Toyota Prius. Еще раз о тормозной системе

Все мы знаем, что тормозная система автомобиля предназначена для определения заданного водителем усилия торможения. Вот как устроена тормозная система автомобиля Prius 2001-2003 годов выпуска:


На автомобилях Toyota Prius эта система самостоятельно определяет нужный вариант торможения – рекуперативный или рекуперативно-гидравлический. Называется она «Electronically Controlled Brake», аббревиатура ECB и состоит из таких компонентов:

1. VSC system (Vehicle Stability Control )
2. ABS system (Anti-lock Brake System)
3. EBD (Electronic Brake force Distribution)
4. Brake Assist

Эта система имеет огромное преимущество перед тормозными системами, установленными на всех других автомобилях: при торможении используется рекуперативный вариант торможения.

Во время рекуперативного торможения тяговый электродвигатель начинает работать в генераторном режиме, при этом:

- на ведущем валу создается необходимый момент сопротивления, который помогает остановить автомобиль
- за счет потенциальной или кинетической энергии автомобиля, мотор-генератор начинает вырабатывать электрическую энергию и передает её в HV Battery, тем самым подзаряжая высоковольтную батарею

Как именно происходит такое торможение? Условно его можно разделить на две части:

1. Сначала происходит «подводка колодок»: водитель нажимает на педаль тормоза, и в главном тормозном цилиндре происходит плавное нарастание давления, которое регистрируется датчиками давления, но торможение в этом случае происходит при помощи электродвигателя - гидравлика не задействована.

Перед водителем на мониторе в момент торможения электродвигателем будет вот такая картинка:


Как и почему происходит такое торможение, можно увидеть ниже:


2. Если водитель нажимает на педаль тормоза сильнее или резче, то в этом случае в работу включается гидравлика, начинают работать тормозные колодки – они прижимаются к тормозным дискам сильнее и тормозят автомобиль. В зависимости от условий, здесь в работу может включаться система Brake Assist.

Как это работает, можно посмотреть на рисунке ниже:


Именно этими вариантами обуславливается большая «ходимость» тормозных колодках на гибридных автомобилях – половина торможений или больше приходится на торможение электродвигателем. Вот почему тормозные колодки на гибридных автомобилях имеют ресурс более 100.000 километров.


EBD system (Electronic Brake force Distribution)

Система EBD (Electronic Brake force Distribution) предназначена для перераспределения тормозных усилий между передними и задними колесами, а также колесами правой и левой стороны автомобиля, в зависимости от условий движения. EBD входит в состав 4-канальной ABS с электронным управлением.

Схематично принцип работы можно посмотреть на рисунках, :


Когда автомобиль движется прямолинейно и начинает тормозить, то в этот момент происходит перераспределение нагрузки - передние колеса нагружаются, а задние разгружаются (если задние тормоза будут работать с таким же усилием, как и передние - увеличится вероятность блокировки задних колес). Электронный блок ABS, используя сигналы с колесных датчиков скорости, определяет этот момент и регулирует подводимое усилие на тормозные колодки. На такое распределение оказывают влияние масса автомобиля, перевозимый груз и его размещение.

При торможение в повороте внешние колеса нагружаются, а внутренние - разгружаются, что можно посмотреть на рисунке ниже:


Предназначена для:
- постоянного отслеживания и контролирования скорости
- контролирования направления движения
- мгновенного определения момента возникновения заноса и принятие мер к его устранению


Традиционная компоновка системы:


Используемые датчики:

- датчики скорости системы ABS
- G-sensor
- Torque Sensor

Когда система VSC обнаруживает, что автомобиль заносит и он теряет управление, то система сама принимает решение о том, какое колесо автомобиля притормозить или наоборот – разблокировать от торможения, тем самым добиваясь устранения заноса автомобиля. Кроме того, система VSC может задействовать для этой цели управление углами дроссельной заслонки и опережения зажигания.

Система VSC на автомобилях Prius работает постоянно. В том числе и при выключенном зажигании. Однако, если в моторе, в гибридной системе и других важных системах обнаружатся ошибки – система VSC отключается и возобновляет свою работу только после устранения всех неисправностей.

ABS system

На автомобилях Toyota Prius установлена система ABS 4 поколения, имеющая 4 независимых гидравлических контура на 4 колеса.
Каждое колесо имеет свой датчик скорости:


Усилитель тормозов на автомобиле Prius электрогидравлический, вот как он работает:

- электронасос под давлением накачивает тормозную жидкость в специальный стальной резервуар (гидроаккумулятор)
- по команде блока АБС жидкость под давлением, заданным вспомогательными системами, подается в нужный тормозной контур.


Распространенные неисправности системы ABS

1. При проектировании данной системы разработчики допустили ошибку: провода в блоке предохранителей от реле имеют маленькую длину и жгут находится в постоянно натянутом состоянии, вследствии чего возможен его обрыв.


Если обрыв соединения произошел, то на панели приборов высветится ошибка, а при проверке сканером прочитается ошибка по реле системы ABS.

Устранение данной неисправности: надо заменить провод таким же, только немного увеличить его длину.
В Интернете есть совет по подобной неисправности: «бросить рядом такой же провод». Однако, здесь надо обязательно учитывать, что прежний провод должен быть обязательно отсоединен, не иметь замыканий ни на массу, ни на соседние провода.


2. Вторая не менее распространенная неисправность: «Обрыв датчиков скорости», которые расположены около колес. Это происходит при неграмотном техническом обслуживании. Как устранять эту неисправность: заменить датчик ABS в сборе со жгутом.
3. И самая распространенная, третья причина отказа: налипание продуктов износа тормозных дисков и тормозных колодок на магниты датчиков АБС. Устранение неисправности: снять оба передних датчика и очистить их нижнюю часть (магниты) от налипшей металлической грязи и пыли, см. пояснение ниже:


*** на картинке: «Air Gap» это «воздушный зазор» между «задатчиком скорости» (Toothed Wheel) и магнит датчика скорости (Permanenet Magnet). Когда происходит засорение нижней части датчика скорости, то воздушный зазор уменьшается настолько, что считывание информации прекращается.

*** вид на датчик скорости (wheel sensor) со стороны:


На фото ниже: приблизительно так будет выглядеть датчик скорости, засоренный продуктами износа тормозных дисков и колодок:


На автомобиле Toyota Prius NHW20 система ABS работает постоянно, не отключается при выключении зажигания.

Brake Actuator


При выходе из строя данного устройства, из-под
капота вы услышите постоянный жужжащий звук, или наоборот - ничего не услышите при нажатии на педаль тормоза. Это происходит из-за износа pump motor, он перестает накачивать требуемое давление или совсем отказывается работать. Проблема может быть и в клапанах
гидроаккумулятора, когда насос давление накачивает, а изношенные
клапана не в силах его удержать.

Brake Assist system

Принцип работы этой системы наглядно продемонстрирован на рисунке:


Вы наглядно видите длину тормозного пути (смотрим сверху вниз) без системы Brake Assist и с ней.

Используя сигналы от Brake Pedal Stroke Sensor и Pressure sensor эта система распознает действия водителя при торможении. При плавном нажатии на педаль тормоза система просто контролирует ситуацию, а если водитель нажал на тормоз сильнее, то система понимает это как «экстренное торможение» и помогает снизить скорость автомобиля путем принудительного увеличения давления жидкости в тормозной системе, тем самым усиливая прижатие тормозных колодок.

Ниже приведены предупредительные знаки, которые могут возникать при неисправностях в тормозной системе: