HUT64275A

HUT64275A - Anti-blocking controlling system

Info

Publication number: HUT64275A
Application number: HU9201990A
Authority: HU
Inventors: Zanten Anton Van; Rolf Maier; Gerhard Kreisselmeier
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1989-12-16
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1993-12-28
Also published as: DE4039361C2; JPH05502197A; EP0505416B1; EP0505416A1; WO1991008935A1; DE4039361A1; US5403074A; DE59006263D1; JP2925320B2

Description

Egy gépjármű hajtott kerekei között a differenciálművön keresztül nyomatékok átvitelére kerül sor amint az az la ábrán • · • · · · látható. Az ábrán az 1 és 2 hajtott kerekek, 3 differenciálmű és hajtómű látható. Az ábrán be. van jelölve az GX( és (dikerék fordulatszám, és Mg2 fékező nyomaték, az és Mg2 hajtó nyo- maték, valamint J tömeg tehetetlenségi nyomaték. Az lb ábra az la ábra szabályozástechnikai vázlata, ahol VI és V2 erősítési tényezők láthatók. Felismerhető, hogy a nyomatékok különbsége mind a saját keréknél (5 különbségképző) mind pedig egy másik erősítési tényezővel a másik keréknél is jelentkezik, és ott az adott kerék kölünbségi nyomatékával összegződik a 6 különbségképzőnél. A 7 integrátorok a nyomatékokat és kerék fordulatszámokká alakítják át. A 8 szlip szabályozók befolyásolják az M_gl és M_g2hajtó nyomatékot.

Az eddigi ABS koncepciók szerint ezeket a csatolási nyomatékokat nem veszik figyelembe, amint az a 2. ábrán is látható. Itt egyedi 9 kerék szabályozók 10 beállítóelemek láthatók. A 11 blokk tartalmazza a szabályozott berendezést a két keréknyomaték (belső) csatolásával és a két hajtó kerék fordulatszám érzékelőjét. Különösen sebességbe kapcsolt helyzetben érzékelhető jelentősen ennek a csatolásnak a hatása, ami a szabályozást az ABS fékezéseknél lerontja.

Ezek a hátrányok elkerülhetők, ha a találmány szerint a hajtott kerekeket nem különálló, egymástól független szabályozott egységeknek, hanem többváltoztós rendszernek tekintjük, és amelyhez ennek megfelelően egy többváltozós szabályozót készítünk. Ezáltal egyrészt javul a szabályozás jósága, másrészt pedig megnő a szabályozókor stabilitása. Az ismertetésre kerülő koncepciók olyanok, hogy a hagyományos ABS szabályozó algoritmusok alkalmazását sem zárják ki.

• · • · · · · · ···· · · · · ·«

A következőkben leírásra kerülő koncepciók a hagyományos egyedi kerék szabályozókat kiosatoló rendszerrel többváltozós szabályozóvá egészítik ki. Az első leírásra kerülő koncepció soros csatolásmentesítésre vonatkozik. Ennek alapgondolata szerint az egyedi kerék szabályozókat csatolásmentesítő rendszer követi, ami a kerekek csatolását legalább részben kompenzálja. Ezt szemlélteti a 3. ábra szerinti blokkvázlat, amely lényegében a 2. ábrával azonos elrendezést ad, amit a vonással ellátott jelölésekkel érzékeltettünk. Az egyedi 9' kerék szabályozókhoz csatlakozó 12 csatolásmentesítő rendszer az egyedi 9' kerék szabályozókkal együtt 13 kétváltozós szabályozót alkot.

Az egyedi 9' kerék szabályozók kimenőjelei olyan jelek, amelyek arányosak a fékező nyomatékkal vagy a fékező nyomaték változásával. A 12 csatolásmentesitő rendszer lineáris 12a kétváltozós rendszert és ahhoz csatlakozó, Cn erősítési tényezőjű 12b erősítőtagot tartalmazhat, amint az a 4. ábrán látható. A lineáris kétváltozós rendszer feladata az, hogy csatolásmentesítse az egy adott munkapont környezetében linearizált rendszert.

