ES2210873T3 - Procedimiento para la regulacion del comportamiento de cabeceo de vehiculos. - Google Patents
Procedimiento para la regulacion del comportamiento de cabeceo de vehiculos.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA REGULACION DEL COMPORTAMIENTO DE GUIÑADA DE VEHICULOS. EL OBJETIVO DE LA INVENCION ES HACER QUE PUEDA PREDOMINAR HASTA CUANTO SEA POSIBLE EN SITUACIONES DE MARCHA CRITICAS. PARA LA REGULACION DEL COMPORTAMIENTO DE GUIÑADA DEL VEHICULO, SE DETERMINA A PARTIR DEL ANGULO DE DIRECCION PREVIAMENTE DADO POR EL CONDUCTOR Y UNA VELOCIDAD DEL VEHICULO DETERMINADA UN VALOR TEORICO PARA LA VELOCIDAD DE GUIÑADA DEL VEHICULO. SE AVERIGUA INCLUSO UN VALOR REAL DE LA VELOCIDAD DE GUIÑADA. A PARTIR DE LA DIFERENCIA ENTRE EL VALOR REAL Y EL VALOR TEORICO DE LA VELOCIDAD DE GUIÑADA SE OBTIENE LA DESVIACION DE REGULACION. ESTA DESVIACION DE REGULACION SE GUIA A DOS REGULADORES QUE TRABAJAN INDEPENDIENTEMENTE UNO DE OTRO. EN UNO DE LOS REGULADORES, EL REGULADOR DE DIRECCION, SE DETERMINA UN VALOR TEORICO DE LAS RUEDAS DIRECCIONALES PARA EL ANGULO DE DIRECCION, MIENTRAS QUE EN EL OTRO REGULADOR SE DETERMINA UN VALOR TEORICO PARA LA MODIFICACION DE LA PRESION DE FRENO DE LAS RUEDAS FRENADAS. CONSIDERANDO ESTE VALOR, SE DETERMINA UNA PRESION DE FRENADA TEORICA. A TRAVES DEL ELEMENTO DE AJUSTE DE PRESION DE FRENADO SE GENERA EN EL CILINDRO DE FRENADO DE RUEDA LA PRESION DE FRENADO TEORICA PERTENECIENTE Y A TRAVES DEL ELEMENTO DE AJUSTE DE DIRECCION SE GENERA EN LAS RUEDAS DE DIRECCION EL ANGULO DE DIRECCION DE RUEDA CORRESPONDIENTE.
Description
Procedimiento para la regulación del
comportamiento de cabeceo de vehículos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la regulación del comportamiento de los
vehículos empleando para ello un regulador de dirección y un
regulador de freno, según lo indicado en el preámbulo de la
reivindicación de patente 1).
Un regulador de freno se conoce, por ejemplo, a
través del Artículo "FDR - La regulación de la dinámica de
conducción de Bosch" en la Revista ATZ Automobiltecnische
Zeitschrift (Revista técnica del automóvil) Núm. 95 (1994) 11,
páginas 674 en adelante. Según este Artículo, dentro de un
regulador de dinámica de conducción es determinado - de la
velocidad del vehículo y del ángulo de dirección - un valor teórico
para la velocidad de cabeceo del vehículo. Para ello es empleado un
modelo de vehículo de una sola vía. Además, por medio de un sensor
es determinado un valor real de la velocidad de cabeceo. Es
calculada la diferencia entre el valor real y el valor teórico de
la velocidad de cabeceo, y de la misma es deducida la diferencia de
regulación. De ésta última es deducida una intervención para los
frenos de ruedas, la cual estabiliza el vehículo.
Además, a través de la Patente Alemana Núm. DE 42
26 746 C1 se conoce un regulador de dirección mediante el cual se
ejerce una influencia - en función del comportamiento de cabeceo y
a través de una intervención en la dirección - sobre el
comportamiento de la conducción de un vehículo.
La regulación del comportamiento de cabeceo de
los vehículos, empleando simultáneamente un regulador de dirección
y un regulador de freno, ya es conocido a través de la Patente Núm.
5.634.698 de los Estados Unidos, la cual representa el objeto del
preámbulo de la reivindicación de patente 1). Según éste sistema de
regulación de la dinámica de conducción, el cual comprende un
regulador de freno y un regulador de dirección, resulta que a estos
dos reguladores es aportada la diferencia existente entre el valor
teórico y el valor real de la velocidad de cabeceo. En función de
esta diferencia, por el regulador de freno son determinados los
valores para las presiones de frenado, que han de ser ajustadas,
mientras que por el regulador de dirección es determinado un valor
para el ángulo de dirección, que debe ser ajustado. En este sistema
de regulación de la dinámica de conducción es llevada a efecto una
apropiada ponderación, tanto para la dirección como para de
frenado. A este efecto, en primer lugar es determinado un factor
d_K3_BRG para el frenado. De este factor es deducido, por medio de
la ecuación d_K3=1 - d_K3_BRG, un factor d_K3 para la dirección. El
valor teórico \Deltahs - determinado por el regulador de
dirección para ajustar el ángulo de dirección - es multiplicado por
el factor d_K3, con lo cual se obtiene un nuevo y ponderado valor
teórico \Delta*hs para el ángulo de dirección, que ha de ser
ajustado. De forma correspondiente, los valores teóricos
\Deltapis, determinados por el regulador de freno para las
presiones de frenado a ajustar o \Delta\lambdais para los
valores de resbalamiento, que han de ser ajustados, son
multiplicados por el factor d_K3_BRG, por lo cual se obtienen unos
nuevos y ponderados valores teóricos \Deltap*is para las
presiones de frenado, que han de ser ajustados. Por medio de esta
forma de proceder es conseguida una ponderación entre las
intervenciones en la dirección así como en las intervenciones en
los frenos.
Este procedimiento descrito en la Patente de los
Estados Unidos Núm. 5.634.698 tiene, sin embargo, la siguiente y
decisiva desventaja: Debido al hecho de que la determinación de los
dos factores d_K3 y d_K3_BRG tiene lugar por aplicación de la
ecuación de d_K3 = 1 - d_K3_BRG, resulta que estos dos factores no
pueden ser determinados de forma independiente. Tan pronto que sea
efectuada la ponderación para el regulador de freno (factor
d_K3_BRG) al mismo tiempo es realizada también una ponderación para
el regulador de dirección (factor d_K3). Al aumentar, por ejemplo,
la influencia del regulador de freno, se reduce simultáneamente la
influencia del regulador de dirección. No está previsto que el
comportamiento del regulador de freno sea variado a través de un
factor de ponderación, mientras que el comportamiento del regulador
de dirección permanezca invariado. La acoplada influencia del
regulador de freno y del regulador de dirección - es decir, el
hecho de que los dos factores no puedan ser determinados con
independencia entre si y, por consiguiente, los dos reguladores no
puedan ser influenciados de una manera independiente - no hace
posible un óptimo aprovechamiento de las posibles fuerzas, que
pueden ser transmitidas sobre la vía de conducción, como tampoco
queda facilitada una óptima estabilización del vehículo en las
críticas situaciones de la conducción.
Por consiguiente, la presente invención tiene el
objeto de facilitar que, en las situaciones críticas de la
conducción, el vehículo pueda ser controlado en la máxima forma
posible y de ampliar al mismo tiempo, en la máxima extensión
posible, el ámbito de las críticas situaciones en la conducción,
las cuales puedan ser dominadas.
