System kontroli trakcji ASR - zasada działania i funkcja elektronicznej szpery/blokady

Nadmierny poślizg nie  jest wskazany nie tylko przy hamowaniu, ale również w przypadku przyspieszania. Przed zblokowaniem kół podczas hamowania chroni ABS. Jego rozbudowa pozwoliła na stworzenie układu zapobiegającego poślizgom kół napędzanych. W pewnym sensie ASR jest układem działającym odwrotnie do ABS.

Jak działa system ASR?

Układ kontroluje na bieżąco prędkości obrotowe kół za pomocą czujników ABS. Jeżeli różnica prędkości kół napędzanych oraz nienapędzanych przekroczy dopuszczalną wartość, następuje zmniejszenie momentu napędowego dostarczanego do kół napędzanych.

Dodatkowo dla poprawy działania układu nowoczesne systemy ASR wykorzystują układ hamulcowy. Potrzeba zastosowania hamulców wynika z dużej bezwładności sterowania pracą silnika. Wykorzystanie przez ASR hamulców umożliwia regulację prędkości obrotowej dla każdego z napędzanych kół oraz zwiększa efektywność działania systemu.

Układ ASR musi mieć możliwość sterowania pracą silnika niezależnie od poleceń kierowcy. Dlatego nie może odbywać się przez ich mechaniczne połączenie z pedałem przyspieszania. W rozwiązaniach tradycyjnych stosuje się dodatkową przepustnicę. Jest to najprostsze rozwiązanie, jednak charakteryzuje się największym opóźnieniem. Dlatego od lat stosuje się zamiast tradycyjnej przepustnicy układ elektroniczny, składający się z czujnika położenia pedału przyspieszania, sterownika i silnika wykonawczego.

Dodatkową możliwością wpływania na moment obrotowy silnika z zapłonem iskrowym jest sterowanie układem zapłonowym i/lub układem wtryskowym, realizowane zwykle przez odrębny układ. Polega to na opóźnianiu zapłonu, a gdy konieczna jest gwałtowna redukcja momentu obrotowego silnika – całkowite odłączenie zapłonu przy odcięciu wtrysku w poszczególnych cylindrach. Gdy zmniejszenie momentu ma się odbywać łagodnie, stosowane jest zmniejszanie kąta wyprzedzenia zapłonu.

W silnikach Diesla regulacja momentu obrotowego odbywa się przez zmniejszenie dawki paliwa podawanego przez układ wtryskowy.

Kontrola trakcji jako szpera lub blokada

Hamowanie ślizgających się kół nie zawsze jest uzupełnieniem, ale bywa funkcją podstawową systemu ASR. W niektórych autach (sportowych lub terenowych — określenia często na wyrost) kontrola trakcji działa głównie z wykorzystaniem hamulców, bez ingerencji w pracę silnika lub z ingerencją w ograniczonym zakresie. Dzięki temu uzyskuje się efekt zwany elektroniczną blokadą mechanizmóu różnicowego lub po prostu elektroniczną szperą. Jak to działa?

Otóż jak wiadomo, tradycyjny mechanizm różnicowy zawsze rozdziela moment obrotowy po równo na oba koła (lub osie). Przez to na śliskiej nawierzchni, nawet gdy stoi na niej tylko jedno z kół, samochód ma ograniczoną możliwość ruszenia z miejsca, bowiem oba koła dostają tyle momentu, ile jest w stanie przenieść to ślizgające się. Przez to samochód nie może ruszyć z miejsca.

Do akcji wkracza tzw. elektroniczna blokada. Następuje przyhamowanie ślizgającego się koła, ale bez ujmowania mocy silnika, dzięki czemu powstaje sztucznie wygenerowane obciążenie, symulujące lepszą przyczepność koła ślizgającego się. To też sprawia, że i na drugie koło, znajdujące się na przyczepnym podłożu, trafia większy moment obrotowy. Jeśli jest on wystarczający do wywołania ruchu pojazdu, to ruszy on z miejsca.

Zobacz jak to działa na poniższym wideo:

Niestety funkcja opisana wyżej działa w ograniczonym zakresie i tylko do pewnego obciążenia. Układ hamulcowy nie może blokować ślizgającego się koła całkowicie przez dłuższy czas, a moc silnika jest w pewnym stopniu ograniczana. Ma to na celu chronić zarówno hamulce jak i układ napędowy przed nadmiernym obciążeniem. To też dlatego elektroniczna blokada nigdy nie będzie tak skuteczna jak tradycyjna mechaniczna, a przy długotrwałym działaniu może dojść do przegrzania hamulców. W prawdziwych samochodach terenowych kontrola trakcji stanowi więc jedynie uzupełnienie systemu blokad.

Analogicznie działa to w samochodach sportowych, również wyposażanych w elektroniczne szpery. Tu jednak mówimy nie o ruszaniu, lecz o jeździe dynamicznej, kiedy koła kręcą się z dużą prędkością obrotową. Kontrolka trakcji musi pracować subtelnie, ponieważ nadmierne przyhamowanie jednego z kół wpływa negatywnie na zachowanie się samochodu. Nie mniej jednak jej celem jest przyblokowanie — szczególnie w zakręcie — koła po wewnętrznej stronie łuku, by koło zewnętrzne mogło przenieść na drogę wyższy moment obrotowy.

Kiedy wyłączyć kontrolę trakcji?

W wielu samochodach jest możliwość wyłączenia kontroli trakcji przyciskiem. Kiedy warto to zrobić? Gdy auto jest w opresji, a działanie ASR ogranicza możliwość wyjechania z niej. Wbrew pozorom, choć jest to układ przeciwpoślizgowy, przeszkadza np. w terenie, chyba że ma funkcję elektronicznej blokady.

Wyłączenie ASR jest wręcz konieczne w głębokim piachu, ponieważ ograniczenie mocy silnika może skutkować zduszeniem silnika i jego zgaśnięciem. Również przy próbie pokonania śnieżnej zaspy lub wyjazdu z błotnistej pułapki warto wyłączyć kontrolę trakcji i wspomagać się delikatnym przyhamowaniem kół za pomocą pedału hamulca.

Zobacz więcej artykułów z serii: Bezpieczeństwo