HUT77226A - Rendszer négykerekű gépjármű eltérítő nyomatékának szabályozására - Google Patents

Description

szabályozására

ITT Automotive Europe GmbH, FRANKFURT am MAIN, DE

A találmány tárgya rendszer négykerekű gépjármű eltérítő nyomatékának szabályozására kanyarmer>etben. A rendszer tartalmaz egy járműreferenciamodellt 112), amely kiszámítja egy mért eltérítési szögsebesség (T'Mess) eltérését (ΔΨ') egy számított

1¾¾ előírt eltérítési,szögsebességtől, és egy aktiváló logikai egyΗ/'Ύ----------seget (11)/, amely meghatározott menethelyzetekben beindítja az eltérítő nyomaték szabályozását, ha ez az eltérés meghalad egy bizonyos küszöbértéj&et. A találmány értelmében egy helyzetfelismerő egység (13) az aktiváló logikai egységnek (11) információkat ad legalább arról, hogy a jármű hátramenetben var|e, és hátramenetet ((ΚΗ^ίΑΐχΖθΈ) ismer fel legalább mindig akkor, ha a mért eltérítési szögsebességnek (Ψ'μθξξ) és ^az előírt eltérítési szögsebességnek (Ψ'βοΐΐ) ellenkező előjele van, és ez az idő szerinti deriváltjaikra is fennáll. Az aktiváló logikai egység (11) hátramenetben nem teszi lehetővé az eltérítő nyomaték szabályozását.

Ρ970186ο

63.641/ΚΟΤ

S.B.G. & Κ.

Nemzetközi

Szabadalmi Iroda

H-1062 Budapest, Andrássy út 113. Telefon: 34-24-950. Fax: 34-24-323

Rendszer

KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY x , szabályozására /

ITT Automotive Europe GmbH, FRANKFURT am MAIN, DE
Feltalálók:	GRABER,	Johannes,	ESCHBORN,	DE
	WANKE,	Peter,	FRANKFURT	AM	MAIN, DE

A bejelentés	napj a:	1995	. 11	. 25	•
Elsőbbségei:	1994.	11.	25.	(DE	P	44	41	956.2)
	1994 .	11.	25.	(DE	P	44	41	957.0)
	1994 .	11.	25.	(DE	P	44	41	958.9)
	1994 .	11.	25.	(DE	P	44	41	959.7)
	1994 .	12 .	31 .	(DE	P	44	47	313.7)

A nemzetközi bejelentés száma

PCT/EP95/04656

A nemzetközi közzététel száma: WO 96/16850 • · · · • · · * • · · *

A találmány tárgya általában rendszer a menetstabilitás szabályozására. A találmány tárgya különösen rendszer négykerekű gépjármű eltérítő nyomatékának szabályozására.

Bevezetőleg ismertetjük a menetstabilitás szabályozásának általános felépítését.

1. A menetstabilitás szabályozásának általános felépítése

A menetstabilitás szabályozása fogalom egy jármű menetviselkedésének az egyes kerékfékekben fennálló, előre megadható nyomásokkal és a hajtómotor irányításába történő beavatkozásokkal való befolyásolását szolgáló négy elvet foglal magában.

Ezek az elvek a következők: a fékezési csúszásszabályozás (blokkolásgátlás, ABS), amely fékezési folyamat közben megakadályozza az egyes kerekek blokkolását; a hajtási csúszásszabályozás (ASR), amely megakadályozza a hajtott kerekek kipörgését; az elektronikus fékerőelosztás (EBV), ami az első és hátsó tengely között a fékerők arányát szabályozza; valamint az eltérítő nyomaték¹) szabályozása (GMR), amely arról gondoskodik, hogy kanyarmenetben stabil legyenek a menetállapotok.

1) A jármű magassági tengelye körüli forgatónyomaték (Ford.megj.)

Járművön a jelen összefüggésben tehát négykerekű gépjárművet értünk, amely hidraulikus fékrendszerrel van ellátva. A hidraulikus fékrendszerben a gépjárművezető egy pedállal működtetett főfékhenger révén féknyomást tud létesíteni. Mindegyik ·· « · keréknek van egy fékje, amelyhez egy beömlőszelep és egy kiömlőszelep van hozzárendelve. A kerékfékek a beömlőszelepen át a főfékhengerrel vannak összeköttetésben, míg a kiömlőszelepek egy nyomás nélküli tartályhoz, illetőleg egy kisnyomású tárolóedényhez vezetnek. Végül van még egy segédnyomásforrás, amely a fékpedál helyzetétől függetlenül is nyomást tud létrehozni a kerékfékekben. A beömlő- és kiömlőszelepeket a kerékfékekben fennálló nyomás szabályozása végett elektromágnesesen lehet működtetni.

A menetdinamikai állapotok észlelésére négy (kerekenként egy) fordulatszámérzékelő, egy eltérítési-sebességmérő, egy keresztgyorsulásmérő és legalább egy, a fékpedállal létrehozott féknyomást észlelő nyomásérzékelő szolgál. Ha a segédnyomásforrás úgy van elrendezve, hogy a járművezető által létrehozott nyomást nem lehet megkülönböztetni a segédnyomásforrás nyomásától, akkor a nyomásérzékelő helyettesíthető egy pedálútmérővel vagy pedálerőmérővel.

Az érzékelők ilyen nagy száma esetén előnyös módon fallback megoldást valósítanak meg. Ez azt jelenti, hogy a szenzorika egy részének meghibásodásakor a szabályozásnak csak azt az összetevőjét kapcsolják le, amelyik erre a részre van utalva. Ha például az eltérítési-sebességmérő hibásodik meg, akkor ugyan nem lehet szabályozni az eltérítő nyomatékot, de továbbra is működőképes a blokkolásgátlás, a hajtási csúszásszabályozás és az elektronikus fékerőelosztás. A menetstabilitás szabályozása tehát erre a másik három funkcióra határolható .

• · · « · · · · ··· ·· ···

- 4 %

A menetstabilitás szabályozásakor a jármű menetviselkedését úgy befolyásolják, hogy azt a járművezető kritikus helyzetekben jobban tudja uralni, vagy hogy a kritikus helyzeteket eleve el lehessen kerülni. Kritikus helyzeten a jármű instabil állapotát értjük. Az instabil állapot szélsőséges esetében a jármű nem követi a járművezető utasításait. A menetstabilitás szabályozásának tehát az a funkciója, hogy ilyen helyzetekben a járművet a fizikai határokon belül a járművezető által kívánt viselkedésre késztesse.

Míg a fékezési csúszásszabályozásnál (blokkolásgátlásnál), a hajtási csúszásszabályozásnál és az elektronikus fékerőelosztásnál elsősorban az abroncsok úttesten bekövetkező hosszcsúszásának van jelentősége, addig az eltérítő nyomaték szabályozásánál szerepelnek további mennyiségek is, így például a Ψ' eltérítési szögsebesség.

Az eltérítő nyomaték szabályozásához különböző járműreferenciamodellekre lehet visszanyúlni. A számítás az egynyomos modell alapján a legegyszerűbb. Ebben a modellben az első kerekek és a hátsó kerekek páronként egy kerékké vannak összefoglalva, ami a jármű hossztengelyében van. Kétnyomos modell alapulvétele esetén a számítások sokkal bonyolultabbak. Minthogy azonban kétnyomos modell esetén a súlypont oldalirányú eltolódásait (billegő mozgásokat) is figyelembe lehet venni, ezért a eredmények pontosabbak.

Az egynyomos modellnél állapottér ábrázolásban az alábbi rendszeregyenletek érvényesek:

* lk

F 1.1 β = CH (β/ν) - Ψ' + οΐ2(Ψ'/^ν2) + C]_3 (δ/ν)

F 1.2

Ψ' ' = C2iB + C22(^'/^v) ^{+ c}23$

Α β sodródási szög és a Ψ' eltérítési szögsebesség képezik a rendszer állapothatározóit. A járműre ható bemenő mennyiség a 5 kormányszög, amiből a jármű kimenő mennyiségként Ψ' eltérítési szögsebességet kapja. A modellegyütthatókat a következőképpen képezik:

F 1.3

Ί1

C. * C n v m

'12

c. 1. - c 1 η n v v m

c. 1 - c 1 η n v v

Ί3 '21 '22 „ ₇ 2 7 ^{2 C}h ^{4 C}v ly

Θ '23

Itt és c_v a hátsó, illetőleg első tengelyen fennálló abroncsrugalmasságból, kerékfelfüggesztés-rugalmasságból és kormányzási rugalmasságból eredő merevség. 1^ és l_v a hátsó tengely és az első tengely távolsága a jármű súlypontjától. Θ a jármű eltérítési tehetetlenségi nyomatéka, vagyis a jármű magassági tengelye körüli tehetetlenségi nyomaték.

Ez a modell nem veszi figyelembe a hosszerőket és a súlypont eltolódásait. Emellett ez a közelítés csak kis szögsebességekre érvényes. Ennek a modellnek a pontossága tehát a kanyarsugarak csökkenésével és a sebesség növekedésével csökken, viszont a számítási ráfordítás nem túl nagy. Ennek az egynyomos modellnek a további taglalása Adam Zomotor Fahrwerktechnik: Fahrverhalten című könyvében (Vogel Buchverlag, Würzburg 1987) található meg.

A DE- 40 30 704 Al számú német szabadalmi bejelentés az egynyomos modellnél pontosabb kétnyomos járműmodellt javasol.

Az állapothatározókat itt is a Ψ' eltérítési szögsebesség és a β sodródási szög képezi. Kétnyomos modell alkalmazásakor azonban nem szabad elfelejteni, hogy óriási számítási kapacitásra van szükség ahhoz, hogy kellően rövid idő alatt szabályozási beavatkozást lehessen foganatosítani.

