PL208810B1 - Sposób wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego, w szczególnoś ci w oparciu o wyniki pomiarów uzyskane w czasie testu drogowego.

Znany jest sposób wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego polegający na tym, że po umieszczeniu trzyosiowego czujnika przyspieszenia w nadwoziu pojazdu testowanego rozpędza się pojazd od założonej prędkości minimalnej do założonej prędkości maksymalnej z wciśniętym do oporu pedałem przyspiesznika i mierzy wartość przyspieszenia liniowego w trzech kierunkach oraz częstotliwość tętnienia napięcia w instalacji elektrycznej pojazdu. W oparciu o znajomość wartości częstotliwości tętnienia napięcia zależnej od prędkości obrotowej alternatora napędzanego przez przekładnię mechaniczną z wału silnika i zależności częstotliwości tętnienia od prędkości obrotowej silnika wyznacza się wartość prędkości obrotowej silnika pojazdu testowanego. W funkcji prędkości kątowej silnika przedstawia się moment napędowy brutto i moc brutto silnika. Wartości momentu napędowego brutto i wartości mocy odczytuje się na wyświetlaczu. Znany sposób do wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego realizowany jest na ogół przy pomocy trójosiowego czujnika przyspieszeń liniowych do pomiaru przyspieszenia wzdłużnego pojazdu i układu elektronicznego do pomiaru prędkości obrotowej silnika w oparciu o zmierzoną częstotliwość tętnień napięcia w instalacji elektrycznej pojazdu. Znany układ z wyświetlaczem o niskiej rozdzielczości umieszczony jest w nadwoziu, wewną trz kabiny na przedniej szybie, a zasilany jest z instalacji elektrycznej pojazdu.

Znany sposób do wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego uniemożliwia poprawny pomiar przyspieszenia liniowego wzdłużnego pojazdu drogowego, ponieważ zmiany położenia kątowego osi pomiarowych czujnika przyspieszenia umieszczonego w nadwoziu spowodowane nierównościami drogi oraz reakcją zawieszenia w czasie przyspieszania i hamowania skutkuje różnicą między wartością przyspieszenia zmierzonego a rzeczywistą wartością przyspieszenia pojazdu. Wartość przyspieszenia wzdłużnego jest jedynie szacowana, ponieważ nie jest znane chwilowe położenie kątowe osi pomiarowych trzyosiowego czujnika względem kierunku ruchu pojazdu. Wartość pochylenia nadwozia korygowana jest w oparciu o współczynnik o stałej wartości wyznaczanego oddzielnie dla każdego pojazdu dla każdego rozkładu masy w pojeździe i przy założeniu, że pochylenie nadwozia jest stałe w czasie rozpędzania, a przy tym współczynnik wyznaczany jest przy pomocy zewnętrznych urządzeń pomiarowych, co dodatkowo obciąża wyniki pomiarowe błędem. Wartość zmierzonego przyspieszenia obarczonego znacznym błędem ma niekorzystny wpływ na wartość kolejno wyznaczanych parametrów trakcyjnych, w tym na wartość prędkości liniowej wyznaczanej na drodze całkowania numerycznego. Wartości mocy i momentu napędowego wyznaczone tym sposobem obarczone są również znacznym błędem, w szczególności dlatego, że na wyniki pomiarowe mają wpływ warunki atmosferyczne, w czasie których przeprowadzany jest test drogowy. Podobnie wartość prędkości obrotowej obarczona jest znacznym błędem, ponieważ zależna jest od częstotliwości tętnień napięcia w instalacji elektrycznej pojazdu generowanych przez alternator. Pomiar prędkości obrotowej wymaga czasochłonnej procedury cechowania dla każdego pojazdu z użyciem niezależnego przyrządu. W efekcie wyznaczana moc i moment napędowy są wartościami brutto, czyli uwzględniającymi oprócz mocy i momentu napędowego silnika również opory toczenia i aerodynamiczne.

Istota sposobu wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego według wynalazku polega na tym, że w czasie rozpędzenia pojazdu od założonej prędkości minimalnej do założonej prędkości maksymalnej i następującego bezpośrednio po nim swobodnego wybiegu pojazdu aż do osiągnięcia założonej prędkości minimalnej, mierzy się jednocześnie wartość odchylenia wzdłużnego nadwozia pojazdu względem położenia początkowego i wartość przyspieszenia liniowego.

Sposobem do wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego według wynalazku mierzy się rzeczywiste wartości mocy i siły napędowej silnika, dzięki wyznaczeniu sumy oporu aerodynamicznego i oporów toczenia w czasie swobodnego wybiegu pojazdu testowanego. Graficzne przedstawienie wartości siły napędowej mocy silnika w funkcji prędkości liniowej pojazdu drogowego pozwala na wyznaczenie maksymalnej wartości zmierzonych wielkości, a tym samym na ocenę właściwości trakcyjnych testowanego pojazdu. Zestawienie dwuosiowego czujnika przyspieszenia z czujnikiem żyroskopowym umożliwia pomiar rzeczywistego przyspieszenia wzdłużnego pojazdu, które w znanych układach było jedynie szacowane ze względu na brak informacji o chwilowym położeniu kątowym nadwozia względem osi poprzecznej pojazdu. Sposób według wynalazku pozwala mierzyć parametry trakcyjne pojazdu drogowego kompensując siłę oporu aerodynamicznego i oporów toczePL 208 810 B1 nia. Wyznaczenie dodatkowych oporów ruchu pojazdu pozwala na ocenę techniczną pojazdu, co dotychczas nie było praktykowane.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania objaśniony jest na rysunku przedstawiającym schemat blokowy układu do wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego.

