HUT59635A - Vehicle with anti-block regulator - Google Patents

Description

Egy az 1. igénypont tárgyi körének megfelelően kialakított jármű ismeretes az OS 3826982 számú NSZK szabadalmi iratból. Ott mérik egy tengely kulön-külön;sabályozott ke-

rekeire ható féknyomásokat és azok ΔΡ különbségét egy holt-, sáv kihagyásával kis Δ? érték esetén egy cT^K.Zl?* kormányszög képzésére használják. A kormányszög értékét fölfelé egy határértékre korlátozzák (8A ábra). Különböző korrekciós lehetőségek is elő vannak irányozva abból a célból, hogy a kormányszögnek a ΔΡ függvényében történő változását javítsák (8B és 8C ábra) úgy, hogy eközben a 8. ábra szerint a járműsebesség függvényében is korrekciót hajtanak végre.

A találmány előnyei

A jelen találmány az 1. és 9. igénypont szerint, továbbá annak továbbfejlesztései a többi igénypontok szerint optimálják a különböző érdesságü útfelületeken az eltérítő nyomaték célul kitűzött kompenzációját. Az eltérítő nyomaték kialakulásának gyakran alkalmazott késleltetése, ami, mint ismeretes, meghosszabbítja a fékutat, kompenzáció alkalmazása esetén egy kormányzási beavatkozás révén elmai ' f radhat. így az is lehetséges, hogy kiválasztott kis értékre szabályozott hátsó kerekek helyett módosított kereken- , / kénti szabályozást használjunk a hátsó¹ kerekeken úgy, hogy eltérő jA, értékek esetén a nagyobb súrlódási tényezőjű kerékre nagyobb féknyomást adunk és ez nyereséget jelent a fékerőben. \

A találmányt kormányozható hátsó tengely esetén alkalmazzuk, de a kompenzációs cf kormányszöget az első kerekek kormányszögére is szuperponáljuk. A hátsó kerék kormányzása más célra, pl. a menetdinamikai tulajdonságok javítására is alkalmazható úgy, hogy itt is superponáljuk az eltérő nyomatékot kompenzáló kormányszőget.

• · '· · ' ·· '··'.. ,_. .

• · · · ’ · · . ' . >.

···« ···· · · · ♦. ^J. · ^ς· ,.

' · · ··- >ό ·ί χ Yb

- ³ - · · ‘ '. · ' ‘ '/, '. ' ' - ' ' ' - ’

A találmány egy kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük. A rajzban az

1. ábra a kompenzáló kapcsolás tömbvázlata; a

J

2., 3. és 4. ábrán diagramok láthatók.

Az 1. ábra szerinti példakénti kiviteli alakban kiválasztott kis értékre fékezett hátsó tengelynél a fékezési eltérítő nyomatéknak a hátsó tengely kormányzása útján történő kompenzálását fogjuk részletesen tárgyalni.

Az első kerekeknél föllépő féknyomások első közelítésben a kihasznált fékerő mértékéül szolgálnak, ebből következően a í

nyomások ΔΡ különbsége a fékezési eltérítő nyomaték mértéke. , A hátsó tengely (f kormányszöge az előbbivel ellentétes irányú nypmatékot hoz létre a jármű függőleges tengelye körül, amely megfelelő kialakítás esetén kompenzálja a fékezési eltérítő nyomatékot. A Z és /\T közötti stacionárius összefüg gést a kp arányossági tényező adja meg.

Minthogy ABS-fékezés közben a féknyomásokat folyamatosan modulálják, a hátsó tengely kormányzásának olyan vezérlése, amely kizárólag a fenti arányosság szerint működik, nagyon nyugtalanul viselkednék. Ezért szűrést alkalmazunk, mielőtt

V a nyomáskülönbséget számítjuk. Ennek a különbségnek először is nagyobbnak kellene lennie egy jelentékeny küszöbértéknél (holtsávnál), mielőtt a vezérlés aktiválódik; kis zavarok esetén ez a rendszabály is meg kell hogy szüntesse a kormány- . ’ zás nyugtalanságát. ^? , ^{A Ρ}νι θ^{3 p} _Vr mért féknyomások szűrése két lépcsőben tör- ’ ténik. Az 1 és 1' előszűrőkben azokat a zavarokat kell el- , „ 1 ' > '' nyomni, amelyeket a mérési zaj (csúcsok, A/D hibák) okoz, .·..? ‘^ ‘ '··,» . * ' .' .·** ··*’· ««.'··· · · ·

A, ········ · · * ·.