Frekvenciatartományban (a z-transzformáció képtartományában) u'(z) - G (z) *ű(z) képlettel írható le, ahol

Gl(z) G2(z)

G(z) = ... átviteli mátrix

G2(z) G1 (z)

Q (z)

T [űl (z) ü2(z) ] ... az egyedi kerékszabályozók kimenőjeleinek vektora

τ

11' (ζ) = [ul'(z) u2'(z)] ... a rendszert leíró kimenőjelek

v.ektora

A G1(z) és G2(z) racionális függvényeket úgy választjuk meg, hogy a szabályozás jellemző munkapontjaiban a szabályozás átviteli viselkedésében jó csatolásmentesítés jöjjön létre. A függvények meghatározása kísérleti úton történhet. Eközben úgy is., el lehet járni, hogy az egyik keréknél állandó alapértéket, a másik keréknél pedig alapérték ugrást adunk meg. Gl(z) és G2(z) függvényeket úgy kell megválasztani, hogy az állandó alapértékű kereket a másik kerék a legkisebb mértékben zavarja meg. Amennyiben pontos modell áll rendelkezésünkre, akkor Gl(z) és G2(z) függvényeket úgy is meg lehet határozni, hogy az alapjel átviteli függvényben a csatoló tagok eltűnnek. Az G(z) átviteli mátrix egy fontos speciális esete a statikus csatolásmentesitő mátrix gl g2

G(z) = , gl, g2 = állandó g2 gl gl és g2 helyes megválasztása esetén a rendszer csatolásmentesitése jó, és mindkét kerék a μ-csúszásgörbe maximumánál (5. ábra) van szabályozva. Ekkor:

ul' = (gl * ül + g2 * ű2) , ill.

U2¹ = (g2 * ül + gl * Ü2).

- 5 A Cn erősítési tényezőjű 12b erősítő tag figyelembe veszi a beavatkozó szervek nemlínearitását (beavatkozó jel korlátozás) . Amennyiben az egyedi szabályozókat algoritmusokkal valósítjuk meg, amint az a 37 31 075 DE és a WO 86/07321 EP közrebocsájtási iratból megismerhető, a beavatkozó szervekhez vezetett ul (kT), u2(kT) jelek szelepnyitási idők, amelyeket a letapogatási ciklus korlátoz. Annak érdekében, hogy ez a korlátozás ne vezessen a csatolásmentesítés zavarához, az erősítő tag előzetes korlátozást végez az

U(kT) =Cn(u'(kT)) * u' (kT) előírásnak megfelelően, ahol

T

Cn(ii' (kT)) = ------------------------------max(T, | ul' (kT) | , |u2* (kT) |)

T ... a letapogatási periódus,

U'·.· a 12b erősítő tag bemeneti vektora,

H ... beavatkozójel

A beavatkozójel korlátozásának hatása mellett Cn megfelelő megválasztásával figyelembe lehet venni a különböző nyomásváltozási arányokat is (például a különböző kerékféknyomások következtében) .

λ

Az azonos hajtott tengely kerekeinek csatolásmentesítésére további lehetőséget jelent két szabályozó párhuzamos kapcsolása:

Egy ilyen koncepció esetén is figyelembe kell venni a két hajtott kerék differenciálművön keresztüli csatolását a hagyományos egyedi szabályozó kiegészítésével.

Ehhez a többváltozós szabályozás másik módszerét alkalmazzuk, mégpedig a szabályozott berendezés transzformációját. Ez a rendelkező jelek számának megfelelően lehetővé teszi, hogy egymástól független egyedi szabályozókat készítsünk, tehát egyszerűen a szabályozást megtervezzük. Egy ilyen koncepció látható a 6. ábrán. Két hajtott kerék szabályozása esetén a következő transzformáció alkalmazható:

(λ)* =0 * uJ , oö [001,602 ]^T

... kerék forgási sebességek [üJ 1, CO2 ]^T

... transzformált rendelkező jelek

1 1 = — *

1-1 illetve = 0^ *11* , u = [ ul * * = [ ul ,

T u2 ] ... beavatkozójel ★ Φ u2 ] ... transzformált beavatkozójel

« * «· ·

- 7 Ez a transzformáció az összeg- és különbségi fordulatszám különválasztott szabályozásának felel meg. Egy ilyen szabályozóelrendezés a 7. ábrán látható.

Ha mindkét kerék a μ csúszásgörbe ugyanolyan meredekségű munkapontja mentén van szabályozva (5. ábra), akkor a transzformált rendelkező jelek csatolásmentesítve vannak. A fordulatszámok (υύ 1 +W2) összegét (= 2x kardántengely fordulatszám) 14 összegzőben képezzük. A 15 osztó ebből határozza meg a kardántengely fordulatszámát (10 1 + tö2)/2, amely a kardántengelyen közvetlenül is mérhető. Ezt egy 16 egyedi kerékszabályozó követi, amely (a 3 csatornás ABS Select-low-szabályozójához hasonlóan) előnyösen a fékezőnyomatéknak megfelelő kimenőjelet ad le.