Míg blokkolásgátló szabályozáskor csak az egyedi kerékfordulatszámok fontosak, és a blokkolási veszély felismerése szempontjából a menetirány közömbös, addig az eltérítési nyomaték szabályozásakor az előremenet és a hátramenet megkülönböztetése nélkülözhetetlen. Ha a jármű kormánykereke például jobbra van forgatva, akkor a jármű előremenetben az az óramutató járásával megegyező irányban mozog. Hátramenetben viszont a mozgás az óramutató járásával ellenkező irányú. A jármű eltérítési szögsebességének tehhát a menetiránytól függően eltérő előjele van. Ennek az eltérítő nyomaték szabályozása végett történő beavat* >

kozáskor végzetes következményei lehetnek, mivel a járműkerekek fordulatszámmérője normális esetben nem teszi lehetővé az előremenet és· a hátramenet megkülönböztetését, hanem csak a keréksebességek abszolút értékét továbbítja.

A névleges eltérítési sebesség számításakor mindig előremenetet vesznek alapul. Ha azonban a jármű hátramenetben halad egy kanyarban, akkor mért névleges eltérítési szögsebessége pontosan ellentétes, és a névleges eltérítési szögsebességhez képest fennálló nagy eltérése miatt feltételezhető, hogy a jármű instabil menetállapotban van.

Találmányunk célja négykerekű gépjármű eltérítő nyomatékének kanyarmenet közbeni szabályozására szolgáló olyan berendezés, - járműreferenciamodellel, amely egy mért eltérítési szögsebesség eltérését egy számított névleges eltérítési szögsebességtől kiszámítja, és aktiváló logikával, amely meghatározott menethelyzetben az eltérítő nyomaték szabályozását megindítja, ha ez az eltérés egy meghatározott küszöbértéket meghalad amelyben hátramenetben az előző bekezdésben leírt hamis következtetések ki vannak zárva.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy egy helyzetfelismerő egység az aktiváló logikai egységnek információkat ad legalább arról, hogy a jármű hátramenetben van-e;

hogy hátramenetet ismer fel legalább mindig akkor, ha a mért eltérítési szögsebességnek és az előírt eltérítési szögsebességnek ellenkező előjele van, és ez az idő szerinti deriváltjaikra is fennáll, és

hogy az aktiváló logikai egység hátramenetben nem teszi lehetővé az eltérítő nyomaték szabályozását.

A találmány lényege tehát az, hogy az eltérítő nyomaték szabályozását egyszerűen lekapcsoljuk, ha egy helyzetfelismerő egység hátramenetet észlel.

A mért eltérítési szögsebesség és a előírt eltérítési szögsebesség ellenkező előjele azonban nem feltétlenül biztos ismérve a hátramenetnek. Előfordulhat például olyan helyzet, amelyben a jármű tényleges eltérítési szögsebessége, vagyis a mért eltérítési szögsebesség csak késve követi az előírt eltérítési szögsebességet. Az ilyen - például csóváló mozgáskor fennálló - eltérő előjelnek nem szabad azzal következménnyel járnia, hogy az eltérítő nyomaték szabályozása egyáltalán be sem következik. Ellenkezőleg, néha éppen az ilyen szituációk teszik szükségessé, hogy szabályozólag hassunk a jármű eltérítési nyomatékára. A találmány értelmében ezért az eltérítési szögsebesség mellett az eltérítési szöggyorsulást is figyelembe vesszük. Ha ugyanis a mért eltérítési szögsebesség csak lassan követi az előírt eltérítési szögsebességet, akkor az eltérítési szöggyorsulások előjele messzemenően azonos.

Ha a jármű ténylegesen hátramenetben mozog, akkor ezt nem kell állandóan újból észlelni mindaddig, amíg a jármű legalább rövid időre fel nem veszi a nulla sebességet. Végülis az átmenet a hátramenetből az előremenetbe mindig a jármű állásán át következik be.

Magától értetődik, hogy a hátramenetet mindig csak akkor kell észlelni, ha egy szabályozó beavatkozás az eltérítő nyoma• · ték szabályozásába elméletileg lehetséges lenne, vagyis a hátramenetet csak akkor kell észlelni, ha a jármű kanyarban halad. A kanyarmenet például a jármű mérhető keresztgyorsulása alapján észlelhető. Mivel azonban a járműben a keresztgyorsulásmérők rendszerint a jármű kereszttengelyébe vannak beépítve, és a jármű megdőlésekor ferde helyzetet vesznek fel, ezért előfordulhat, hogy akkor is keresztgyorsulást mérünk, ha a jármű egyáltalán nincs kanyarban. Ha ugyanis a jármű oldalt ferde úttesten egyenesen halad, akkor a keresztgyorsulásmérő is megdől a vízszinteshez képest. A kanyarmenet biztonságos felismeréséhez tehát mérhető keresztgyorsulás esetén járulékosan a kormányszöget is ellenőrizni kell. Csak akkor lehet ténylegesen abból kiindulni, hogy a jármű kanyarban van, ha a kormányszög nullától különbözik.

A következőkben 29 ábra kapcsán leírjuk, hogyan alakítható ki egy ilyen menetstabilitásszabályozó rendszer. Az ábrák közül az

1. ábra egy menetstabilitásszabályozó rendszer általános felépítésének kapcsolási tömbvázlata, a

2. ábra egy eltérítő-nyomaték szabályozó felépítésének kapcsolási tömbvázlata, a

3. ábra menethelyzet, például kanyarmenet megállapításának folyamatábrája, a

4. és 5. ábra az úttest súrlódási tényezője meghatározásának egy-egy folyamatábrája, ahol az 5. ábrát be kell illeszteni a 4. ábrába, a

...........

'« '»

6. és 8. ábra a sodródási szögsebesség és a sodródási szög pillanatnyi értékének meghatározására szolgáló kombinált eljárás kapcsolási tömbvázlatai eltérő ábrázolási módban, a

7. ábra kapcsolási tömbvázlat a sodródási szögsebesség kinematikai megfontolások alapján történő közvetlen meghatározásához, mint a 6. ábra szerinti kombinált eljárás részéhez, a

9. ábra szabályozási kör a menetstabilitás szabályozásához a járműre vonatkozó számítási modell menetsebességtől függő változtatásával, a

10. és 11. ábra diagrammok, amelyekből leolvasható egy jármű ferdefutási szögkülönbségének függése a sodródási szögtől és az egyes kerekek sebességvektorától, a

12-15. ábra menetstabilitás szabályozására szolgáló szabályozó kapcsolás kapcsolási tömbvázlata, amelyben az összehasonlító egységben összehasonlított mennyiségek az eltérítési szögsebesség deriváltjai, a

16. ábra szabályozó kapcsolás a menetstabilitás megállapításához, amelyben a szabályozási jellemzőként a nyomásgradienst és/vagy a járműfék szelepkapcsolási idejét alkalmazzuk, a

17. ábra kapcsolási tömbvázlat a járulékos eltérítési nyomatékot kiszámító szabályozó leírásához, a

18. ábra kapcsolási tömbvázlat egy aluláteresztő szűrő leírásához, a

19. ábra folyamatábra a helyesbített előírt eltérítési szögsebesség számításához, a

20. ábra kapcsolási tömbvázlat a helyesbített járulékos eltérítő nyomaték számításához, a • · · ···

- 11 21. ábra egy gépjármű vázlatos ábrázolása, a

22. ábra kapcsolási tömbvázlat az elosztó logikai egység leírásához·, a

23. ábra egy gépjármű és a támadó erők vázlatos ábrázolása a kormánykerék elforgatott helyzetében, a

24. ábra diagram az oldalerő- és hosszerőtényezők leírásához a kerékcsúszás függvényében, a

25A. és 25B. ábra gépjárművek vázlatos ábrázolása az alulvezérlő és túlvezérlő viselkedés leírásához, a

26. ábra az elosztó logikai egységen belül lévő döntési logika folyamatábrája, a

27. ábra kapcsolási tömbvázlat a beömlőszelepek és a kiömlőszelepek kapcsolási idejének számításához, a

28. ábra diagram egy számítási cikluson belüli időintervallumok leírásához, a

29. ábra elvi kapcsolási tömbvázlat a kerékféknyomás meghatározásához .

Az alábbiakban az 1. ábra kapcsán általánosan leírjuk egy menetstabilitásszabályozás lefolyását.

Az 1 jármű képezi az úgynevezett szabályozási szakaszt. Az 1 járműre a járművezető által megadott mennyiségek hatnak. Ezek a mennyiség a járművezető által kifejtett PFahrer féknyomás és a δ kormányszög. Az 1 járművön mérjük az ezekből eredő mennyiségeket, úgymint a motor ist tényleges nyomatékét, az aguer keresztgyorsulást, a Ψ’ eltérítési szögsebességet, a kerékfordulatszámokat és a hidraulikajeleket, így a kerékféknyo··♦ másokat. Ezeknek az adatoknak az értékeléséhez a menetstabilitásszabályozó berendezés négy elektronikus szabályozót tartalmaz, mégpedig a 7 szabályozót a blokkolásgátló rendszerhez (ABS), a 8 szabályozót a hajtási csúszásszabályozáshoz (ASR), a 9 szabályozót az elektronikus fékerőelosztáshoz (EBV) és a 10 szabályozót az eltérítő nyomaték szabályozásához (GMR). A blokkolásgátlás 7 szabályozója, a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója és az elektronikus fékerőelosztás 9 szabályozója változtatás nélkül megfelelhet a technika állásának .