De acuerdo con la presente invención, este objeto
se consigue, en un procedimiento según lo indicado en el preámbulo
de la reivindicación de patente 1), por medio de las
características indicadas en esta misma reivindicación de patente;
en este caso, las características de las reivindicaciones
secundarias distinguen unas convenientes ampliaciones de la forma
de realización y perfeccionamientos de la misma.
Para la regulación del comportamiento de cabeceo
del vehículo, el ángulo de dirección, previamente determinado por
el conductor, y de una determinada velocidad del vehículo es
deducido un valor teórico para la velocidad de cabeceo. Asimismo,
es determinado un valor real de la velocidad de cabeceo. De la
diferencia entre el valor real y el valor teórico de la velocidad
de cabeceo es deducida luego la diferencia de regulación. A
continuación, esta diferencia de regulación es aportada a dos
reguladores, que trabajan de forma independiente entre sí. Dentro
de un regulador - el regulador de dirección - es determinado un
valor teórico para el ángulo de dirección de las ruedas dirigidas,
mientras que dentro del otro regulador - el regulador de freno -
queda definido un valor teórico para la variación en la presión de
frenado de las ruedas frenadas. Teniendo en cuenta este valor, es
entonces determinada una presión de frenado teórica. Tanto el
regulador de dirección como el regulador de freno determinan los
respectivos valores teóricos con independencia ente si. Por medio
de unos elementos de ajuste de presión de frenado, asignados
individualmente a, las ruedas del vehículo, es regulada, dentro de
los cilindros de freno de rueda, la respectiva presión de frenado
teórica mientras que a través de los elementos de ajuste de
dirección es regulado, en las ruedas dirigidas, el correspondiente
ángulo de dirección de la rueda. Por medio de un factor de
ponderación, que puede ser fijado previamente, puede ser
determinada la influencia que el regulador de freno ejerce sobre el
vehículo en proporción al regulador de dirección; en este casó, el
factor de ponderación influye en el comportamiento del regulador de
freno, mientras que permanece invariado el comportamiento del
regulador de dirección.
Debido al hecho de que mediante el factor de
ponderación es influenciado el comportamiento del regulador de
freno, mientras que el comportamiento del regulador de dirección
permanece invariado, se consigue que la regulación básica sea
llevada a efecto por medio de un regulador de dirección, estando la
misma asistida por las intervenciones de un regulador de freno.
Gracias a ello, la dirigibilidad del vehículo queda ampliada a una
mayor gama de condiciones en la conducción. Es mejorada la calidad
en la regulación del comportamiento de dirección, y la adaptación
del comportamiento real al comportamiento teórico del vehículo es
efectuada de una manera más rápida y con unas más reducidas
desviaciones en la regulación.
Otro conveniente aspecto más de la presente
invención consiste en el hecho de que, gracias a la independencia
entre los dos reguladores, es facilitada una redundancia por la
diversidad. Al fallar uno de los dos reguladores, siempre está
disponible el otro regulador para regular el comportamiento de
cabeceo del vehículo. A este efecto, no hace falta ninguna
detección de error teniendo en cuenta que los errores, que se
produzcan, son compensados físicamente y de forma independiente, en
la medida de lo posible. Como consecuencia, sobre todo se puede
seguir "dirigiendo" a través del freno al fallar el regulador
de la dirección.
Otras convenientes formas más para la realización
de la presente invención se pueden desprender de las
reivindicaciones secundarias; en cuanto a los demás aspectos, la
presente invención es explicada a continuación por medio de un
ejemplo de realización, que está representado en los planos
adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra la vista esquematizada de un
vehículo con los elementos de ajuste;
La Figura 2 indica el esquema de bloques del
primer procedimiento según la presente invención;
La Figura 3 muestra el desarrollo de las curvas
de distintas magnitudes, las cuales caracterizan la intervención
de regulación;
La Figura 4 indica un método para determinar el
refuerzo del regulador de presión de frenado en función de las
magnitudes previamente determinadas por el conductor;
La Figura 5 muestra el esquema de bloques del
segundo procedimiento según la presente invención;
La Figura 6 indica el esquema de bloques del
tercer procedimiento según la presente invención; mientras que
La Figura 6a muestra la función de coordinación
de la adaptación entre el valor de umbral y el valor teórico de la
variación en la presión de frenado para un regulador del sistema
anti-bloqueo de frenos ABS.
En la Figura 1 está indicado, en una vista
esquematizada, un vehículo, que está apropiado para llevar a efecto
el procedimiento de la presente invención. Se trata aquí de un
vehículo de dos ejes el que está dirigido por su eje delantero y el
cual posee por sus cuatro ruedas unos frenos de rueda, que pueden
ser accionados con independencia entre si. (Existen, por
consiguiente, cuatro grupos de ruedas frenadas, componiéndose cada
uno de estos grupos de una rueda frenada; los grupos de ruedas,
cuya presión de frenado puede ser controlada en común, pueden estar
constituidos, por ejemplo, en los vehículos industriales con los
ejes de seguimiento si los frenos de las ruedas de un mismo lado
del vehículo del eje de seguimiento y del eje posterior son
abastecidos con la misma presión de frenado).
Este vehículo tiene, alrededor del centro de
gravedad SP, la velocidad de cabeceo \Psi. La distancia entre el
eje delantero dirigido VA y el eje posterior no dirigido HA está
indicada por L; la distancia entre el centro de gravedad SP y el
eje delantero VA está representada por 1_{v}, mientras que la
distancia entre el centro gravedad SP y el eje posterior HA está
indicado por L_{h}. El vehículo posee un dispositivo de dirección
1, por medio del cual el conductor puede determinar previamente el
ángulo de dirección \delta. Este ángulo de dirección \delta es
registrado dentro de un sensor 2 para ser transmitido hacia una
unidad de control 3. Por medio del sensor 4 es registrado el valor
real \Psi_{ist} de la velocidad de cabeceo, el cual es aportado a
la unidad de control 3. Esta última determina un valor teórico para
el ángulo de dirección de rueda \delta_{soll}, que es ajustado
por el elemento de ajuste de dirección 5 en las dos ruedas
dirigidas del eje delantero VA. La fuerza de frenado, que por el
conductor es producida en el pedal de freno 6, es transformada -
dentro de un amplificador de fuerza de frenado y de un cilindro de
freno principal 7 - en una presión de frenado P_{fahrer}, que es
transmitida hacia el dispositivo de control de freno 8. Dentro de
este dispositivo de control de freno 8, para cada uno de los
cilindros de freno de rueda, RB_{0}... RB_{3}, puede ser
aplicada, con independencia de los otros cilindros de freno de
rueda, una presión diferencial \DeltaP_{i}, con lo cual es
producida una presión de frenado teórica P_{soll,0} hasta
P_{soll,3}. Con el objeto de ser independiente de la generación
de la presión de frenado por parte del conductor, está previsto un
dispositivo de generación de presión de frenado 9, que permite
producir una presión de freno en los cilindros de freno de ruedo
RB_{0} hasta RB_{3}.
También el dispositivo de control de freno 8 es
activado por la unidad de control 3, a cuyo efecto dentro de la
unidad de control 3 son determinados los valores teóricos DP_{1}
para una variación en la presión de frenado.
Como ejemplo, y para el caso del vehículo
anteriormente descrito, son relacionados a continuación un modelo
de vehículo y las ecuaciones de regulación correspondientes, que
resultan del mismo y que permiten llevar a la práctica el
procedimiento de la presente invención. Para ello son empleados los
"signos de fórmula" indicados en la lista al final de la
memoria descriptiva. Al tener el vehículo otras condiciones previas
- por ejemplo, los dos ejes del vehículo pueden ser ambos
dirigibles o bien las presiones de frenado no pueden ser variadas
de manera independiente entre si para todas las ruedas - las
entonces necesarias ecuaciones de regulación pueden ser deducidas
de forma análoga.
Al ser el vehículo descrito mediante unas
coordenadas fijadas en el mismo, se producen las siguientes
ecuaciones de movimiento para las velocidades longitudinales y
transversales así como para la velocidad de cabeceo:
(1)\dot{\nu}_{x} =
\frac{1}{m} \{-(S_{0}+S_{1})sin\delta + (U_{0}+U_{1})cos\delta +
U_{2}+ U_{3}\} + \nu_{y} \cdot
\dot{\Psi}
(2)\dot{\nu}_{y} =
\frac{1}{m} \{(S_{0}+S_{1})cos\delta + (U_{0}+U_{1})sin\delta +
S_{2}+ S_{3}\} - \nu_{x} \cdot
\dot{\Psi}
(3)\ddot{\Psi} =
\frac{1}{I_{z}} \{[(S_{0}-S_{1})s_{\nu} \textdiv (U_{0}+U_{1})
l_{\nu}]sin \delta + [(S_{0}+S_{1})l_{\nu} - (U_{0}-U_{1})s_{\nu}]
cos \delta - (S_{2} \textdiv S_{3}) l_{h} -
(U_{2}-U_{3})s_{h}\}
Estas ecuaciones pueden ser linealizadas por el
hecho de que se supone que el ángulo de dirección \delta sea
pequeño, por lo cual es aplicado que sin \delta = 0 y que cos
\delta = 1.
Al ser sumadas - por sus ejes - las fuerzas
laterales izquierdas y derechas y ser deducida la diferencia de las
fuerzas circunferenciales entre las ruedas de los mismos lados del
vehículo y al ser supuesto, además, que el ancho de vía del
vehículo sea igual por todos los ejes, la ecuación diferencial para
la velocidad de cabeceo \Psi puede ser expresada de la siguiente
manera:
(4)\ddot{\Psi} =
\frac{1}{I_{z}} ([S_{\nu} \cdot l_{\nu} - S_{h} \cdot l_{h}]
\textdiv \Delta U \cdot
s_{b}).
Esta es la ecuación diferencial de un modelo de
una sola vía del vehículo, tal como el mismo está descrito de forma
más detallada en la Publicación de A. Zomotor "Técnica de
mecanismos de traslación y comportamiento de conducción", de J.
Reimpell (Editor), Edición primera; sobre todo en las páginas 99 en
adelante.
Para la regulación del vehículo por medio del
ángulo de dirección de rueda, esta ecuación queda simplificada,
además, por la suposición de que sea desdeñada la diferencia de
fuerza circunferencial DU. La suposición de DU = 0 es correcta si
por los dos lados del vehículo es transmitida la misma fuerza
circunferencial y en el trayecto no interviene ningún regulador de
frenado individual. La ecuación, que de ello resulta, es
simplificada por el hecho de que la fuerza lateral posterior
S_{h} es eliminada por medio de la ecuación S_{h} =
m\cdota_{y} - S_{v}, siendo aplicada la distancia L entre los
ejes. se obtiene finalmente la expresión
\ddot{\Psi} =
\frac{1}{I_{z}} (S_{\nu} \cdot L-l_{h}
ma_{y})
para la ecuación diferencial de la velocidad de
cabeceo. Ahora bien, para la aceleración de cabeceo ha de ser
aplicado
que
\ddot{\Psi} =
\ddot{\Psi}_{soll} - \lambda
e,
al representar "e" la diferencia de
regulación, es decir, e=
\ddot{\Psi}-\ddot{\Psi}_{soll}. De las últimas
dos ecuaciones para la aceleración de cabeceo puede ser aislada la
magnitud de ajuste matemática de S_{v,soll} que está en función
del ángulo de dirección. Se
obtiene
(5)S_{v,soll} =
\frac{l_{h}ma_{y}}{L} \textdiv \frac{I_{z}}{L} (\ddot{\Psi}_{soll} -
\lambda
e).
ahora, la magnitud de ajuste matemática de fuerza
lateral S_{v,soll} tiene que ser convertida todavía en la
magnitud de ajuste física del ángulo de ajuste de rueda
\delta_{soll}. A este efecto, es supuesto que la fuerza lateral
delantera S_{v} se encuentre dentro de la zona lineal de su
dependencia del ángulo de marcha oblicua delantero a_{v} y que
pueda ser desdeñada la influencia del resbalamiento longitudinal
l_{u}. Con estas suposiciones, S_{v} puede ser convertida
aproximadamente - a través de una relación proporcional - en
a_{v}:
(6)\alpha_{v.soll} =
\frac{S_{v.soll}}{C_{s}}
El ángulo de dirección de rueda \delta_{soll}
es el resultado de la ecuación
(7)\alpha_{v} =
\delta_{soll} + \beta - \frac{\overline{\Psi} \cdot
I_{h}}{\nu_{x}}
Ahora, esta ecuación tiene que ser resuelta
todavía en función del ángulo de dirección de rueda
\delta_{soll}. El ángulo de flotación b tiene que ser estimado;
un procedimiento de flotación es conocido, por ejemplo, a través de
la Patente Alemana Núm. DE 43 34 423 C2. Pueden ser introducidos
otros términos de corrección adicionales con el fin de tener en
consideración la influencia del comportamiento de entrada de las
fuerzas radiales, las influencias de la dirección y, de los
elementos actuadores así como las influencias de los errores y de
las perturbaciones. Se obtiene, por consiguiente, la expresión
de:
(8)\delta_{soll} =
\alpha_{v,soll} + \frac{I_{\nu} \overline{\Psi}}{\nu_{x}} - \beta +
términos \ de \
corrección
Las linealizaciones y suposiciones anteriormente
efectuadas son válidas solamente para los pequeños ángulos de
marcha oblicua a_{v}.
Tampoco es deseable un excesivo ángulo de marcha
oblicua a_{v} habida cuenta de que el mismo ya no aumente la
fuerza lateral de la rueda sobre su base. Por este motivo, este
ángulo de marcha oblicua puede ser limitado por el hecho de que, en
primer lugar, es determinado el ángulo de marcha oblicua que
resulta del calculado valor teórico del ángulo de dirección de
rueda \delta_{soll}. Al sobrepasar este valor un máximo
a_{max}, puede ser determinado un nuevo valor teórico del ángulo
de dirección de rueda \delta_{soll}, que está fijado de tal manera
que no sea excedido el ángulo máximo a_{max}. Como alternativa a
ello, también puede estar limitada a un valor entre 5 y 10 grados
la desviación Dd del ángulo de dirección de rueda d_{soll} con
respecto al ángulo de dirección de rueda d_{soll} (m = 1), la
cual es necesaria para conseguir - con un coeficiente de
transmisión de fuerza m = 1 - la velocidad de cabeceo teórica
\dot{\Psi}_{soll} (\delta), que resulta del ángulo de dirección
d, previamente determinado por el conductor del vehículo. Además,
de forma adicional también puede estar limitada a un valor máximo
la velocidad de variación \delta_{soll}. A este efecto, el valor
máximo está previamente determinado por las propiedades del
elemento de dirección. Al objeto de prevenir unos abruptos saltos
en los ángulos de dirección de rueda, los valores, obtenidos de
este modo, son filtrados todavía mediante un filtro de paso
bajo.
A continuación, se describe hora un regulador de
velocidad de cabeceo, en el cual son empleadas, como magnitud de
ajuste, las cuatro presiones de frenado P_{i} - i = 0, 1, 2, 3 -
que pueden ser reguladas de manera independiente entre si.
Partiendo de la ecuación (3), está representado un regulador de
magnitudes múltiples cuya única magnitud de regulación es la
velocidad de cabeceo \dot{\Psi}, es decir, un llamado regulador
de "single input multiple output" (SIMO) o de entrada sencilla
y salida múltiple. Las fuerzas circunferenciales, que por el freno
han de ser producidas en la rueda, pueden ser convertidas - por
medio de la ecuación
(9)U_{i} = \frac{P_{i}
K_{Pi}}{r_{eff}}
en unas presiones de frenado teóricas. En este
caso K_{pi} representa un factor de refuerzo, que es inversamente
proporcional a la superficie de acción de la presión sobre la
rueda: r_{eff} es el radio efectivo de la rueda. Las fuerzas
laterales están acopladas en función del ángulo de marcha oblicua
al y del resbalamiento longitudinal l_{i}. Aquí se parte ahora de
la suposición de que las fuerzas laterales - y, por consiguiente,
también el acoplamiento entre las fuerzas laterales S y las fuerzas
circunferenciales U - pueden ser desdeñados, es decir, que valga la
ecuación de S_{i} =
0.
Bajo esta suposición y con la aplicación de la
ecuación (9), de la ecuación (3) se obtiene la expresión de
para la ecuación diferencial de la velocidad de
cabeceo. Esta ecuación no es lineal en el ángulo de dirección
\delta. Por este motivo, la misma es linealizada por un punto de
trabajo AP, por lo que es
aplicado
de lo cual resulta la ecuación lineal en forma
vectorial
con
\Delta \ddot{\Psi} =
\ddot{\Psi} - \ddot{\Psi}_{AP}
\Delta \dot{\Psi} =
\dot{\Psi} -
\dot{\Psi}_{AP}
\Delta P_{i} = P_{i} -
P_{APi}
la cual es apropiada para los diseños de unos
reguladores de magnitudes múltiples. Los reguladores de magnitudes
múltiples son generalmente conocidos, y existe un elevado número de
posibles diseños para la determinación de las ecuaciones de
regulación. A este efecto, las magnitudes \dot{\Psi}_{AP} y
\dot{\Psi}_{AP} están sustituidas aquí por los valores teóricos
\dot{\Psi}_{soll} y \dot{\Psi}_{soll}. Dentro del marco de esta
descripción - a título de ejemplo - de un regulador, se recurre a
un llamado diseño LQR (Linear-quadratischer Regler),
o sea, regulador lineal cuadrado. Aquí para el trayecto de
regulación lineal es reducido al mínimo un criterio cuadrado de
calidad de la
ecuación
Q y R representan aquí unas matrices de
ponderación simétricas positivamente semidefinitorias y
positivamente definitorias, respectivamente. La exposición de las
leyes de regulación puede ser efectuada por la solución de una
ecuación algebraica de Ricatti. Teniendo en cuenta que aquí es
regulada solamente la velocidad de cabeceo \dot{\Psi}, la ecuación
de Ricatti es escalar. Al llevar a efecto estos cálculos, se
obtienen la ley de inversión
(11)\Delta P_{i} = -K_{LQR}
(AP) \Delta
\overline{\Psi},
en este caso, el refuerzo K_{LQR} (AP) está en
función del punto de trabajo AP, y la expresión del mismo, bajo las
suposiciones anteriores, es como
sigue
(12)K_{LQR} =
\sqrt{\frac{q/r}{\sum\limits^{3}_{k=0}g_{k}}}
g_{i}
en la
que
mientras que q/r es una constante. En este caso,
la constante q/r se obtiene de la siguiente manera: la matriz de
ponderación Q se reduce - para el caso del regulador SIMO en
cuestión - al escalar q. Debido a los criterios de robustez, la
matriz de ponderación es elegida como una matriz diagonal. Todos
los elementos de la matriz diagonal tenían la misma ponderación r,
habida cuenta de que a todas las ruedas es concebida la misma
posibilidad de intervención. A continuación, la constante q/r es
denominada factor de
refuerzo.
Con el fin de mejorar las propiedades dinámicas,
se introduce ahora asimismo un elemento D en el regulador P. Se
obtiene entonces la variación en la presión de frenado
(14)\Delta P_{i} = -K_{LQR}
(AP)(\Delta \dot{\Psi} + K_{D} \Delta
\ddot{\Psi})
En el diseño del regulador, los grados de
libertad son - aparte de la parte proporcional D, es decir, K_{D}
- los valores de las matrices de ponderación Q y R, o sea los
valores de q y r. Habida cuenta de que los mismos están contenidos
solamente como cociente en el refuerzo K_{LQR}, es suficiente
variar uno de los dos valores para obtener el otro valor de forma
constante. En este caso, la rapidez en la regulación de las
presiones de frenado de la rueda también ejerce una influencia en
la regulación de la dirección. Las necesarias intervenciones en la
dirección son tanto mas reducidas cuanto mas rápidamente sea
regulado a través de los fresnos de las ruedas, teniendo en cuenta
que las dos regulaciones actúan de una manera complementaria entre
si. En este caso, sin embargo, ha de ser tenido en cuenta que, por
regla general, una instalación de freno hidráulico tiene - a causa
de las circunstancias de su construcción - una mayor inercia que un
elemento accionador de dirección y que, normalmente, durante la
dirección de un vehículo debe ser efectuada solamente una reducida
intervención de parte del freno.
Además ha de ser tenido en cuenta que la magnitud
de ajuste de la presión de frenado P tiene que ser limitada
todavía. No son convenientes ni unos valores negativos ni unos
elevados valores positivos, que estén por encima de las presiones
de frenado físicamente posibles; los mismos se ponen, por lo tanto,
a cero y a la presión de frenado máximamente alcanzable,
respectivamente. Tampoco la variación temporal de la presión no
puede ser físicamente de cualquier magnitud. Por consiguiente, al
valor absoluto de la deducción P_{i} está limitado a un valor
máximo P_{max}, que resulta de las circunstancias de la
construcción de la instalación del freno. Con el fin de alisar los
desarrollos de presión, que se han vuelto irregulares a causa de la
limitación, a continuación de esta limitación puede estar previsto
un filtro de paso bajo, antes de pasar los valores de la presión
de frenado sobre el trayecto de regulación.
La Figura 2 muestra el esquema de bloques de un
procedimiento según la presente invención. Por medio del volante de
dirección 21, del conductor del vehículo determina el ángulo de
dirección \delta.
Dentro del transmisor de valor teórico 23, sobre
la base de este ángulo de dirección y de la velocidad del vehículo
v_{x}, así como por la aplicación de una apropiada función de
transmisión, es determinado un valor teórico \Psi_{soll} para la
velocidad de cabeceo. De este valor teórico \Psi_{soll} y del
valor real \Psi_{ist} es determinada - dentro del comparador 28 -
una diferencia de regulación \Delta\Psi. Esta diferencia de
regulación es aportada tanto al elemento regulador de dirección 24
como el elemento regulador de freno 25. Dentro del regulador de
dirección 24 es determinado por lo menos un valor teórico
d_{soll} para el ángulo de dirección de rueda. A través del pedal
de freno 22, el conductor del vehículo establece una presión de
frenado P_{ahrer}. Esta presión es puesta en relación con los
valores teóricos DP_{1} para la variación en la presión de
frenado, los cuales son determinados dentro del regulador de freno,
y los mismos son transmitidos al regulador de ABS 26. A
continuación, dentro del regulador de ABS es determinada la presión
de frenado teórica P_{soll,1}, que ha de ser producida en las
ruedas frenadas. A este efecto, la presión de frenado teórica
P_{soll} es todavía limitada en el sentido de que no pueda ser
sobrepasado un valor de umbral de resbalamiento g_{Schlupf}, que
para las ruedas es determinado individualmente o por grupos o
también por ejes. El valor teórico determinado para el ángulo de
dirección de rueda \delta_{soll} así como la presión de frenado
teórica P_{soll,i} son regulados dentro del vehículo por medio de
unos elementos de ajuste. Dentro del vehículo es determinado el
valor real \Psi_{ist} de la velocidad de cabeceo, el cual es
aportado al ya mencionado comparador 28.
La Figura 3 muestra para el supuesto de una
dirigida entrada en una curva a la izquierda - el desarrollo de
unas distintas curvas características en función del tiempo t al
existir un más reducido coeficiente de arrastre de fuerza (por
ejemplo, hielo) y, por este motivo, el valor teórico de la
velocidad de cabeceo no está solamente basado en la dirección. Por
la parte derecha está indicado, de forma esquematizada, el vehículo
con las cuatro ruedas R_{0}. ..., R_{3}; en este caso, la rueda
trasera izquierda R_{2} - que está indicada a rayitas - está
siendo frenada durante el proceso de la regulación, por lo cual es
generada la fuerza circunferencial U_{2}. Por la parte central
del vehículo está indicado el centro de gravedad. En el diagrama
superior de los tres diagramas están representadas las curvas
características I, II y III. La curva 1, que está indicada por una
línea continua, representa el desarrollo del valor teórico
\ddot{\Psi_{soll}} de la velocidad de cabeceo, tal como el mismo
es deducido del ángulo de dirección \delta, que es previamente
determinado por el conductor. La curva II, que está indicada por
una línea de trazos, muestra el desarrollo del valor real
\\ddot{Psi}_{ist} de la velocidad de cabeceo en el supuesto de que
sea efectuada solamente una regulación de la dirección, la que,
sin embargo, no es suficiente - debido al reducido coeficiente de
arrastre de fuerza - para facilitarle al vehículo el deseado
comportamiento de cabeceo. La curva II, indicada por una línea de
trazos y puntos, muestra el desarrollo si, adicionalmente a la
regulación del ángulo de dirección, también tiene lugar una
regulación en la presión del frenado. En el caso de una marcha del
vehículo - la que en cuento a otros aspectos, no se encuentra
frenada - resulta que la intervención en el frenado tiene lugar en
aquella rueda trasera que es la rueda interior de la curva, es
decir, en la rueda trasera izquierda R_{2}. En la curva
característica IV, indicada por debajo, está representado - en el
mismo transcurso del tiempo como en las curvas características I
hasta II - el desarrollo del ángulo de marcha oblicua a, en las
ruedas del eje delantero.
En la Figura 4 está representado un procedimiento
que permite determinar la relación entre los valores r y q, cuyo
cociente entra en el refuerzo K_{LQR} para el cálculo de la
variación en la presión de frenado DP_{1}. A este efecto, de la
velocidad de cabeceo teórica \dot{\Psi}_{soll} - que ha sido
determinada en base al ángulo de dirección d. Ajustado por el
conductor es deducido, en primer lugar, un deseo de la fuerza
lateral S_{w}. De la presión de frenado P_{fahrer}, que es
producida por el conductor, es derivado un valor para la fuerza
circunferencial U_{w}. Al encontrarse el valor deseado por el
conductor, por fuera de lo físicamente posible, por medio del
método del círculo de Kamm es determinado un valor - físicamente
posible - de la fuerza lateral S y de la fuerza circunferencial U,
el cual se acerque al valor deseado por el conductor. Para ello es
determinado - dentro de un sistema de coordenadas con las fuerzas
lateral S y con la fuerza circunferencial U como los ejes de las
coordenadas - el punto de intersección B (S_{B}/U_{B}), que se
produce al seccionar la línea recta primitiva que pasa por el punto
A (S_{w}/U_{w}) - el círculo K, que delimita la zona de las
parejas de valores físicamente posibles de S y U .El radio del
círculo K está en función del coeficiente de transmisión o arrastre
de fuerza m. La magnitud de m o puede ser determinada mediante unos
conocidos procedimientos como, por ejemplo, a través del número de
revoluciones de las ruedas o bien es empleado, como norma, el
círculo unitario, es decir, que se parte de m = 1. Por medio de los
valores S_{B} y U_{B}, determinados de este modo - o bien, al
encontrarse los valores S_{w} y U_{w} dentro de lo físicamente
posible - del campo característico es deducido el valor del
cociente q/r. Gracias a ello, también es conocido entonces el
refuerzo K_{LQR} (AP). Como principio, el campo característico
tiene la propiedad de que el factor de refuerzo q/r se incrementa
con el aumento de la fuerza lateral S y se reduce con el incremento
de la fuerza circunferencial U. Al mismo tiempo, de los valores
S_{w} y U_{w} para la fuerza lateral y la fuerza
circunferencial también pueden ser reducidos - de las
correspondientes curvas características - un límite de ángulo de
marcha oblicua y un límite de resbalamiento, los cuales corresponden
al deseo del conductor.
La Figura 5 muestra el esquema de bloques de un
segundo procedimiento conforme a la presente invención. Según este
procedimiento ha de ser impedido - a diferencia del primer
procedimiento - que sobre la base de la limitación de la presión de
frenado teórica P_{soll} a través de la regulación de ABS, se
"pierda" la influencia del valor teórico DP para la variación
en la presión de frenado. Esto tiene lugar esencialmente por el
hecho de que están previstos dos reguladores de ABS, 26a, 26b; en
este caso, los valores de umbral de resbalamiento g_{Schlupf,B}
previamente determinados en el segundo regulador de ABS son
elegidos - en comparación con los valores de umbral de
resbalamiento g_{Schlupf,A} del primer regulador de ABS- con una
mayor magnitud y el valor teórico DP para la variación en la
presión de frenado es añadido a las presiones de frenado teóricas
provisionales P_{soll, prov}, determinadas dentro del primer
regulador de freno, y los valores, obtenidos de este modo, son
transmitidos hacia el segundo regulador de presión de frenado. En
cuanto a los demás aspectos, el esquema de bloques de esta Figura
5 corresponde al esquema de bloques indicado en la
\hbox{Figura
2.}
De forma más detallada, la Figura 5 muestra el
esquema de bloques del segundo procedimiento según la presente
invención. Por medio del volante de dirección, el conductor
determina previamente el ángulo de dirección \delta. Dentro del
transmisor de valores teóricos 23, sobre la base del ángulo de
dirección y de la velocidad v_{X} del vehículo así como por el
empleo de un modelo de vehículo, son determinados un valor teórico
\dot{\Psi}_{soll} para la velocidad de cabeceo y un valor teórico
\dot{\Psi}_{soll} para la aceleración de cabeceo. A continuación,
dentro del comparador 28 y por la aplicación del valor real de la
velocidad de cabeceo \Psi_{ist} es determinada la diferencia de
regulación \Delta\Psi. Esta diferencia de regulación es aportada
tanto al regulador de dirección 24 como al regulador de freno 25.
Dentro del regulador de dirección es determinado por lo menos un
valor teórico d_{soll} para el ángulo de dirección de la rueda.
Por medio del pedal de freno 22, el conductor determina una presión
de frenado P_{fahrer}; este valor es transmitido al primer
regulador de ABS 26a, dentro del cual las presiones de frenado,
previamente determinadas por el conductor, son limitadas a unos
valores teóricos provisionales P_{soll,prov}, a los cuales el
resbalamiento de rueda no sobrepasa en las ruedas el respectivo
primer valor de umbral de resbalamiento g_{Schlupf,A} previamente
determinado. Dentro del sumador 50, estos valores teóricos
provisionales P_{soll,prov} son enlazados con los valores
teóricos DP_{i} para luego ser aportados al segundo regulador de
ABS 26b. En éste último se determinan entonces los valores teóricos
P_{soll,i} para la presión de frenado, que ha de ser aplicada
sobre las ruedas, y esto de tal manera que no puedan ser
sobrepasados los segundos valores de umbral de resbalamiento
g_{Schlupf,B}. A este efecto, los valores de umbral de
resbalamiento g_{Schlupf,A}, g_{Schlupf,B} están definidos, por
regla general, para el respectivo eje, o sea en un eje de vehículo
es admitido un mayor resbalamiento de rueda que en el otro eje. El
valor teórico determinado para el ángulo de dirección de rueda
d_{soll} así como las presiones de frenado teóricas P_{soll,i}
para las ruedas o los ejes individuales son regulados por medio de
unos elementos de ajuste dentro del vehículo 27.
El valor real, \dot{\Psi}_{ist} de la velocidad
de cabeceo es determinado dentro del vehículo, y este valor es
transmitido hacia el antes mencionado comparador 28. En este caso,
y en relación con los reguladores de ABS, se ha de tener en cuenta
que el primer regulador de ABS 26a no sea perturbado, en su
funcionamiento, de una manera importante por el segundo regulador
de ABS al trabajar los dos reguladores con un retornado valor real
P_{ist} de la presión de frenado en los cilindros de freno de las
ruedas. Esto se puede conseguir, por ejemplo, por el hecho de la
perturbación dentro del segundo regulador de ABS sea estimada y
compensada o bien por lo menos para el primer regulador sea
aplicada una función de ABS que no depende de la presión real de
frenado P_{ist} dentro de los cilindros de freno de las
ruedas.
La Figura 6 muestra el esquema de bloques de un
tercer procedimiento conforme a la presente invención. Según este
procedimiento es empleado otra vez solamente un regulador de ABS;
en este caso, sin embargo, el admisible resbalamiento de rueda para
la regulación del sistema de ABS es determinado individualmente por
rueda o por eje y en función del valor teórico DP_{i} para la
variación en la presión de frenado.
A través del volante de dirección 21, el
conductor establece el ángulo de dirección d, que es aportado al
transmisor de valores teóricos 23, en el cual es determinado -
sobre la base del ángulo de dirección d y de la velocidad v_{x}
del vehículo, empleando para ello un modelo de vehículo - un valor
teórico \dot{\Psi}_{soll} para la velocidad de cabeceo así como
un valor teórico \dot{\Psi}_{soll} para la aceleración de cabeceo.
A continuación, dentro del comparador 28 es determinada del valor
teórico \dot{\Psi}_{soll} y del valor real \dot{\Psi}_{ist} para
la velocidad de cabeceo la diferencia de regulación
\Delta\dot{\Psi}. Esta diferencia de regulación
\Delta\dot{\Psi}, es transmitida tanto al regulador de dirección
24 como al regulador de freno 25. Dentro del regulador de
dirección 24 es determinado por lo menos un valor teórico
d_{soll} para el ángulo de dirección de rueda. Dentro del
regulador de freno 25 es determinado por lo menos un valor teórico
DP_{i} para la variación en la presión de frenado en los frenos
de las ruedas. Por medio del pedal de freno 22, el conductor
establece una presión de frenado P_{fahrer}, que dentro del
enlazador 60 es puesta en relación con por lo menos un valor
teórico DP_{i} para luego ser aportada al regulador de ABS 26.
Desde el regulador de freno 25, al regulador de ABS 26 también son
transmitidos los valores para la adaptación de los umbrales de
resbalamiento d_{grenze,i}; en este caso, estos valores son
determinados en función de los valores teóricos DP_{i} para la
variación en la presión de frenado. A este efecto, una adaptación
de los umbrales de resbalamiento d_{granze,i} puede ser
determinada de forma individual para cada rueda o para las ruedas
de un eje en su conjunto. Esto depende si los valores teóricos
DP_{i} para la variación en la presión de frenado son
determinados por eje o individualmente por rueda. Una adaptación de
los umbrales de resbalamiento por rueda o por eje depende, a su vez,
si por cada eje son determinados previamente unos valores de umbral
de resbalamiento g_{schluf,i} que son independientes del eje o no
lo son.
En este caso, la adaptación de los umbrales de
resbalamiento d_{grenze,i} puede ser llevada a afecto de la
siguiente manera:
A este efecto, se necesita una relación entre el
valor teórico DP_{i}, la variación en la presión de frenado y el
resbalamiento circunferencial de la rueda l_{U}. Una relación de
esta clase puede ser deducida de la suposición de que la presión de
frenado P_{i} en los frenos de rueda sea proporcional a la fuerza
circunferencial U_{1}. La Figura 6a indica la curva U(1)
por encima del resbalamiento l_{U}. Si adicionalmente es conocida
la curva característica U(1), resulta que cualquier
variación en la presión DP_{i} puede ser asignada a una variación
en el resbalamiento Dl (DP_{i}). Entonces, esta variación en el
resbalamiento Dl(DP_{i}) es tomada como una variación en
la adaptación de los umbrales de resbalamiento d_{grenze,i} y Se
aplica, por lo tanto, que d_{grenze,i} = Dl (DP_{i}).
Dentro del ámbito de la adherencia, una reducción
en la presión de frenado corresponde, por consiguiente, a una
reducción en la magnitud del admisible resbalamiento de rueda
g_{zul,i} teniendo en cuenta que, en este caso, la adaptación de
los umbrales de resbalamiento d_{grenze,i} tiene un signo
negativo.
Por regla general, sin embargo, no es conocida
esta curva característica U(1), habida cuenta de que la
misma están en función de muchos factores de influencia como, por
ejemplo, del ángulo de marcha oblicua a_{h} del eje trasero y de
otras magnitudes desconocidas como del voladizo en alto F_{2} y
del coeficiente de rozamiento de adherencia m. Por consiguiente,
para una determinación de la adaptación de los umbrales de
resbalamiento puede ser supuesto un determinado desarrollo típico
de la curva U(1) como la relación entre la fuerza
circunferencial U_{i} y el resbalamiento l_{U}. Otra
simplificación más es conseguida por el hecho de que como tal
relación entre la fuerza circunferencial U_{i} y el resbalamiento
l_{U} es supuesta una relación lineal, tal como la misma está
indicada en la Figura 6a en forma de una curva U_{d}(1) y
mediante una línea de trazos. Por medio de esta supuesta relación
lineal también puede ser efectuada la determinación de la
adaptación de los umbrales de resbalamiento d_{grenze,i}: Al
tener esta relación lineal la pendiente k_{d}, resulta que
(15)d_{grenze,i} =
\frac{1}{k_{d}} \Delta
P_{i}
De forma gráfica, resulta - si el valor teórico
DP para la variación en la presión de frenado es aplicado como un
intervalo sobre la ordenada - que la distancia entre los valores de
abscisa de los puntos de intersección de los límites de intervalo
produce, con la supuesta relación entre la fuerza circunferencial
U_{i} y el resbalamiento i_{U}, la variación en los umbrales de
resbalamiento d_{grenze,i}; en la Figura 6a, esto está indicado
mediante una línea de trazos y puntos para la línea recta
U_{d}(1).
Dentro del regulador de ABS 26, el admisible
resbalamiento de rueda g_{zul,i} para el respectivo eje n la
respectiva rueda es determinado por el hecho de que al límite de
resbalamiento g_{schlupf} es añadida la adaptación de los
umbrales de resbalamiento, por lo cual se produce la ecuación
(16)g_{zul.i} =
g_{Schlupf.i} +
d_{prenze.i}.
con el objeto de que el limite de resbalamiento
no se pueda incrementar de forma aleatoria, sino solamente hasta un
valor máximo g_{zul,max} previamente establecido, resulta que el
admisible resbalamiento de rueda g_{zul,i} está limitado hacia
arriba a un valor que se encuentra dentro del
intervalo:
(17)g_{zul,max}
\in[g_{Schlupf,i'} 1,5\cdot
g_{Schlupf,i}]
Por consiguiente, dentro del regulador de ABS las
respectivas presiones de frenado teóricas P_{soll,i} son
determinadas de la presión de frenado P_{fahrer} previamente
determinada por el conductor y de los valores teóricos DP_{i}
para la variación en la presión de frenado, y esto de tal manera
que no sea sobrepasado el admisible resbalamiento g_{zul,i}.
Estas presiones de frenado teóricas P_{soll,i} así como el valor
teórico d_{soll} para el ángulo de dirección de rueda son luego
ajustados en el vehículo. El valor real \dot{\Psi}_{ist} es
determinado dentro del vehículo 27, y el mismo es transmitido al
comparador 28.
| i | ... | Número correlativo de 0 hasta 3 o v, 1 |
| 0,...,3 | ... | Numeración de las ruedas del vehículo |
| v | ... | Parte delantera |
| h | ... | Parte trasera |
| b | ... | Ambas, parte delantera y parte trasera |
| ist | ... | Valor real de una magnitud |
| fahrer | ... | Previamente determinado por el conductor |
| soll | ... | Valor teórico establecido |
| x | ... | Eje longitudinal del vehículo |
| y | ... | Eje transversal del vehículo |
| z | ... | Eje vertical |
| AP | ... | Punto de trabajo |
| LQR | ... | Ecuación de regulación lineal; integral de calidad cuadrada del regulador |
| W | ... | Magnitud deducida de un valor de deseo determinado de las magnitudes previamente |
| establecidas por el conductor | ||
| Antepuesto a una magnitud: | ||
| D | ... | Diferencia entre dos valores de la magnitud que le sigue |
| \dot{\Psi} | ... | Velocidad de cabeceo |
| \dot{\Psi} | ... | Aceleración de cabeceo |
| v | ... | Velocidad con índice con respecto a un eje |
| \dot{v} | ... | Aceleración con índice con respecto a un eje |
| S | ... | Fuerza lateral con índice en una rueda |
| U | ... | Fuerza circunferencial con índice en una rueda |
| P_{i} | ... | Presión de frenado en la rueda i |
| P_{fahrer} | ... | Presión de frenado, deducida de una indicación previa del conductor |
| DP_{i} | ... | Variación en la presión de frenado en la rueda i |
| P_{soll} | ... | Presión de frenado que ha de ser producida; con índice en la rueda i |
| d | ... | Ángulo de dirección |
| d_{soll} | ... | Ángulo de dirección de rueda que ha de ser producido |
| b | ... | Ángulo de flotación |
| Y | ... | Ángulo de cabeceo |
| L_{U} | ... | Resbalamiento circunferencial |
| SP | ... | Centro de gravedad |
| m | ... | Masa del vehículo |
| s | ... | Vía de conducción |
| I | ... | Momento de inercia de masa del vehículo por un eje |
| c_{s} | ... | Rigidez de marcha oblicua del neumático |
| L | ... | Distancia entre los ejes del vehículo |
| l_{v} | ... | Distancia entre el eje delantero y el centro de gravedad |
| l_{h} | ... | Distancia entre el eje trasero y el centro de gravedad |
| K_{p} | ... | Factor de proporcionalidad entre la fuerza circunferencial y la presión de frenado |
Claims (21)
1. Procedimiento para la regulación del
comportamiento de cabeceo de los vehículos; para esta
finalidad:
* Por el empleo del ángulo de dirección
(\delta_{fahrer}), previamente establecido por el conductor, y de
un valor determinado para la velocidad (v_{x}) del vehículo
calculado un valor teórico (\dot{\Psi}_{soll}) de la velocidad de
cabeceo;
* Es determinado el valor real
(\dot{\Psi}_{ist}) de la velocidad de caebceo
* De la diferencia entre el valor real
(\dot{\Psi}_{ist}) y del valor teórico (\delta_{soll}) de la
velocidad de cabeceo es calculada la diferencia de regulación
(\Delta\dot{\Psi}); a este efecto, la diferencia de regulación
(\Delta\dot{\Psi}) es transmitida hacia un regulador de
dirección y hacia un regulador de freno;
* En este caso, dentro del regulador de dirección
es determinado por lo menos un valor teórico para el ángulo de
dirección de rueda (\delta_{soll}) de las ruedas dirigidas,
mientras que
* Dentro del regulador de freno es determinado
por lo menos un valor teórico (DP) para la variación en la presión
de frenado de las ruedas frenadas;
* En este caso, y teniendo en cuenta por lo menos
un valor teórico (DP) para la variación en la presión de frenado,
es determinada una presión de frenado teórica (P_{soll,i}); a
este efecto, el regulador de dirección y el regulador de freno
determinan los respectivos valores teóricos de manera independiente
entre si y, en este caso, por medio de unos elementos de ajuste de
presión de frenado - que de forma individual están asignados a las
ruedas del vehículo - dentro de los cilindros de freno de rueda es
ajustada la respectiva presión de frenado teórica (P_{soll}),
mientras que a través de unos elementos de ajuste de dirección es
ajustado en las ruedas dirigidas el correspondiente ángulo de
dirección de rueda (\delta_{soll}) y, en este caso, por medio de
un factor de ponderación (q/r) - que puede ser fijado previamente
- puede ser determinada la influencia que el regulador de freno
ejerce sobre el vehículo en relación con la influencia del
regulador de dirección:
Procedimiento éste que está caracterizado
porque el factor de ponderación (q/r) influye en el comportamiento
del regulador de freno, mientras que permanece invariado el
comportamiento del regulador de dirección.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque por lo menos una presión de frenado
teórica (P_{soll}) es determinada de la presión de frenado
(P_{fahrer}), previamente establecida por el conductor, y de por
lo menos un valor teórico (DP), y esto de tal manera que quede
impedido que sea sobrepasado por lo menos un límite de
resbalamiento (g_{schlupf}) que es previamente establecido.
3. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
1) o 2) y caracterizado porque los cilindros de freno de
rueda están previstos en grupos, siendo un grupo formado por al
menos un cilindro de freno de rueda y, en este caso, para cada uno
de estos grupos es determinada una presión de frenado teórica
(P_{soll}).
4. Procedimiento conforme a la reivindicación 3)
y caracterizado porque para cada grupo de los cilindros de
freno de rueda es determinado un valor teórico (DP) para la
variación en la presión de frenado.
5. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque para cada rueda de un eje de
dirección es determinado un valor teórico (\delta_{soll}) para el
ángulo de dirección de la rueda.
6. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque en la determinación de los valores
teóricos para el ángulo de dirección de rueda (\delta_{soll}) es
supuesto que las fuerzas circunferenciales - que son transmitidas
sobre la vía de conducción - sea entre si iguales por ambos lados
del vehículo.
7. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
1) o 6) y caracterizado porque en la determinación de los
valores teóricos para la variación en la presión de frenado (DP) es
supuesto que sobre la vía de conducción no sea transmitida ninguna
fuerza lateral.
8. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque el factor de ponderación (q/r) es
determinado en función de las magnitudes previamente establecidas
por el conductor.
9. Procedimiento conforme a la reivindicación 8)
y caracterizado porque las magnitudes, previamente
establecidas por el conductor son el ángulo de dirección de ruedas
(\delta) y la presión de frenado (P_{fahrer}); en este
caso,
* Del ángulo de dirección (\delta) es deducida
la deseada fuerza lateral (S_{w}), mientras que
* De la presión de frenado (P_{fahrer}) es
deducida la deseada fuerza circunferencial (U_{w}); así como
caracterizado porque el factor de ponderación es determinado
de tal manera que:
* Con el deseo de un aumento en la fuerza lateral
(S_{w}) se reduce el factor de ponderación (q/r) y, por
consiguiente, también la influencia ejercida por el regulador de
freno; así como
* Con el deseo de un aumento en la fuerza
circunferencial (U_{w}) se incrementa el factor de ponderación
(q/r) y, por consiguiente, también la influencia ejercida por el
regulador de freno.
10. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque la desviación (Dd) del valor teórico
para el ángulo de dirección de rueda (\delta_{soll}) de las
ruedas dirigidas con respecto al ángulo de dirección de rueda, que
resulta del ángulo de dirección (\delta), que está limitada a una
determinada medida previamente establecida, sobre todo está
limitada a un valor entre 5 y 10 grados.
11. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
1) o 10) y caracterizado porque la desviación (Dd) del
ángulo de dirección de rueda (d_{soll}) con respecto al ángulo de
dirección de rueda d_{soll} (m=1) - que es necesario para
conseguir, con un coeficiente de arrastre de fuerza m=1, la
velocidad teórica de cabeceo \dot{\Psi}_{soll} (\delta), que
resulta de un ángulo de dirección d previamente establecido por el
conductor - está limitada a un valor entre 5 y 10 grados.
12. Procedimiento conforme a la reivindicación 1)
y caracterizado porque el valor teórico del ángulo de
dirección de rueda (\delta_{soll}) está limitado a un valor
(\delta*_{soll}) que está determinado de tal manera, que el
ángulo de marcha oblicua (a_{v}) de las ruedas dirigidas no pueda
sobrepasar un valor límite (a_{max}).
13. Procedimiento conforme a la reivindicación 2)
y caracterizado porque la presión de frenado teórica
(P_{soll}) es determinada por el hecho de que:
* En primer lugar la presión de frenado
(P_{fahrer}), previamente establecida por el conductor, es
limitada para cada rueda a un valor que es determinado de tal
manera, que un resbalamiento en las ruedas no sobrepasaría - a esta
presión de frenado - un primer valor de umbral de resbalamiento
(g_{schlupf,A});
* A este valor es sumado por lo menos un valor
teórico (DP) para la variación en la presión de frenado; así
como
* El valor, obtenido por esta adición, es
limitado a un valor que es determinado de tal manera, que el
resbalamiento en las ruedas no pueda sobrepasar un segundo valor de
umbral de resbalamiento (g_{schlupf.B}), que es mayor que el
primer valor de umbral de resbalamiento.
14. Procedimiento conforme a la reivindicación
13) y caracterizado porque para cada eje del vehículo son
determinados unos respectivos valores de umbral de resbalamiento
primero y segundo (g_{schlupf,A}; g_{schlupf,B}), que son
independientes entre sí.
15. Procedimiento conforme a la reivindicación 2)
y caracterizado porque dentro del regulador de freno es
determinada - aparte de por lo menos un valor teórico (DP) para la
variación en la presión de frenado - también por lo menos una
adaptación del umbral de resbalamiento (d_{grenze}); a este
efecto, al admisible resbalamiento de rueda (g_{zul,i}) es
determinado de por lo menos un límite de resbalamiento previamente
establecido (g_{schlupf,i}) y de la respectiva adaptación de
umbral de resbalamiento (d_{grenze}); así como
caracterizado porque la presión de frenado teórica
(P_{soll,i}) está limitada a un valor tal, que no pueda ser
sobrepasado el respectivo resbalamiento de rueda admisible
(g_{zul,i}).
(g_{zul,i}).
16. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
2) o 15) y caracterizado porque para cada eje del vehículo
es determinado previamente un límite de resbalamiento
(g_{schlupf,i}).
17. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
15) o 16) y caracterizado porque para cada límite de
resbalamiento (g_{schlupf,i}) previamente establecido es
determinada una -adaptación de umbral de resbalamiento
(g_{grenze,i}).
18. Procedimiento conforme a las reivindicaciones
15) o 17) y caracterizado porque la adaptación de umbral de
resbalamiento (d_{grenze,i}) es determinada por el hecho de que
cada valor teórico para la variación en la presión de frenado es
asignada una adaptación de umbral de resbalamiento
(g_{grenze,i}).
19. Procedimiento conforme a la reivindicación
18) y caracterizado porque esta asignación es efectuada
sobre la base de la relación entre el resbalamiento y la presión de
frenado; en este caso, la magnitud de la adaptación de umbral de
resbalamiento (d_{grenze,i}) corresponde a la variación en el
resbalamiento, la cual se produce al ser la presión de frenado
variada por el valor teórico (DP) y, a este efecto, el signo de la
adaptación de umbral de resbalamiento (d_{grenze,i}) corresponde
al signo del valor teórico (DP_{i}) de la variación en la presión
de frenado.
20. Procedimiento conforme a la reivindicación
19) y caracterizado porque como relación entre el
resbalamiento y la presión de frenado es supuesta una pendiente
recta positiva.
\newpage
21. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 15) hasta 20) y caracterizado porque el
resbalamiento admisible (g_{zul,i}) está limitado a un valor
máximo, que se encuentra entre el 100% y el 150% del límite de
resbalamiento (g_{schlupf,i}) previamente determinado.
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|---|---|---|---|
| DE19812238 | 1998-03-20 | ||
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