A fordulatszámok különbségét (tói -W2) 17 kivonó képezi, amelynek jelét 18 osztó megfelezi, és 19 szabályozóra vezeti, amely például Pl szabályozó lehet, viszont holtidőket és hasonlókat is figyelembe vehet. A 16 és 19 szabályozó kimenete 20 öszszegzőre és 21 kivonóra kerül. A két kimenőjelet a beavatkozójel korlátozását végrehajtó, Cn erősítési tényezőjű 22 erősítőre vezetjük, amelynek működését a fentiekben már részletesen kifejtettük. Ennek kimeneti jelei az ul és u2 szelepnyitási időknek felelnek meg. Ezek hatnak a beavatkozó szervekre (a két kerékfék szelepeire) és változtatják a féknyomást és ezzel az és Μ_β2 fékezőnyomatékokat. A 25 szabályozott berendezés által így az 1 és 2 kerékfordulatszámokat változtatjuk; a 25 szabályozott berendezésben lévő szenzorok pedig mérik az új fordulatszámot.

Az utoljára leírt koncepció reteszelő hatású differenciálműveknél is alkalmazható.

A többváltozós szabályozás mindkét koncepciója átvihető

értelemszerűen megfelelő módosításokkal a négykerékhajtású járművekre is.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Blokkolásgátló szabályozó rendszer egy tengely hajtott kerekeihez, amely a kerekek sebességét meghatározó szenzort, a keréksebesség jeleket fogadó és a féknyomást vezérlő jeleket előállító kétcsatornás kiértékelő egységet és a féknyomást a blokkolás megakadályozása érdekében változtató féknyomásvezérlő egységet tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a két csatornához a kerekek közötti csatolást legalább részben kompenzáló elektronikus csatolásmentesítő rendszer (12) csatlakozik többváltozós szabályozó formájában.
2. Az 1. igénypont szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a csatolásmentesítő rendszer (12) átviteli mátrixot G(z) tartalmaz, amelynek elemei G1(z) és G2(z) a kimeneti értékeket u' 1 (z) = Gl(z)*űl(z) + G2 (z) *ű2 (z) illetve u'2(z) = = G2(z)*űl(z) + Gl(z)*ű2(z) meghatározzák.
3. A 2. igénypont szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a mátrix elemei konstansok.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a mátrix elemei kísérleti úton vannak meghatározva.
5. Az 1 - 4. igénypontok bármelyike szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a csatolásmentesítő rendszerhez (12) mindkét kimenőjelet egyformán befolyásoló erősítő (12b) van csatlakoztatva, amelynek erősítési tényezője a csatolásmentesítő rendszer kimenőjeleinek nagyságától függően úgy van meghatározva, hogy a kimenőjelek növekedésével csökken.
6. Blokkolásgátló szabályozó rendszer egy tengely hajtott kere keihez, amely a kerekek sebességét meghatározó szenzort, a keréksebesség jeleket fogadó és a féknyomást vezérlő jeleket előállító kétcsatornás kiértékelő egységet és a féknyomást a blokkolás megakadályozása érdekében változtató féknyomásvezérlő egységet tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az egyik csatornához a sebességjelek összegének megfelelő jelet, a másik csatornához pedig a sebességjelek különbségének megfelelő jelet vezetünk, az első csatorna szabályozója egyedi kerékszabályozó (16) (például csúszásszabályozó) míg a másik csatorna szabályozója (19) proporcionális és integráló jelleggörbe szakaszokkal rendelkező szabályozó, továbbá az első csatorna beavatkozó szervének (23) beavatkozó jelét a két szabályozó (16, 19) jelének összegzésével, és a második csatorna beavatkozó szervének (24) beavatkozó jelét a két szabályozó (16, 19) jelének kivonásával állítjuk elő.
7. A 6. igénypont szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a beavatkozó szervek (23, 24) elé mindkét beavatkozó jelet egyformán befolyásoló erősítő (22) van beiktatva, amelynek Cn erősítési tényezője a beavatkozó jelek nagyságától olymódon függ, hogy a kimenőjelek növekedésével csökken .
8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti blokkolásgátló szabályozó rendszer, azzal jellemezve, hogy a második csatorna szabályozója (19) nemlineáris Pl letapogató szabályozó.