Wieloosiowy czujnik przyspieszenia CP, mierzący przyspieszenie w kierunku osi wzdłużnej i pionowej pojazdu i czujnik ż yroskopowy Ż sł u żący do wyznaczania zmiany ką ta odchylenia nadwozia w czasie wzglę dem osi wzd ł u ż nej pojazdu w odniesieniu do po ł o ż enia począ tkowego połączone są z wejściami sygnał owymi mikroprocesora MP. Klawiatura numeryczna lub alfanumeryczna K, za pomocą której wprowadza się wartość masy pojazdu połączone są z wejściami mikroprocesora MP. Wyjścia cyfrowe mikroprocesora połączone są z wyświetlaczem graficznym WG o wysokiej rozdzielczości.

Aby wyznaczyć moc i siłę napędową jako parametry trakcyjne układu napędowego pojazdu drogowego, czujnik przyspieszenia CP i czujnik żyroskopowy Ż układu do pomiaru chwilowych parametrów trakcyjnych układu napędowego pojazdu drogowego umieszcza się w nadwoziu pojazdu w płaszczyźnie jego osi wzdłużnej, po czym łączy z systemem mikroprocesorowym MP zasilanym z gniazda zapalniczki testowanego pojazdu. Nastę pnie do systemu mikroprocesorowego MP wprowadza się wartość masy pojazdu oraz ustala się położenie początkowe czujnika przyspieszenia CP i czujnika żyroskopowego Ż, po czym mocuje się ich obudowy w wyznaczonym położeniu. Następnie pojazd rozpędza się od założonej prędkości minimalnej do założonej prędkości maksymalnej z maksymalną intensywnością, a bezpośrednio po osiągnięciu założonej prędkości maksymalnej, pojazd poddaje się swobodnemu wybiegowi aż do osiągnięcia założonej prędkości minimalnej, przy czym, zarówno w czasie rozpędzania pojazdu, jak i swobodnego wybiegu, mierzy się jednocześnie wartość odchylenia wzdłużnego nadwozia pojazdu względem położenia początkowego i wartość przyspieszenia liniowego pojazdu wprowadzając je na bieżąco do pamięci systemu mikroprocesorowego MP. Wartość przyspieszenia liniowego pojazdu mierzy się za pomocą wieloosiowego czujnika przyspieszenia CP, a wartość odchylenia wzdłużnego nadwozia pojazdu względem położenia początkowego mierzy się za pomocą czujnika żyroskopowego Ż. Jednocześnie w pamięci urządzenia mikroprocesorowego MP w oparciu o zaproponowany własny algorytm wyznacza się wartość rzeczywistego przyspieszenia wzdłużnego pojazdu i rzeczywistej prędkości liniowej tego pojazdu, przy czym przyśpieszenie wzdłużne wyznacza się jako iloraz chwilowego przyśpieszenia mierzonego przez czujnik przyspieszenia CP i cosinusa kąta odchylenia wzdłużnego od kierunku jazdy obliczonego przez całkowanie po czasie prędkości kątowej mierzonej przez czujnik żyroskopowy Ż. Jednocześnie wyznacza się rzeczywistą prędkość liniową tego pojazdu jako całka po czasie wartości rzeczywistego przyspieszenia wzdłużnego pojazdu. Następnie tak wyznaczone wartości zapisuje się w pamięci systemu mikroprocesorowego MP, co określony interwał czasowy. W oparciu o zapisane w pamięci systemu mikroprocesorowego MP wyniki rzeczywistego przyspieszenia wzdłużnego pojazdu dla fazy rozbiegu i wybiegu, wyznacza się w przy pomocy algorytmu, wartość największego przyspieszenia pojazdu, wartość chwilowych zmian siły i mocy napędowej kompensowanych o chwilowe wartości, odpowiednio: sił oporów ruchu i mocy oporów ruchu wyznaczonych w fazie wybiegu. Wartość chwilowych zmian siły napędowej netto wyznacza się jako różnicę wartości siły napędowej brutto i wartości oporów ruchu dla tej samej wartości prędkości liniowej pojazdu. Podobnie wartość chwilowych zmian mocy netto wyznacza się jako różnicę wartości mocy brutto i wartości strat mocy dla tej samej prędkości liniowej pojazdu. Z przebiegu zmian wartości siły i mocy napędowej pojazdu oraz wartości oporów ruchu i strat mocy w funkcji prędkości liniowej pojazdu drogowego wyznacza się największe i najmniejsze wartości określanych parametrów trakcyjnych testowanego układu napędowego pojazdu drogowego.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wyznaczania parametrów trakcyjnych pojazdu drogowego polegający na tym, że po umieszczeniu czujnika przyspieszenia liniowego w nadwoziu pojazdu, przed wykonaniem testu drogowego wprowadza się wartość masy pojazdu do pamięci systemu mikroprocesorowego, a w czasie testu drogowego pojazd rozpędza się od założonej prędkości minimalnej do założonej prędkości maksymalnej z wciśniętym do oporu pedałem przyspiesznika, mierzy się chwilowe przyspieszenie liniowe, wartości parametrów trakcyjnych przedstawia się w funkcji prędkości obrotowej silnika, przy czym test drogowy przeprowadza się na równej, płaskiej drodze położonej pod kątem prostym do kierunku dzia4

   PL 208 810 B1 łania przyspieszenia ziemskiego, znamienny tym, że w czasie rozpędzenia pojazdu od założonej prędkości minimalnej do założonej prędkości maksymalnej i następującego bezpośrednio po nim swobodnego wybiegu pojazdu aż do osiągnięcia założonej prędkości minimalnej, mierzy się jednocześnie wartość odchylenia wzdłużnego nadwozia pojazdu względem położenia początkowego i wartość przyspieszenia liniowego.