- . » * ·· ·· . ', ' '’ , ·',' V/-; / ' amit a nyomásváltozás sebességének változtatható korlátozósával lehet elérni. A meredekségkorlátozás gyakran változó nyomáscsökkenés és nyomásnövekedés esetén kis értéken'marad, hosszabb időn át tartó azonos előjelű változás esetén azonban folyamatosan egy maximális értékig növekszik.

A 2 és 2' nyomáscsökkenési szűrő kifejezetten az ABS-rendszer szabályozási ciklusai (ABS szabályozási ciklusok _x impulzussorozatokkal) és a hátsó kerék kormányzása közötti összefüggésnek megfelelően van kialakítva. Azért, hogy a hátsó kerék kormányszöge az ugrásszerű nyomásváltozásokat különösen a nyomáscsökkenés fázisában ne kövesse közvetlenül, a szűrt féknyomásérték csökkenését egy nyomásnövekedési fázist követő első nyomáscsökkenéskor csak nagyon lassan engedélyezzük. Egy előre beállított idő (pl. 100 ms) eltelte után az aluláteresztő szűrő időállandóját átkapcsoljuk úgy, hogy a szűrt érték (a 2, ill. 2' nyomáscsökkenési szűrő kimenő jele) az 1, ill. 1' előszűrő kimenő jelét gyorsabban megközelíthesse.

A mért nyomást, továbbá a közbenső értéket és a szűrt nyomásértéket mutatja a 2. ábra.

Ezután a P _lf és P_vrf bal- és jobboldali szűrt féknyomásból egy 3 különbségképző a 2 és 2' nyomáscsökkenési szűrő kimenő jelének a különbségét képezi, amely egy 4 holtsáv \ túllépése után az 5 és 6 vezérlő erősítő fii?) bemenő jelét alkotja, az erősítők kimenő jelei pedig a 7 összegezőben a </* kormányszöggé adódnak össze.

A d kormányszög két részből tevődik össze. Ebből az egyik egy lényegében állandó összetevő:

WMp

• · · · • · (5 vezérlő erősítő).

A szűrés, a holtzóna és a kormányailító szerkezet dina mikája révén először egy olyan eltérítő mozgás alakul ki, a*1 mely a k_p erősítés ideális értéke esetén is megmarad. Ezért a vezérlő beavatkozás kezdetén még egy járulékos if_Y = időfüggő tényezőt is kiszámítunk.

A k_v időfüggő tényezőt egy meghatározott értékre állítjuk, amikor a szűrt nyomások különbsége a holtsávnál; nagyobbá válik, s ez azután folyamatosan lecseng.

A vezérlés bekapcsolásakor tehát a hátsó tengely kormányszöge láthatóan túllendül úgy, hogy az eltérítési sebesség előjelet vált és így az eltérítési szög ismét csökken. A járművezetőnek ebben az esetben gyakorlatilag nem kell beavatkoznia. Az egész fékezési folyamatot tekintve az eltérítési sebesség csak igen kis értékeket vesz föl, az ABS szabályozási ciklusok egyenlőtlenségei tehát messzemenően kom- , penzálódnak.

Az eltérítési nyomaték kompenzációja mind kis, mind nagy sebességeknél megakadályozza a jármű kitörését. Növekvő sebességnél ez a kompenzáció álal történő támogatás érzékelhetőbbé válik.

Rögzített kormánykerékkel végzett kísérletek alatt a nyomból való kitérés nagyon kicsivé válik, a kitérési szög nagyon lassan növekedik.

Mint már említettük, az első kerekek féknyomásának az eddig alkalmazott mérését egy becsült algoritmussal is helyettesíthetjük. Egy ilyen van leírva a P 4030724.7 számú • · · · • ♦ · · · ········· · · • · · · találmányi bejelentésben, amelyet mellékelünk. Ebben az esetben a féknyomások szűrése olyan mértékben egyszerűsíthető, hogy az 1 és

1' előszűrő elhagyható

Az első kerekek kormányszögének a befolyásolása ugyan- , azon alapelv szerint lehetséges. Csupán mennyiségi különbségek lépnek föl.

Az időtől függő erősítés bevezetése a jármű két oldalán :·^{> :} , T eltérő súrlódási tényező esetén lényeges előnyökkel jár, a zonban kanyarban történő teljes fékezés esetén a jármű túlkormányzott viselkedését okozza. Azért, hogy ezt a hátrányt elkerüljük, a szabályozásba a jármű keresztirányú gyorulását is bevonjuk. A kérésztirányú gyorsulás figyelembe vétele azonban, amint azt a következőkben ismertetni fogjuk, nem ,í' föltételezi a kormányszögnek az 1. ábra legfölső ága sze rinti megállapítását.

*

A by mért kérésztirányú gyorsulásból először a 3.^ ábrán látható jelleggörbe segítségével (1. 1. ábra 8 függvény gével.

be

Ennek a 3. ábra szerinti jelleggörbének a hatására a keresztirányú gyorsulás kis értékeinél, pl. 2 m/s alatt a kompenzáció változatlan marad (- 1), e fölött pedig a keresztirányú gyorsulással arányos gyengítés következik és nagyon nagy kérésztirányú gyorsulásoknál, pl. 8 m/s lőtt a kompenzáció teljesen megszűnik = o). Ennek a ' jelleggörbének az alapja az a fölismerés, hogy a súrlódási tényező határán történő fékezésnél föllépő keresztirányú gyorsulás 2 m/s érték körül mozog.

Ez a jelleggörbe egyedül nem elegendő. A keresztirányú gyorsulás ingadozásai / b^/ ** 2 m/s^ értékeknél (pl. a b^ előjelváltása fékezett nyomváltás közben) a korrekciós ténye• ^: ·- / ző és vele együtt a hátsó tengely kormányszögének arányos in gadozásához vezetnek, ami nyugtalanságként érezhető· További garantálnia kell azt, hogy hátrányként jelentkezik még az a körülmény, hogy a kormány * szög ezen ingadozásai viszont visszahatnak a b^ jelre. így a korrekciós tényező megfelelő szűrése szükséges. Ennek azonban a keresztirányú gyorsulás növekedé sékor az eltérítő nyomaték san bekövetkezzék, azonban kompenzációjának legyengítése gyor bizonyos vezetési manőverek, pl nyom váltás esetén nem történik túl gyors beavatkozás. Ezt két különböző, 10 és 11 aluláteresztő szűrő alkalmazásával érjük el, amelyeknek erősen különböző időállandójuk van. A ke resztirányú gyorsulástól függő kormányszög-helyesbítés így az 1. ábrán látható 8 függvénygenerátor, 9 elágazás, 10 és aluláteresztő szűrő formájában valósul meg.

A két 10 és 11 aluláteresztő szűrő időállandójának tipi kus értéke 10 ms, ill. 1000 ms.

A 9 elágazás, továbbá a 10 és 11 aluláteresztő szűrő a következő tényállást szimbolizálja. Ha a keresztirányú gyor I sulás növekszik és a K, korrekciós tényező csökken, akkor a * 4 kisebb időállandójú 10 aluláteresztő szűrő válik hatásossá,.

azaz a korrekciós tényező gyorsan követi a 8 függvénygenerátorból érkező bemenő jelet és csökkenti a kormányszöΊ· i

h. λ

- 8 tényező csak lassan követi a 8 függvénygenerátorból érkező bemenő jelet.

Ezekkel az intézkedésekkel elérhető az eltérítő nyomaték kompenzációjának gyengítése kanyarban történő fékezés- I kor és nagy súrlódási tényezőnél a fékezett nyomváltáskor. A hátsó kerék eltérítő nyomatékét kompenzáló kormányszög megmaradó része már nem hat hátrányosan a menttulajdonságokra.

A mért keresztirányú gyorsulást egy a kormányszögből és a járműsebességből (pl. tachométerjel) képzett értékkel lehet helyettesíteni. Az ismert lineáris egynyomú modellbői állandósult állapotú vizsgálattal a keresztirányú gyorsulásra a következő összefüggés vezethető le:

V, ío

Vch

Ebben a V , a eh vezethető le:

< bt ahol a jármű hosszirányú sebessége;

tengelytáv;

karakterisztikus sebesség; becsült állandósult gyorsulás.

modellparaméterekből a következőképpen ej íz) •j*

I ahol ^Xh ^ch

a jármű tömege;

a súlypont és az első tengely közötti távoltás;

a súlypont és a hátsó tengely közötti távoltág;

az első tengely ferdefutási merevsége; a hátsó tengely ferdefutási merevsége.

Egy meghatározott modell paramétereivel ebből ^Vch -ra kb. 20 m/s érték adódik.

Nem állandósult vezetési manővereknél (pl. fékezett nyomváltás) megmutatkozik, hogy az állandósult kanyarmenetre levezetett (1) stacionárius egyenlet túl nagy keresztirányú gyorsulást ad. Emiatt egy 13 dinamikus tagot (alulát- <· eresztő srűrő időállandóval) kell beiktatni, amely figyelembe veszi a jármű dinamikáját.

Az (1) egyenlet számítógépes realizálásakor kínálkozik -az a lehetőség, hogy a

tényezőt 14 sebességfüggő jelleggörbeként ábrázoljuk. Az (1) egyenlet ezáltal egy 14 sebességfüggő jelleggörbe interpolációjára és az eredménynek a különbséggel való megszorzására (15 szorzó) zsugorodik. A keresztirányú gyor sulás teljes korrekciója ezzel az 1. ábra középső ágának megfelelő alakot ölti.

*ί

A keresztirányú gyorsulás becslésében, mint fentebb megmutattuk, a hátsó kerék kormányszöge megmarad bemenő jelként. A becslés azonban egyidejűleg visszahat a hátsó % · '*.’·. ’·* ♦ · 9 4 · ' ·. '.

* 4 9 9 · 4·* «··♦ 9999 * ·· * « « - ·· -99’

- 1O kerék

kormányszögének egy részére, nevezetesen az el térítő nyomaték GMK kompenzációjára. Azért, hogy ezáltal ne léphessenek föl visszacsatolási hatások, a keresztirányú gyorsulás becslésében bemenő jelként csudán a hátsó tengely kormányszögének egyéb vezérléséből származó részét vesszük figyelembe.

Azért, hogy elnyomjuk az eltérítő nyomaték kompenzációja >

által előidézett hajlamot a kanyarban történő fékezés végén , jelentkező erősebb bekanyarodásra (túlkormányozottság), >to- ‘ ’ ^: ' ; ’ ’ - ' . Λ V. «. .

vábbi szorzó tényezőként bevezetünk egy Κγχ járműsebesség_vtől függő erősítési tényezőt. Ennek egy példakénti függ- ¹ vénygörbéje a 16 függvénygenerátorban van tárolva és a függvénygörbe a 4. ábrán látható. E példában aKy^ erősíté®i tényező 50 km/h sebesség fölött állandó egységnyi értékű, 50 km/h és 20 km/h között pedig folyamatosan 0-ra csökken. Ez . a rendszabály a súrlódási tényező határán történő fékezéskor alárendelt jelentőségű, mert ABS fékrendszerrel szerelt járműveknél az alsó sebességtartományban nem lépnek föl kézbentarthatósági problémák.

Ezt a járulékos Κ_νχ járműsebességtől függő erősítési tényezőt a 12 szorzó segítségével szorzó tényezőként veszszük figyelembe. Ezzel az eltérítő nyomatékot kompenzáló kormányszög értéke:

Claims (9)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Jármű blokkolásgátló szabályozóval, amelynek legalább egy tengelyén kerekenként! szabályozás van, és amelynél a jármű két oldalán eltérő értékű ja, súrlódási tényező esetén a blokkolásgátló szabályozás hatására föllépő eltérítő nyomaték kompenzációja legalább részben azáltal történik^ hogy egy az egymástól függetlenül beszabályozott féknyomá- Λ sok Z1P különbségétől függő kompenzáló í/* kormányszöget állítunk be a hátsó kerekek kormányrendszerén, ill. szuperponálunk az első kerekek vagy a hátsó kerekek kormányszögére» miméi lett a cf kormány szög a Z}P nyomáskülönbség függvényé ben egy előre beállított kis nyomáskülönbség-tartományban zérus (holtsáv), e fölött pedig egy előre beállított értékre növekszik, azzal jellemezve, hogy a szabályozó erősítése a holtsáv túllépésekor mindig egy előre beállított állandó értéket vesz föl és hogy a holtsáv túllépésének pillanatában az állandó erősítésre egy előre beállított nagyobb érték szuperponálódik, amely egy előre beállított időfüggvény szerint

   O-ra lecsökken.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy a lecsökkenés exponenciális függvény szerint történik.
3. 3. Az í._vagy a 2. igénypont szerinti jármű,azzal jellemezve, hogy a féknyomásokat mérjük.
4. 4. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy a féknyomásokat egy becslő algoritmussal a blokkolásgátló rendszer szelepnyitási idői alapján becsüljük.
5. 5. Az 1, ... 4. igénypontok bármelyike szerinti Jármű, • · · · ·

   - 12 azzal jellemezve, hogy a kérékféknyomásokat egy-egy nyomáscsökkenési szűrőben (2, 2') olyan módon szűrjük, hogy a szűrt féknyomások <^pvlfr ^pVrf) ^a <2, 2*) bemenő jeleit (^p _vj» ^p _vf) csökkenő féknyomás esetén a kezdő fázisban-nem vagy csak csekély mértékben követik és hogy csak később következik be a bemenő jelek (P_yl, P_vr) folyamatos megközelítése.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy a nyomáscsökkenési szűrők (2, 2*) elé egy-egy további előszűrő (4, 4.') van beiktatva, amelyek fönntartják a kimenő jel növekedésének a bemenő jellel történő változtatható korlátozását, mimellett a korlátozási érték egy előre beállított kiinduló értékről egy maximális értékre növekszik, ha egy bizonyos időn keresztül fönnmarad a bemenő jel állandó előjelű változása.
7. 7. Az 1, ... 6, igénypontok bármelyike szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy a levezetett kormányszöget (cfj megszorozzuk egy a járműsebességtől függő erősítési tényezővel (Κ_νχ), amely kis sebességeknél O értékű, azután egységnyi értékűre növekszik.
8. 8. Jármű blokkolásgátló szabályozóval, amelynek legalább egy tengelyén kerekenkénti szabályozás van, és amelynél a jármű két oldalán eltérő értékű yU. súrlódási tényező esetén a blokkolásgátló szabályozás hatására föllépő eltérítő nyomaték kompenzációja legalább részben azáltal történik, hogy egy az egymástól függetlenül beszabályozott féknyomások ÚP különbségétől függő kompenzáló / kormányszöget szuperponálunk az első kerekek vagy a hátsó kerekek kormányszögére és/vagy állítunk be a hátsó kerekek kormány- • · ···· ^» ····*··« ··*· rendszerén, különösen az 1, ...7. igénypontok bármelyike szerint, azzal jellemezve, hogy meghatározzuk a jármű ke resztirányú gyorsulását (b^), hogy a keresztirányú gyorsulás (b ) függvényében egy korrekciós egységben eaf‘korrekeiy ós tényezőt (K^) határozunk meg, amely kis keresztirányú gyorsulások tartományában egységnyi értékű és növekvő keresztirányú gyorsulás (b_y) esetén folyamatosan zérus értécsökken, és hogy a kormányszöget (cf ) ezzel a korrek- , kűre ciós tényezővel megszorozzuk.
9. 9.

   A 8. igénypont szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy egy aluláteresztő szűrő (<L0, 11) van a korrekciós egy ség után beiktatva, amelynek korrekciós tényező kimenő- jele csökkenő kimenő jel <^Kpy) esetén a bemenő jelet gyorsan követi, növekvő kimenő jel (K^) esetén pedig viszonylag lassan követi, és hogy a kormányszöget a korrekciós tényezővel /K^) megszorozzuk.

   vagy a 9. igénypont szerinti jármű, azzal jel10

   A 8.

   lemezve.

   hogy

   11.

   A 8.

   hogy lemezve, (cT) vagy vábbá állandók a keresztirányú gyorsulást (b^) mérjük.

   vagy a 9. igénypont szerinti jármű, azzal jel a keresztirányú gyorsulást a kormányszög a kormányszögek különbsége és a járműsebesség, toalapján becsüljük.

   12. A 11.

   igénypont szerinti jármű, azzal jellemezve, hogy a becsült keresztirányú gyorsulást (¾) átvezetjük egy aluláteresztő szűrőn (13).