilleri için k yüksek viteslerde 1,05 ile 1,15, düşük viteslerde 1,3 ile
1,5 arasında bir değer olarak alınır. Kamyonlar için yüksek viteslerde 1,03 ile
1,06, düşük viteslerde 1,25 ile 1,6 arasında bir değerdir [87].
AD, Doktora Tezi
Eğer taşıt yavaşlayarak yokuş aşağı iniyorsa, disk ve balata ikilisi hem potansiyel
hem de kinetik enerjiyi ısı enerjisine dönüştürecektir [Şekil A1]. Bu durum için
enerjinin korunumu kanunu yazılacak olursa;
Ef  m.g.h  1/ 2.k.m.(  )
2
1
2
2
[Nm]
Sabit hızda sürekli frenleme için (yani
yokuş aşağı sabit hızla iniş) denklem (A.9)
da 1 = 2 olarak alınırsa;
Ef  m.g.h
Şekil A1: Eğimli yolda kinetik ve potansiyel
enerji [87]
[Nm]
şekline dönüşür. Burada;
g: Yerçekimi ivmesini,
h: Yüksekliği,
ifade eder.
[m/s2]
[m]
AD, Doktora Tezi
Taşıt Konstrüksiyonu, A.G.Göktan 2001/2002
Tekerleğe bir MT momenti etki ediyorsa, ivmesiz
harekette tekerlek çevresel kuvveti
Fx = MT /r - FR
bulunur. MT / r oranına tekerlek çeki kuvveti denir.
Tekerlek çevre kuvveti = Tekerlek çeki kuvveti –
Yuvarlanma direnci
Ancak burada bulunan çevre kuvveti sınırsız olmayıp,
zeminle lastik tekerlek
arasındaki kuvvet bağlantısına bağlıdır.
μ ile kuvvet bağlantı katsayısını gösterirsek,
Kayma
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Basic closed-loop control process
On initial braking, the brake pressure is
increased; the brake slip λ rises and at the
maximum point on the adhesion/slip curve, it
reaches the limit between the stable and
unstable ranges. From this point on, any further
increase in brake pressure or braking torque
does not cause any further increase in the
braking force FB. In the stable range, the brake
slip is largely deformation slip, it increasingly
tends towards skidding in the unstable range.
Brake slip
λ = (υF – υR)/υF · 100 %
Wheel speed
υR = r · ω
Braking force
FB = μHF · G
Lateral force
FS = μS · G
μHF Coefficient of friction,
μS Lateral-force coefficient.
There is a more or less sharp drop in the
coefficient of friction μHF, depending upon the
shape of the slip curve. The resulting excess
torque causes the wheel to lock-up very quickly
(when braking without ABS); this is expressed as
a sharp increase in wheel deceleration
Adhesion/slip curve
The curve shape differs greatly as a
function of road surface and tire
condition.
Kuvvet bağlantı katsayısı ile kaymanın ilişkisi
Kuvvet bağlantı katsayısının en büyük değerine μh tutunma katsayısı, kaymanın 1
olduğu değerine ise μg kayma katsayısı denir.
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002
Kuvvet Bağlantı Katsayısı ile Kaymanın İlişkisi
Taşıt Konstrüksiyonu A.G.Göktan 2001/2002

Benzer belgeler