A kerékfordulatszámokat ráadjuk a blokkolásgátlás 7 szabályozójára, a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozójára és az elektronikus fékerőelosztás 9 szabályozójára. A hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója ezenkívül adatokat kap a fennálló motornyomatékról, a motor M]y[_Ot ist tényleges nyomatékáról. Ezt az információt az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója is megkapja. Ezenkívül érzékelőktől adatokat kap a jármű aq_uer keresztgyorsulásáról és Ψ* eltérítési szögsebességéről. Minthogy a blokkolásgátlás 7 szabályozója a járműkerekek egyedi kerékfordulatszámai alapján amúgyis megállapítja a jármű ^vref referenciasebességét, - aminek alapján valamelyik kerék túl nagy fékezési csúszása megállapítható - ezért ezt a referenciasebességet nem kell az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozójában kiszámítani, hanem a blokkolásgátlás 7 szabályozójától át lehet venni. Az eltérítő nyomaték szabályozásának lefolyása szempontjából csak kis különbséget jelent, hogy a jármű referenciasebességét hol számítjuk ki, vagy hogy az élté• · ··· ·

- 13 rítő nyomaték szabályozásához saját számítást végzünk. Ugyanez vonatkozik például a jármű aj__ong hosszgyorsulására is. Ennek értéke is számítható a blokkolásgátlás 7 szabályozójában, és továbbadható az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozójára. Az úttest μ súrlódási tényezőjének meghatározására ez csak korlátozottan érvényes, mivel az eltérítő nyomaték szabályozásához pontosabban meghatározott súrlódási tényező kívánatos, mint a blokkolásgátló rendszerhez.

A menetstabilitásszabályozó berendezésnek mind a négy elektronikus szabályozója, vagyis az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója, a blokkolásgátlás 7 szabályozója, a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója és az elektronikus fékerőelosztás 9 szabályozója párhuzamosan működik, és egymástól függetlenül, saját szabályozási stratégiája alapján állítja elő az egyes kerekek számára a létrehozandó Pqmr, ?abS' ^pASR'

Prbv féknyomásértékeket.

A hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója és az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója ezzel párhuzamosan kiegészítőleg kiszámítja a motornyomaték M^sr ÉS létrehozandó értékét.

Az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója a az egyes létrehozandó Pqmr kerékféknyomásértékeket a következőképpen határozza meg:

Az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója először kiszámít egy járulékos Mg eltérítő nyomatékot, ami egy kanyaron belül a jármű állapotának stabilizálásához vezet, ha ezt a nyomatékot a fék megfelelő működtetésével létrehozzák. Ez az

Mg egy 2 elosztó logikai egységre jut, amelyet az eltérítő nyomaték szabályozására szolgáló 10 szabályozó részének is tekinthetünk. Erre a 2 elosztó logikai egységre jut még a járművezetőnek a jármű lassítására irányuló esetleges kívánsága, aminek az észlelése a járművezető által kifejtett PFahrer féknyomás alapján történik. A 2 elosztó logikai egység az előre megadott Mg eltérítő nyomatékből és a járművezető által kívánt féknyomásból kiszámítja a kerékfékekre a szabályozott eltérítő nyomatékhoz tartozó Pqmr féknyomásokat, amelyek az egyes kerekeknél nagyon különbözőek lehetnek. Ezeket a szabályozott eltérítő nyomatékhoz tartozó PgmR féknyomásokat ugyanúgy, mint a többi szabályozó, a blokkolásgátlás 7 szabályozója, a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója és az elektronikus fékerőelosztás 9 szabályozója által a funkció optimálásához kiszámított, létrehozandó nyomásértékeket a kerékféknyomásokat meghatározó 3 prioritáskapcsolásra adjuk. Ez a 3 prioritáskapcsolás a járművezető kívánságát figyelembevéve meghatározza az optimális menetstabilitáshoz a P_soll előírt keréknyomásokat. Ezek az előírt nyomások vagy megegyeznek ezen négy szabályozó egyike által megadott nyomásértékekkel, vagy szuperponálást képeznek.

A kerékféknyomásokhoz hasonlóan járunk el a motornyomatékkal. Míg a blokkolásgátlás és az elektronikus fékerőelosztás csak a kerékfékekre hat, addig az eltérítő nyomaték szabályozása és a hajtási csúszásszabályozás a motornyomatékot is befolyásolja. Az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozójában és a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozójában a motor• · · ·· · · 9 · · · · * · · · · · ·..· ··· ·· ··· · ··

- 15 nyomatékra külön kiszámított M_ste]_p_M és M_ASR létrehozandó értékeket ebben az esetben is a 4 prioritáskapcsolás értékeli, és egy előírt nyomatékra szuperponálja. Ez az előírt M_son nyomaték azonban meg is egyezhet a két szabályozó egyike által számított létrehozandó értékkel.

A kerékféknyomás P_soll és ^a motornyomaték M_sogp előírt értéke alapján a fékezésbe és a motorba való beavatkozás útján megvalósítható egy menetstabilitásszabályozás. Evégett az 5 nyomásvezérlőre még hidraulikajelek vagy értékek jutnak, amelyek a tényleges kerékféknyomásnak felelnek meg. Az 5 nyomásvezérlő ezekből szelepjeleket állít elő, amelyeket az 1 járműben lévő egyes kerékfékekre ad. A 6 motorirányító az M_son-nak megfelelően vezérli a jármű hajtómotorját. Ez módosított Mj__st motornyomatékot eredményez. Ebből ezután ismét más bemeneti menynyiségek erednek a menetstabilitásszabályozó berendezés négy elektronikus, 7, 8, 9 és 10 szabályozója számára.

2. Az eltérítő nyomaték szabályozójának (GMR) felépítése

A 2. ábrán kapcsolási tömbvázlaton látható, hogyan megy végbe az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozóján belül a járulékos Mg eltérítő nyomaték megállapítása a 2 elosztó logikai egység számára. Ehhez a bemenő mennyiségek a δ kormányszög, a jármű v_ref referenciasebessége a blokkolásgátlás 7 szabályozójából, az aq mért keresztgyorsulás, valamint a Τ'Mess mért eltérítési szögsebesség. A jármű v_ref referenciasebessége átmegy egy 17 szűrőn, amely kis sebességek esetén beállít egy • 9 · • »

- 16 nulla feletti állandó értéket, hogy a további számítások során egy tört nevezője ne legyen hullával egyenlő. v_ref szüretien értékét csak egy 11 aktiváló logikai egység kapja meg, amely a jármű álló helyzetét ismeri fel.

A jármű v_ref referenciasebességének ez a közvetlen érzékelése a 11 aktiváló logikai egység által el is maradhat, ha feltételezzük, hogy amikor a jármű v_refpj_j_ szűrt referenciasebessége felveszi állandó minimális értékét, akkor a jármű áll.

Az eltérítő nyomaték szabályozásának szabályozójába be van építve egy 12 járműreferenciamodell, amely a δ kormányszög, a jármű v_refp£j_ szűrt referenciasebessége, valamint a ^'Mess mért eltérítési szögsebesség alapján kiszámítja az eltérítési szögsebesség Δ Ψ' változásának létrehozandó értékét.

Ezekhez a számításokhoz az úttest μ súrlódási tényezőjére is szükség van, hogy a létrehozandó értékeket a fizikailag lehetséges keretek között lehessen tartani. A μ súrlódási tényezőt a 13 surlódásitényező- és helyzetfelismerő egység μ^Λ becsült értékként számítja ki. A blokkolásgátló szabályozás keretében megállapított súrlódási tényező kellő pontossága esetén ezt is lehet alkalmazni, vagy az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozójában kiszámított súrlódási tényezőt adjuk át a blokkolásgátlás 7 szabályozójába.

A 13 surlódásitényező- és helyzetfelismerő egység a számításaihoz a v_refpi]_ szűrt referenciasebességet, a jármű aq mért ·* «·· · «· « ·* · · • *«· ♦ *·· · • « · · · · * · ··· ·· ··· ♦ ·♦ keresztgyorsulását, a Ψ'_Μθ33 mért eltérítési szögsebességet, valamint a δ kormányszöget használja.

A helyzetfelismerő egység különböző eseteket különböztet meg, így az egyenes előremenetet, a kanyarmenetet, a hátramenetet és a jármű álló helyzetét. Feltételezzük, hogy a jármű áll, ha a jármű v_ref_F-j_j_ szűrt referenciasebessége felveszi állandó minimális értékét. A jármű szüretien referenciasebessége helyett ezt az információt is rá lehet adni a 11 aktiváló logikai egységre a jármű álló helyzetének felismerése végett. A hátramenet felismeréséhez azt használjuk fel, hogy adott δ kormányszög esetén a Ψ' eltérítési szögsebesség előjele ellentétes az előremenetben fennálló előjelével. Evégett a ^'^ess ^mé^rt eltérítési szögsebességet összehasonlítjuk a 12 járműreferenciamodell által megadott ^’soll előírt eltérítési szögsebességgel. Ha az előjelek állandóan ellenkezőek, és ez a két görbe idő szerinti deriváltjára is fennáll, akkor a jármű hátramenetben van, minthogy Ψ'₃ο11 értékét mindig előremenetre számítjuk ki, ugyanis a szokványos fordulatszámérzékelők nem észlelnek információt a kerék forgásirányáról.

Végül a jármű v_refpj_j_ szűrt referenciasebessége, a jármű aq mért keresztgyorsulása, valamint a ^'j/iess ^mért eltérítési szögsebesség alapján a 14 kinematikai P'meghatározó egység kinematikusán meghatározza a β' sodródási szögsebességet.

♦» *···

- 18 A sodródási szögsebesség számított értéke átmegy egy első rendűségű 15 aluláteresztő szűrőn, hogy a sodródási szög erős változásai·esetén a csúcsok vágva legyenek. A 15 aluláteresztő szűrő a sodródási szögsebesség β^,Λ becsült értékét a 11 aktiváló logikai egységre és az eltérítő nyomaték szabályozási törvényét megvalósító 16 programra adja. A 16 program ezenkívül felhasználja az eltérítési szögsebesség ΔΨ' változásának létrehozandó értékét, ami a H^Mess ^m®rt eltérítési szögsebesség és a járműreferenciamodell alapján számított Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebesség különbsége. Ebből állapítjuk meg a járműre a járulékos Mg eltérítő nyomatékot, amit a féknyomásokkal kell megvalósítani.

A 16 program állandóan működik, hogy mindig rendelkezésre álljanak az érvényes szabályozási jellemzők. A 11 aktiváló logikai egységtől függ, hogy ezek az állítónyomatékok továbbjutnak-e az 1. ábrán látható 2 elosztó logikai egységre.

A 11 aktiváló logikai egység nemcsak a jármű v_ref szüretien referenciasebesség értékét és - mint ezt leírtuk - a sodródási szögsebesség β'^Λ értékét kapja meg, hanem a Ψ’_5Ο11 előírt eltérítési szögsebességnek a Ψ'μθξξ ^mért eltérítési szögsebességtől való °ΔΨ'° eltérése abszolút értékét, valamint hátramenet fennállása esetén - egy információt a 13 surlódásitényező- és helyzetfelismerő egységtől is.

Ha a jármű hátramenetben van, akkor M_G átvitele megszakad.

Ugyanez áll fenn a jármű álló helyzetének felismerésekor, vagy ···· ,:. ·..· .:. · .· ·«’

- 19 ^f« akkor, ha sem a sodródási szögsebesség β'^Λ becsült, sem az eltérítési szögsebesség változásának ΔΨ' létrehozandó értéke nem ér el olyan értéket, ami szabályozást tesz szükségessé. A motor MgtellM állítónyomatékának számítását végző logikai kapcsolást nem ábrázoltuk.

2.1. A súrlódási tényező és a helyzet felismerése

A súrlódási tényező és helyzet felismerésére rátérve, a 3., 4. és 5. ábrán folyamatábrák alakjában ábrázoltuk a 13 surlódásitényező- és helyzetfelismerő egységben végbemenő logikai folyamatokat.

A 3. ábrán a helyzetfelismerés látható. Az ábrázolt folyamattal nyolc különböző menethelyzetet lehet felismerni. Ezek a következők:

<0> a jármű álló helyzete, <1> állandó egyenes előremenet, <2> gyorsított egyenes előremenet, <3> lassított egyenes előremenet, <6> hátramenet, <7> állandó kanyarmenet, <8> gyorsított kanyarmenet, <9> lassított kanyarmenet.

A folyamatábrában a logikai elágazásokat rombuszok ábrázolják .

Egy adott 51 meghatározandó helyzetből kiindulva először az 52 rombuszban meghatározzuk, hogy a jármű áll-e vagy nem. Ha a jármű v_refp£]_ szűrt referenciasebessége felveszi v_m-j__ri minimé• · · • · · · • · ·· · • · · · · • · · · · ·

- 20 lis értékét, akkor feltételezzük a <0> helyzetet, vagyis azt, hogy a jármű áll. Ha v_refpj_j_'értéke meghaladja v_mj__n értékét, akkor az 5'3 rombuszban lekérdezzük a helyzetfelismerés előző ciklusának eredményét.

Ha az előzőleg megállapított helyzet hátramenet, vagyis <6> helyzet volt, akkor továbbra is hátramenet áll fenn, mivel időközben a jármű nem állt meg. Ekkor ugyanis az 52 rombuszban időközben a <0> helyzet felismerése bekövetkezett volna.

Ha a helyzetfelismerés előző ciklusában nem a <6> helyzet, hanem egy másik helyzet felismerése következett be, akkor az 54 rombuszban az aq_Uer keresztgyorsulás abszolút értékének lekérdezése következik. Ha ez egy meghatározott aq_{uer m}£_n küszöbértéknél kisebb, akkor feltételezzük, hogy a jármű egyenes előremenetben halad, vagyis az <1> - <3> helyzet valamelyike áll fenn.

Ugyanez érvényes akkor is, ha ugyan az aq_Uer mért keresztgyorsulás abszolút értéke az aq_{Uer m}j__n küszöbértéknél nagyobb, de a következő lépésben, az 55 rombuszban annak felismerése következik be, hogy a δ kormányszög abszolút értéke kisebb egy 6_min küszöbértéknél. Ekkor ugyanis az aq_uer mért keresztgyorsulásnál mérési hiba van, ami abból ered, hogy a keresztgyorsulásmérők általában fixen a gépjármű kereszttengelyében vannak beépítve, és az úttest oldalirányú lejtése esetén a járművel együtt megdőlnek, úgyhogy olyan keresztgyorsulást mutatnak, ami ténylegesen nem áll fenn.

Ha tehát a jármű egyenes előremenetben van, akkor az 59 rombuszban az ap_ong hosszirányú gyorsulás értékét vizsgáljuk.

Ha ennek az abszolút értéke kisebb egy aiongmin küszöbértéknél, akkor állandó egyenes előremenetet tételezünk fel. Ha azonban az ag_ong hosszirányú gyorsulás abszolút értéke ennél a küszöbértéknél nagyobb, akkor a 60 rombusz különbséget tesz a pozitív és negatív hosszirányú gyorsulás között. Ha az ap_ong hosszirányú gyorsulás abszolút értéke az ai_ong_mi_n küszöbérték felett van, akkor a jármű gyorsított egyenes előremenetben, vagyis a <2> helyzetben van. Ha az ap_ong hosszirányú gyorsulás értéke az aiongmin küszöbérték alatt van, akkor ez azt jelenti, hogy a jármű lassított egyenes előremenetben, vagyis a <3> helyzetben van.

Ha nem áll fenn a <0> - <3> helyzet egyike sem, és az 55 rombusz abszolút értékben a δ _mj__n küszöbértéknél nagyobb δ kormányszöget ismert fel, akkor az 56 rombuszban lekérdezzük, hogy a jármű időközben volt-e hátramenetben. A hátramenet felismerésére csak ezen a helyen van szükség, mivel egyenes előremenetben a Ψ' eltérítési szögsebesség amúgyis alig különbözik nullától, és így nem következik be szabályozási beavatkozás. A hátramenetet csak kanyarmenet felismerésekor, amelyben az eltérítő nyomaték szabályozása önmagában aktívvá válik, kell biztonságosan kizárni. Ez csak a kerékfordulatszámérzékelők jelei alapján nem lehetséges, mivel az ilyen érzékelők a sebességnek csak az abszolút értékét adják le anélkül, hogy ebből a menetirányra következtetni lehetne.

• ··

- 22 A <6> helyzetet, mint már említettük, úgy ismerjük fel, hogy a ^Mess ^mért eltérítési szögsebességet összehasonlítjuk a 12 járműreferenciamodellben megállapított Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebességgel. Ha az előjelek ellenkezőek, és ugyanez fennáll a két mennyiség idő szerinti deriváltjára, a

Ψ''Mess ^''soll eltérítési szöggyorsulásra is, akkor a jármű hátrafelé kanyarmenetben van. Az eltérítési szöggyorsulások előjeleit annak kizárása végett hasonlítjuk össze, hogy az eltérítési szögsebességek ellenkező előjelei nem fáziseltolódásból származnak, hanem az előírt értékek időben késett számítása miatt következnek be.

Ha a hátramenet feltételei nem teljesülnek, akkor előre irányú kanyarmenetről van szó. Az 57 rombuszban vizsgáljuk meg, hogy ez a kanyarmenet állandó sebességú-e vagy nem. Ugyanúgy, mint előbb az egyenes előremenetben, az 59 és 60 rombuszban, az 57 rombuszban is először az a^_ong hosszirányú gyorsulás értékét vizsgáljuk. Ha ez az a]__ong_mj__n küszöbértéknél kisebb, akkor állandó sebességű kanyarmenetről, a <7> helyzetről van szó. Az ^alongmin küszöbértéknél nagyobb abszolút értékű a]_ong hosszirányú gyorsulás esetén tovább, az 58 rombuszban vizsgáljuk, hogy az aiong hosszirányú gyorsulás pozitív vagy negatív. Pozitív ^along hosszirányú gyorsulás esetén a jármű gyorsított kanyarmenetben, vagyis a <8> helyzetben van, míg negatív a]_ong hosszirányú gyorsuláskor lassított kanyarmenetet ismerünk fel, ami a <9> helyzetnek felel meg.

• · · · • ·· · · · • · · · · · · • ··· · ··· · • · · ·· · ·· · ··

- 23 Az aj__ong hosszirányú gyorsulás különféle módon állapítható meg. Meghatározható például a blokkolásgátlás 7 szabályozója által rendelkezésre bocsátott v_ref referenciasebességből. Ekkor figyelembe kell venni, hogy az ilyen v_ref referenciasebesség egy blokkolásgátlási beavatkozáskor eltérhet a jármű tényleges sebességétől. Blokkolásgátlás esetén tehát v_ref-et helyesbíteni kell. Az ap_ong hosszirányú gyorsulás azonban bizonyos körülmények fennállása esetén közvetlenül is átvehető a blokkolásgátlási szabályozótól, ha abban folyik ilyen számítás.

A 3. ábra szerinti helyzetfelismerésen újra és újra átmegyünk. Az utoljára megállapított helyzet tárolva marad, és az rombuszban rendelkezésre áll.

Az úttest súrlódási tényezője meghatározásának egy lehetséges lefolyása a 4. és 5. ábrán látható. A súrlódási tényezőt csak akkor határozzuk meg, ha az eltérítő nyomaték szabályozója a szabályozásba belép. Minthogy azonban a szabályozásba való belépéskor még nem áll rendelkezésre becsült súrlódási tényező, ezért a szabályozás megkezdésekor a μ = 1 súrlódási tényezőből indulunk ki.

Ha az eltérítő nyomaték szabályozása egy pillanatnyi menethelyzet miatt megindul, akkor abból kell kiindulni, hogy a jármű legalábbis az instabil menethelyzetek határterületének közelében van. így a járművön éppen fennálló (pillanatnyi) mérési értékek alapján következtetni lehet az úttest pillanatnyi súrlódási tényezőjére. Az ekkor, a szabályozásba való belépéskor megállapított súrlódási tényező a továbbiakban megadja az • · · ·

- 24 alapot a Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebesség határolásához, és ezáltal az eltérítési szögsebességnek az eltérítő nyomatékot szabályozó 16 programba továbbított ΔΨ' szabályozási különbségéhez. A súrlódási tényezőt először csak a szabályozásba való belépéskor határozzuk meg, és ez össze van kapcsolva egy következő aktualizálási fázissal, ami az előirt eltérítési szögsebességet fizikailag ésszerű értékekre korlátozza. Ekkor - az eredetileg előre adott μ = 1 súrlódási tényezőből kiindulva - a szabályozásba való belépéskor meghatározunk egy maximális μ^Λ súrlódási tényezőt, amit azután a járulékos Mg eltérítő nyomaték számításakor alapul veszünk.

Ehhez először az aq_uer mért keresztgyorsulásból és az ^along hosszirányú gyorsulás egy számított értékéből kiszámítunk egy P^Aint intern súrlódási tényezőt, ami - annak feltételezésével, hogy az erőzárás kihasználása teljes - megegyezik a pillanatnyi súrlódási tényezővel. Mivel azonban abból kell kiindulni, hogy a szabályozásba való belépéskor a maximális erőzárás még nem jött létre, a ü^Ai_nt intern súrlódási tényezőhöz egy táblázat, egy jelleggörbe vagy egy állandó tényező segítségével nagyobb μ^Λ súrlódási tényezőt rendelünk hozzá. Ezt a μ^Λ súrlódási tényezőt adjuk rá ezután a szabályozásra. Így a következő számítási lépésben az úttest súrlódási tényezőjéhez adaptált Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebességgel lehet számolni és a szabályozást javítani. A μ^Λ becsült súrlódási tényezőt tovább kell aktualizálni akkor is, amikor a eltérítő nyomaték szabályozása hat a járműre, mivel a szabályozás közben be25 következhetne a súrlódási tényező változása. Ha a szabályozást a súrlódási tényezőnek a 12 járműreferenciamodellben végzett adaptálása· miatt az eltérítési szögsebesség eredő, megváltozott ΔΨ' szabályozási különbsége nem aktiválja, akkor a μ^Λ súrlódási tényezőt Tpjr_ncj számú lépésben tovább aktualizáljuk.

Ha az eltérítő nyomaték szabályozása ezen az aktualizálási fázison belül sem indul meg, akkor a μ^Λ becsült súrlódási tényező értékét visszaállítjuk 1-re.

A μ^Λ becsült súrlódási tényező adaptálása, illetőleg aktualizálása bizonyos helyzetekben el is hagyható. Ilyen helyzetek például az egyenes előremenet, a hátramenet vagy a jármű álló helyzete, vagyis a <0> - <4> helyzet. Ezek azok a helyzetek, amelyekben az eltérítő nyomaték amúgy sincs szabályozva, úgyhogy nincs szükség a súrlódási tényező becslésére sem. A súrlódási tényező aktualizálása elhagyható, ha a μ^Λ súrlódási tényező idő szerinti deriváltja, vagyis μ'^Λ negatív, és a δ kormányszög idő szerinti deriváltjának abszolút értéke, vagyis °δ ^,0 meghalad egy előre megadott küszöbértéket. Az utóbbi esetben abból lehet kiindulni, hogy az aq_Uer keresztgyorsulás változása a δ kormányszög változásának, és nem például a súrlódási tényező változásának a következménye.

Az ily módon számított súrlódási tényezőre általánosságban érvényes, hogy mind a négy kerékre vonatkozó, közepes súrlódási tényezőről van szó. A kerekekre egyedileg a súrlódási tényezőt nem lehet ilyen módon meghatározni.

• ·

- 26 A súrlódási tényező meghatározásának eljárását most a 4. ábra kapcsán taglaljuk. Minden menethelyzetben a jármű viselkedését az úttest uralkodó súrlódási tényezője a 61 mezőn át befolyásolja. Az idetartozó súrlódási tényező meghatározásához először a 62 lépésben szűrjük az aq_uer mért keresztgyorsulást. Ez azt jelenti, hogy vagy a mért értékeket simítjuk, vagy a görbe átmegy egy aluláteresztő szűrőn, úgyhogy szélsőséges csúcsok nem lépnek fel. A 63 lépés a 3. ábra szerinti helyzetfelismerés. A felismert menethelyzetnek később, a 74 lépésben, az aktuálizálási fázisban van jelentősége. A 64 rombuszban lekérdezzük, hogy szükség van-e szabályozási beavatkozásra. Ebben a számításban először a μ = 1 kezdeti súrlódási tényezőt vesszük alapul. Ha szabályozásra szükség van, akkor a 65 rombuszban lekérdezük, hogy ilyen volt-e az állapot a súrlódási tényező meghatározásának előző ciklusa végén is. Ha itt szabályozás belépéséről van szó, akkor előzőleg nem volt szabályozás felismerése, úgyhogy következőleg a 67 lépésben meghatározunk előszörre egy Putrit intern súrlódási tényezőt. Ennek számítása az alábbi egyenlet alapján történik:

F 2.1 mu. mt

quer ⁺ ^long • · · , - 27 A fenti egyenletben g a gravitációs állandó (a nehézségi erő gyorsulása), g = 9,81 m/s^.

Ezután a 68 lépésben a reg₀]_^ paramétert a 65 rombuszhoz 1-re állítjuk. Ezenkívül 1-re állítjuk a Τμ számlálási paramétert annak a ténynek megfelelően, hogy megtörtént a ü^Aint intern súrlódási tényező első meghatározása. A 69 lépésben egy μ^Λ becsült súrlódási tényezőt rendelünk hozzá a számított ü^Aint intern súrlódási tényezőhöz. Ez annak feltételezésével történik, hogy a fennálló gyorsulási komponensek nem az erőzárás teljes kihasználásán alapszanak. A μ^Λ becsült súrlódási tényező tehát általában a megállapított ü^Ai_nt intern súrlódási tényező és 1 között van. Ezzel a súrlódási tényező meghatározása befejeződött .

A súrlódási tényező meghatározásának következő ciklusában tehát - változatlan menethelyzetet feltételezve - a 65 rombuszban a döntés az lesz, hogy reg^d = 1. A továbbiakban itt is meghatározunk egy p^Aint tényezőt, ami az előző ciklusban meghatározott ü^Aint helyére lép. A 68 lépésben meghatározott paramétereket nem aktualizáljuk, mert ü^Aint aktualizálása egy szabályozás alatt megtörtént. Már az előző ciklusban 1-re állítottuk regoid-°t, és ez változatlan marad. A végrehajtott ciklusok ^TP száma továbbra is 1 marad, mivel csak akkor számlálunk tovább, ha nincs szabályozás. ü^Ai_nt aktualizált értékéhez is hozzárendelünk ezután - mint korábban leírtuk - egy táblázat, egy nemlineáris összefüggés vagy egy állandó tényező segítségével egy μ^Λ becsült súrlódási tényezőt.

• · · · • ··· ···· · ··· ····· ··· ·· ··· · ··

- 28 Ha egy ciklusban a 64 rombuszban azt állapítjuk meg, hogy nincs szükség szabályozásra, akkor tovább, a 71 rombuszban lekérdezzük,' hogy a szabályozáshoz a reg_oid paraméter utoljára 0ra vagy 1-re volt állíva. Ha az utolsó ciklusban 1-re volt állítva, akkor a 72 rombuszban lekérdezzük a ciklusok Τμ számát.

Ez a Τμ szám 1, ha az utolsó ciklusban volt szabályozás. Ha szabályozás csak az utolsóelőtti ciklusban volt, akkor Τμ = 2, és így tovább. Ameddig Τμ a 72 rombuszban el nem ér egy meghatározott Τμ End számot, addig a 73 lépésben 1-gyel növeljük, és a 74 lépésben újból aktualizáljuk a p^Aj__nt intern súrlódási tényezőt. Ha ezután az egyik következő ciklusban a Τμ End számot elérjük anélkül, hogy szabályozás bekövetkezett volna, akkor a szabályozásra vonatkozó reg_o]_^ paramétert 0-ra állítjuk vissza (75). A μ^Α becsült súrlódási tényezőt egyenlővé teszük a μ = 1 kiinduló súrlódási tényezővel. Ezzel a μ^Λ súrlódási tényező aktualizálásának fázisa befejeződött.

Ha a következő ciklusban a 64 rombuszban ismét azt ismerjük fel, hogy nincs szükség szabályozásra, akkor a 71 rombuszban reg_o]_d = 0-val a μ^Λ = 1 kiindulási súrlódási tényezőt a 76 mezőben megtartjuk. Csak akkor végzünk újból súrlódási tényező meghatározást, ha a 64 rombuszban szabályozási beavatkozás szükségességét ismerjük fel.

A μ^Λ£_ημ intern súrlódási tényező 74 lépés szerinti aktualizálásának kritériumait az 5. ábrán ábrázoltuk. Kiindulva a 77 mezőben szereplő megállapításból, hogy a p^Afnt intern súrlódási tényezőt aktualizálni kell, a 78 lépésben képezzük a korábban képzett μ^Λ vagy p^Aj_nt becsült súrlódási tényezők, valamint a δ kormányszög idő szerinti deriváltjait.

Ha a 79 lépésben azt ismerjük fel, hogy a jármű nem áll, és nem is egyenesen előre halad, vagyis a <6> - <9> helyzet áll fenn, akkor a 78 lépésben kapott eredményeket a 80 lépésben értékeljük. Súrlódási tényezőt csak akkor határozunk meg, ha mint már említettük - a súrlódási tényező csökkenése nem kormánymozdulatra (kormányzási manőverre) vezethető vissza. A súrlódási tényezőt nem aktualizáljuk, ha a jármű vagy egyenes előremenetben vagy egyenes hátramenetben van, vagy a jármű áll, vagy.a μ^Α becsült súrlódási tényező csökkenése kormánymozdulatra vezethető vissza.

2.2. β^Λ és β'^Λ meghatározása

A menetállapot stabilitásának mértéke az uralkodó β sodródási szög, valamint ennek az idő szerinti deriváltja, a β' sodródási szögsebesség. A következőkben ezeknek az értékeknek a meghatározását ismertetjük.

2.2.1. A kinematikai β'-meghatározás

A 14 kinematikai β'-meghatározás semmi mást nem tartalmaz, mint azt, hogy - elválasztva bármilyen járműmodelltől - a β' sodródási szögsebességet mért mennyiségekből, illetőleg számított mennyiségek mért értékeiből tisztán fizikai megfontolások alapján a következőképpen megállapítja:

A jármű súlypontjának aq_uer keresztgyorsulását a hossztengelyre keresztben, a mozgási síkban mérjük. A jármű súlypontja • ··

- 30 egy tehetetlenségi rendszerhez viszonyítva a v sebességvektorral mozog:

F 2.2 cos (Ψ+ β) sin (Ψ+ β)

Itt Ψ az eltérítési szög, β a sodródási szög. Az a gyorsulásvektort a t idő szerinti deriváltként kapjuk:

F 2.3 a » — v = v dt cos (Ψ*β) εΐηίΨ.β) (Ψ>ί)

-sin(T*P) cos (Ψ+β)

A gyorsulásérzékelő a gyorsulásvektornak a jármű kereszttengelyére vett vetületét méri:

F 2.4 quer

-sinT cosW

F 2.5 a = v δΐηβ + v (Ψ+β) οοεβ quer ····

- 31 Μ

A trigonometrikus függvények linearizálása után (sinB = β; cosfi =1) az egyenlet átalakítható:

F 2.6

V

V

A β' sodródási szögsebesség a fenti differenciálegyenlet szerint számítható. Mérési mennyiségként az aq_Uer keresztgyorsulás mellett szerepel a Ψ' eltérítési szögsebesség, a jármű v skalár sebessége és ennek idő szerinti ν' deriváltja, β meghatározásához az előző számítás β'-je numerikusán integrálható.

Az első β'-meghatározáshoz ν' = 0 értéket veszünk. Egyszerűsítés adódik, ha általában az utolsó tagot elhanyagoljuk, úgyhogy nem kell β-t meghatározni.

A javasolt eljárás előnye, hogy a β sodródási szögsebesség közvetlenül az érzékelőjelekből van származtatva, és így a keresztdinamika nemlineáris tartományában is megállapítható. Hátrányosan hat az eljárás mérési zajok iránti érzékenysége és a mérési hibák integrálása. Ennek következtében a sodródási szög meghatározása esetleg nagyon pontatlanná válik.

Ezeket a hátrányokat úgy kerüljük el, hogy a kinematikai meghatározást modellel segített eljárással kombináljuk. A 6. ábrán látható, hogyan lehet kialakítani a β' sodródási sebesség kinematikai meghatározásának és megfigyelői modellel segített ·· · · «·

- - 32 meghatározásának kombinációját. A 6. ábra beiktatható a 2. ábrán szaggatott vonallal ábrázolt 18 blokk helyére. Az ilyen modellel segített eljárásnak bemenő mennyisége még járulékosan a δ kormányszög, amit szaggatott vonallal rajzolt nyíl ábrázol. A β' ^Λ sodródási szögsebesség kombinált meghatározási módszereinek kölcsönös befolyása és helyesbítése révén magának a β sodródási szögnek a kevésbé hibás számítása is lehetséges, úgyhogy ez β^Λként a szabályozás rendelkezésére bocsátható. Ezt ugyancsak szaggatott vonallal rajzolt nyíl ábrázolja.

2.2.2· A kinematikai β'-meghatározás kombinálása megfigyelői járműmodellel

A 6. ábrával helyettesíthető a 2. ábrán szaggatott vonallal bekerített 18 blokk. így nemcsak a fennálló β' sodródási szögsebességet, hanem a β sodródási szöget is meg lehet határozni .

A β'^Λ sodródási szögsebesség tisztán kinematikai meghatározásával ellentétben itt a 83 kinematikai β'-meghatározáshoz járulékosan bevonunk egy 84 megfigyelői járműmodellt a menetállapot megállapításába. A 84 megfigyelői járműmodell bemenő mennyiségként megkapja - ugyanúgy, mint a 12 járműreferenciamodell az eltérítési szögsebesség meghatározásához - a δ kormányszöget. A jármű v_refpj_]_ szűrt referenciasebessége paraméterként lép be. A mérhető kimenő mennyiségek - az ^aquer ^m®rt keresztgyorsulás és a Ψ'^_β33 mért eltérítési szögsebesség - a 83 kinematikai β'-meghatározáshoz szükségesek, de • ·· · ··· ·· ··· « „ - 33 nem szükségesek a 84 megfigyelői járműmodellhez, ami ezeket a mennyiségeket elvben maga állítja elő. Egy további kifejezés Y, ami a legegyszerűbb esetben azonos a eltérítő nyomaték szabályozási törvénye által kiszámított járulékos eltérítő nyomatékkai, reprezentálja a jármű viselkedésében egy szabályozási beavatkozás által okozott változásokat. Y tehát arra szolgál, hogy a megfigyelő leképezett járművére ugyanazok a feltételek hassanak, mint a valóságos járműre.

A 84 megfigyelői járműmodell egy ű'obs sodródási szögsebességen kívül megad egy értéket a Ψ''obs eltérítési szöggyorsulásra is. A β'^Λ sodródási szögsebességnek a kinematikai β'meghatározásból eredő értékét az aluláteresztő szűrőn való áthaladás után megszorozzuk egy k súlyozási tényezővel, míg fl'obs Y sodródási szögsebesség a megfigyelő járműmodellből származó értékét, miután hozzáadtunk a mért eltérítési szögsebességből származó és a helyesbítés nagyságát meghatározó h tényezővel szorzott helyesbítési tényezőt - megszorozzuk egy (1-k) súlyozó tényezővel, k értéke mindig 0 és 1 között van. Megfigyelői járműmodell nélkül k = 1 lenne. A két sodródási szögsebesség öszszeadása után az összeget β^Α becsült sodródási szöggé integráljuk. Ezt a β'^Λ kinematikai sodródási szögsebesség mellett ugyancsak a szabályozás rendelkezésére bocsátjuk. Ezenkívül a . β^Α sodródási szöget továbbadjuk mind a 83 kinematikai β'meghatározásra, mind a 84 megfigyelői járműmodellre. Hasonló helyesbítő mennyiség a 84 megfigyelői járműmodell által kiszámított Ψ''obs eltérítési szöggyorsulás is.

• · * ·

. - 34 Ezt először eltérítési szögsebességé integráljuk, és ez egyrészt visszajut a 84 megfigyelői járműmodellbe, másrészt kivonjuk a Ψ'μ_Θ33 mért eltérítési szögsebességből. Ezt a különbséget megszorozzuk egy h2 tényezővel, amely a következő lépések mennyiségét a 84 megfigyelői járműmodell helyesbítésében meghatározza, és amely 1/s dimenzióval van ellátva. Az ezzel a h2 tényezővel megszorzott eltérítési szögsebességnek a dimenziója így megegyezik a Ψ' ' eltérítési szöggyorsulás dimenziójával, úgyhogy a két mennyiség összeadható, és további integrálás után visszamenő helyesbítő mennyiséget képez az eltérítési szögsebességhez. Az eltérítő nyomaték szabályozása közben az Y kifejezés a kifejtett járulékos Mg eltérítő nyomatéknak megfelelően a nullától eltérő értékeket vesz fel. A jármű Θ eltérítési tehetetlenségi nyomatékával osztva Y dimenziója ugyancsak eltérítési szöggyorsulási dimenzió lesz, és hozzáadjuk az eltérítési szöggyorsulások összegéhez, úgyhogy az integrált helyesbítő mennyiség a szabályozási hatásokat is figyelembe veszi.

Ha a rendszer tartalmaz egy 6. ábra szerinti 84 megfigyelői járműmodellt, amely lehetővé teszi β sodródási szög megbízhatóbb meghatározását, mint amilyen a β'^Λ sodródási szögsebesség tisztán kinematikus meghatározása és integrálás útján lehetséges lenne, akkor az így meghatározott β^Λ sodródási szög az eltérítő nyomaték szabályozásának tulajdonképpeni 10 szabályozójára is ráadható.

A megfigyelői járműmodellel kombinált kinematikus β'meghatározást a 7. ábrán mutatjuk be. Ahogyan ez már a 6. ábrán • ·· ·· · · • ··· • ·· mért bemenő

4Mess eltéría 93 mezőben a > - 35 látható, az F 2.6 egyenlet szerinti 91 számítás mennyiségei az aq_uer mért keresztgyorsulás és a tési szögsebesség.

A jármű VRgfFig szűrt referenciasebességét jármű v'Rgf referenciagyorsulásává differenciáljuk, és ezt a 94 mezőben a jármű VR_ef_Fj_]_ szűrt referenciasebességével osztjuk, ami a 95 nemlineáris szorzás után egy ίβ tényezőhöz vezet. Ennek a 95 nemlineáris szorzásnak a következtében a Ref/^vRefFil hányados kis értéke esetén az ίβ tényező nullával lesz egyenlő, úgyhogy ez a tényező, ami a β^Λ sodródási szög előtt áll, elhanyagolható. A β^Λ sodródási szöget a kinematikus β'meghatározásban csak akkor vesszük figyelembe, ha a jármű v'R_ef referenciagyorsulása jelentős értéket ér el. Az itt alkalmazott β^Λ az a kombinált β^Λ, amit mind a szabályozáshoz, mind a 6. ábra szerinti visszacsatoláshoz felhasználunk. A 91 számítás után a sodródási szögsebesség értéke a korábban már leírt módon átmegy egy 92 aluláteresztő szűrőm, és így adja a β^,Λ becsült sodródási szögsebességet.

A 8. ábrán ábrázoltuk a 6. ábra szerinti 84 megfigyelői járműmodell működését. Itt mátrixos ábrázolást választottunk, amelyen az egy vonallal rajzolt nyilak skalárképződményeket, a két vonallal rajzolt nyilak vektorképződményeket jelölnek.

A mátrixos ábrázolás az F 1.1, F 1.2 és F 1.3 egyenletből indul ki. A β és Ψ’ állapotmennyiséget összefoglaltuk a x(t) állapotvektorrá, úgyhogy a következő egyenletrendszert kapjuk:

»» ··*·

- 36 F 2.7 x’ (t) =A(v(t)) x(t) +B(v(t)) u(t)

Az A(v(t)) rendszermátrixszal, a B (v (t) ) _bemenő mátrixszal, az x(t) állapotvektorral és az u(t) bemenő vektorral:

F 2.8

A(v(t) )

c. ♦ c h v m v( t)

c. 1. - c 1 n h v v m v²(t)

c. 1. - c 1 h h v v

Θ v( t) m v(t) c 1

V V _1

Θ ; x(t}

P(t;

W(t) u(t)

Az u(t) bemenő vektor bemenő mennyiségként a δ kormányszöget és az Y kifejezést tartalmazza, ami az eltérítő nyomaték szabályozása által létrehozott járulékos eltérítő nyomatékot reprezentálja.

Súlyozási tényezők helyett a megállapított mennyiség súlyozott összeadásához egy Κχ súlyozási mátrixot és egy k2 súlyozási tényezőt alkalmazunk.

*·

- 37 Ο £ k <, 1 ··· * ·

F 2.9

K.

1-k	0	• /	ál =	k
0	1		_2	0

Az állapotmennyiségek kirekesztése végett bevezetünk két vektort, a cp, és Οψ, vektort, amelyek az x(t) állapotvektor egy-egy összetevőjét törlik:

F 2.10

Cjj — [ 1, 0] ; i — [ 0, 1]

A megfigyelői járműmodell dinamikáját, vagyis a helyesbítési lépések nagyságát a h vektor határozza meg, amelynek az első összetevője, h]_ dimenzió nélküli, és másik összetevőjének, h2~nek a dimenziója [ 1/s] :

F 2.11 = [1 , 0]

3, = [0 , 1]

Az állapottér

F 1.2) kiindulva a leírásában szereplő járműmodellből (F 1.1 és következőkben leírt elrendezés adódik a β *· ··>·

- 38 sodródási szög egy megfigyelő által végzett, 8. ábra szerinti meghatározására.

A 8. ábrán a 101 járművet csak a bemenő mennyiségek és a kimenő mennyiségek közötti megkülönböztetés végett ábrázoltuk.

A 101 jármű nem része a β^,Λ sodródási szögsebesség meghatározására szolgáló kombinált eljárásnak.

A 104 összeadó egység képezi az F 2.7 szerinti rendszeregyenleteket. Evégett az A rendszermátrixot megszorozza az x állapotvektorral, és a d bemenő mátrixot megszorozza a δ és Y bemenő mennyiséggel és az u bemenő vektorral.

.Mind az A rendszermátrixba, mind a B bemenő mátrixba egyetlen változó paraméterként a jármű éppen fennálló VR_efpj_]_ referenciasebessége lép be. Az x állapotvektornak a 104 összeadó egységben összeadással képett, idő szerinti x' deriváltját megszorozzuk az F 2.9 szerinti K]_ súlyozási mátrixszal, és egy további, 105 összeadó egységre vezetjük.

Ezekkel a folyamatokkal párhuzamosan a 103 közvetlen eljárásban becsülünk egy β'^Λ sodródási szögsebességet. Ehhez a jármű ^vRefFil szűrt referenciasebességét, ennek a 7. ábra szerinti mezőben lévő differenciáló egységgel azonos 102 differenciáló egységben megállapított idő szerinti v’^_ef deriváltját, az ^aquer ^mért keresztgyorsulást, valamint a Ψ'μ_Θ33 mért eltérítési szögsebességet alkalmazzuk az F 2.6 egyenlet szerint. Az első lépésben az egyenlet utolsó tagját elhanyagoljuk, mert még nincs érték a β sodródási szögre. A sodródási szögsebesség megállapítása után ez a mennyiség, ahogyan ezt a 7. ábrán már áb···

- 39 rázoltuk, átmegy még a 92 aluláteresztő szűrőn. Az ott kapott β'^Α eredő becsült sodródási szögsebesség rendelkezésre áll a további számításokhoz. Ez a β'^Λ megegyezik azzal a fi'^A-vel, amit a 2. ábrán a szaggatott vonallal rajzolt mezőből kivezettünk. A β'^Α skalár mennyiséget megszorozzuk a k₂ súlyozási vektorral, úgyhogy egy vektort kapunk, amely vektor első összetevőjének szögsebesség dimenziója van, és amelynek a második öszszetevője nullával egyenlő. Ezt a vektort is a 105 összeadó egységre adjuk. Az x állapotvektor F 2.7 egyenlet szerint képzett, idő szerinti x' deriváltjának és a k₂ ^-vel való szorzással nyert vektornak az összegéből eredő vektort a 106 integráló egységben az x állapotvektorrá integráljuk. A Οβ és ο'Ψ vektorral skalárisán szorozva az állapotvektorból· a β, illetőleg

Ψ’ összetevő egyikét skalárként kirekesztjük és tovább feldolgozzuk. Míg a kirekesztett h^,A-t egyrészt a eltérítő nyomaték szabályozási törvényének 16 programjára, másrészt a 103 közvetlen eljárásba vezetjük, addig a számított Ψ'-t a kombinált eljárásban csak a megfigyelőn belüli állapotmennyiségként és becsléses hibameghatározásra alkalmazzuk. A 107 összeadó egységben evégett képezzük a megfigyelői járműmodellből megállapított Ψ’βοΙΙ eltérítési szögsebesség és a Ψ'^βεε ^mért eltérítési szögsebesség különbségét. Ezt a különbséget megszorozzuk egy h vektorral, amelynek az első összetevője dimenzió nélküli, és megadja a helyesbítési lépések nagyságát a β' sodródási szögsebességhez, a másik összetevőjének a dimenziója s“l, és meghatá• ··· i · « ·♦· · rozza a szabályozási lépések nagyságát a Ψ’ eltérítési szögsebesség helyesbítésekor.

Helyesbítési mennyiségként a β'^Λ sodródási szöget [? ] is visszavezetjük, mégpedig a kinematikus β'-meghatározás 7. ábra szerinti közvetlen eljárásába, úgyhogy a következő szabályozási lépésben az F 2.6 egyenlet utolsó tagjának is adható érték.

A két számítási eljárás, vagyis a járműmodell alapján végzett számítás és a kinematikai megfontolások alapján végzett számítás kölcsönös helyesbítése lehetővé teszi a β'^Λ sodródási szög[ sebnesség?] jóval pontosabb meghatározását, úgyhogy szabályozási jellemzőként ez is az eltérítő nyomaték szabályozási törvényének 16 programjára adható.

2.3. Járműreferenciamodellek

A következőkben a 9-15. ábra kapcsán a járműreferenciamodellt ismertetjük.

A 9. ábrán a jármű menetstabilitásának szabályozását végző, 1. és 2. ábra szerinti szabályozó kört mégegyszer, egyszerűsítve ábrázoltuk. Elhagytuk az 1. ábrán látható 7-9 szabályozót, az ezekhez tartozó 3 prioritáskapcsolást és a 6 motorirányítót, továbbá a 2 elosztó logikai egységet az 5 nyomásvezérlővel egyesítve ábrázoltuk. A szabályozó körön belül egy, a jármű magassági tengelye körüli járulékos Mg eltérítő nyomatékot kiszámítunk és beállítunk, hogy a járművezető által kívánt kanyarpálya be legyen tartva. A járulékos Mg eltérítő nyomatékot az egyes kerekeken célzott fékezési folyamatok hozzák létre. A fékezési folyamatok lefolyását és a fékezendő kerekek ki• ** · *· ··*· ·· « ·· » » • ··· » ··· · • · · · · . · « ··· ·· ·«» » ·· választását a 2 elosztó logikai egység határozza meg. A kívánt menetirányt a járművezető a kormánykerék megfelelő szöghelyzetével adja'meg. A kormánykerék állandó áttételi viszonnyal (kormánymódosítással) kapcsolódik a kormányzott kerekekhez. így állítják be a kerekek egy bizonyos δ kormányszögét.

2.3.1. Dinamikus egynyomos modell

Az eltérítő nyomaték szabályozásának 10 szabályozója tartalmaz egy úgynevezett 12 járműreferenciamodellt. A 2. ábrán látható 12 járműreferenciamodell és a 9. ábrán látható 302 járműreferenciamodell megegyezik egymással. A járműreferenciamodellre bemenő adatok (a v_ref-fel reprezentált v sebesség, a δ kormányszög) jutnak. A 302 járműreferenciamodell a bemenő adatok alapján kiszámítja, hogy milyen nagynak kell lennie az eltérítési szög időegység alatti változásának (a T'goll előírt eltérítési szögsebességnek). A

302 járműreferenciamodell után kapcsolt 303 összehasonlító egység összehasonlítja a Ψ’_3Ο11 előírt eltérítési szögsebességet a Ψ'μθξξ mért eltérítési szögsebességgel. A 303 összehasonlító egység kimenő értékként egy ΔΨ' kimenő mennyiséget szolgáltat, ami a T'soll és a Ψ' Mess közötti különbség. Az így megállapított különbségérték az eltérítő nyomaték vezérlése végett a szabályozási törvényt megvalósító 16 programra jut. A 16 program ΔΨ' alapján kiszámít egy járulékos Mg eltérítő nyomatékot, ami a 2 elosztó logikai egységre jut. A 2 elosztó logikai egy.·· ··«

···· • · »· ség a járulékos Mg eltérítő nyomaték és adott esetben a járművezető által a fékekben létrehozni kívánt PFahrer nyomás alapján kimenő mennyiségeket határoz meg. Ezek a mennyiségek féknyomásértékek vagy szelepkapcsolási idők lehetnek.

A 302 járműreferenciamodell optimális működési módja a kis sebességek tartományában is fontos. Ebből a célból a 302 járműreferenciamodell a fentebb leírt, lineáris dinamikus 311 egynyomos modell mellett kiegészítőleg ellátható egy 306 állandósult körmenetmodellel.

Az állandósult körmenetre fennáll:

F 2.12 — * korr eh

F 2.13 és (1 eh * U ♦<) h v h' korr

F 2.14 c_v* ^ch* ⁽²h⁺ eh m * (c. * I, c_v *

ahol v = elöl, távolság a súlypont elülső; h = hátul, hátsó; m = tömeg; 1 = tengelyétől; 'P'korr' ükorr ⁼ helyesbítő tag Ψ'-höz, illetőleg β-hoz.

A lineáris dinamikus egynyomos modellre az FI.1 és FI.2 rendszeregyenlet érvényes.

Az átkapcsolást a számítási modellek, a 306 állandósult körmenetmodell és 311 egynyomos modell között a 302 járműreferenciamodellben lévő, nem ábrázolt átkapcsoló a jármű sebességétől függően automatikusan végzi. Az egyik modellről a másikra való átkapcsolási folyamatokban néhány km/óra hiszterézis van. A kapcsolási küszöb alatt a Ψ’₅ο11 előírt eltérítési szögsebességet a 306 állandósult körmenetmodell szerint számítjuk.

Ha a sebesség egy kis sebességről növekedve túllép az ebben az irányban érvényes küszöbön, akkor az eltérítési szögsebesség Ψ'δοίΐ előírt értékének számítását a dinamikus 311 egynyomos modellel végezzük. Ezáltal a nagyobb sebességeken folyó szabályozáshoz különösen fontos dinamikus folyamatok a modellbe bevonhatók.

• ·

Amikor a 306 állandósult körmenetmodellről áttérünk a 311 egynyomos modellre, akkor az egynyomos modellben induló értékekként a 'körmenetmodell által kiszámított előírt értékeket, így ^'soll^{_t és} használjuk. Ezáltal csökkentjük a belengési folyamatokat az átkapcsoláskor. A további számítást a 311 egynyomos modell segítségével végezzük addig, míg a sebesség csökkenésekor a kisebb sebességküszöb alá nem kerülünk. Annak érdekében, hogy a belengési folyamatok itt is csekélyek legyenek, kiszámítjuk a körmenetmodellhez szükséges ^'korr ^korr helyesbítő tényezőket T'_soj_p-nak és β-nak az előzőleg, az egynyomos modellben kiszámított értéke, valamint a v_ref sebesség és 6 kormányszög bemenő mennyiség alapján. A helyesbítő értékek a következők:

F 2.15

Ψ = Ψ korr soll

V‘ eh

F 2.16

c. ♦ (2 >2.) n ' v h eh (1

V • ·

Ezeknek a helyesbítő tényezőknek a befolyása az időben exponenciálisan csökken az alábbi törvényszerűség szerint:

F 2.17 korr (n+1) = korr (η) * λ ahol λ értéke O...<1. Az n-nel, illetőleg (n+1)-gyei a számítási ciklusokat számláljuk.

Ezzel elkerüljük az ugrásszerű változásokat, mivel állandósult esetben a két számítási módszer eltérő eredményeket szolgáltat. Így a számítási modell váltása lehetővé teszi, hogy az előírt értékeket a szabályozáshoz v = 0 km/óra sebességértékig nagyon pontosan határozzuk meg.

A 9. ábra kapcsán taglaltuk, hogy járműszámítási modellekként különböző modellek jöhetnek tekintetbe. Előnyös modell lehet az állandósult körmenet. Eszerint a modell szerint a

Ψ’₅ο11 előírt eltérítési szögsebességet a fentebb megadott képlettel lehet kiszámítani. Ha most egy ilyen járműszámítási modellt ábrázolni kívánunk, akkor az erre kínálkozó lehetőség az, hogy a mért λ és V_ref értékeket egy számító kapcsolásra adjuk, és kimenő értékként az eltérítési szögsebesség Ψ'₃ο11 előírt értékét kapjuk.

2.3.3. Egyszerűsített modell

A következőkben előállítunk egy rendkívül egyszerű modellt az előírt eltérítési szögsebesség megállapítására. Ez alternatívát jelent az előbb leírt kombinált modellhez. Előnye az, hogy kis számítási ráfordítással elfogadható eredményt nyújt.

Eszerint a modell szerint a Ψ'_3Ο11 előírt eltérítési szögsebességet a következőképpen számítjuk:

F 2.18 y'soll = (Ö * v)/ 1

Ez az egyenlet az F 2.14 és F 2.15 egyenlettel az F 2.12 egyenletből adódik, ha feltételezzük, hogy a c_v és merevség nagyon nagy.

Ez a feltételezés a következő megfontolásokon alapszik.

Az eddig leírt járműreferenciamodellnél a Ψ'_3Οιι előírt eltérítési szögsebességet vagy egy dinamikus járműmodellel (például egynyomos modellel), vagy egy (állandósult körmeneti értéknek nevezett) statikus modellel számítottuk és a Ψ'μ_Θ33 mért eltérítési szögsebességgel összehasonlítottuk. A létrehozandó érték (és így a szabályozási beavatkozás is) mindezekben az esetekben közvetlenül a járműmodell jóságától függ. Mivel itt lineáris helyettesítő modellekről van szó, ezért a modell egyes esetekben jelentősen eltér a jármű tényleges viselkedésétől .

• · · · · ·

Ha a jármű valóságos viselkedése járulékosan megváltozik, például a jármű megrakása vagy egyes alkotóelemeinek kopása miatt, akkor’a modell a járművet nem írja le kielégítően. Ennek következtében folytonos paraméterbecslés révén modelladaptálást kell végezni. Ennek során a következő problémák lépnek fel:

A becsléshez gerjesztésnek kell fennállnia, vagyis a járművezetőnek a járművet kormányzási beállítással a lineáris tartományban (< 0,4 g) kellően gerjesztenie kellene. Ez normális menetben alig fordul elő.

Nem lehetséges továbbá a lineáris egynyomos modell valamennyi paraméterének közvetlen becslése. Ezért bizonyos paramétereket előre fixen meg kell választani.

A modellfeltételezések alapján végzett szabályozás tehát mindig csak a modell által előre adott értékek tekintetében nyújthat kielégítő megoldást. Sok esetben ezért kielégítő lehet egy egyszerűbb szabályozási elv szerint eljárni.

A menetstabilitás szabályozásának fontos célja a menetviselkedés olyan alakítása, hogy a jármű reakciója a járművezető által a kormányon, féken és gázpedálon megadott, létrehozandó értékekre mindig előrelátható és jól ellenőrizhető legyen.

Ezért a jármű alulvezérelt és túlvezérelt üzemállapotait fel kell ismerni, és megfelelő fékirányítási, illetőleg motorirányítási beavatkozással a semleges viselkedés irányában kell helyesbíteni .

Az egyszerűsített szabályozás elvének alapgondolata az, hogy szabályozási jellemzőként az alulvezérelt és túlvezérelt viselkedésre közvetlen mértéket alkalmazunk. A gépjármű vezér• · · lési viselkedésének egy definíciója értelmében evégett összehasonlítjuk az első tengely és a hátsó tengely közepes ferdefutási szögét(αν, «η)· Ha ^a ferdefutási szög elöl nagyobb, akkor alulvezérelt viselkedés áll fenn. A fordított esetben túlvezérelt viselkedés áll fenn. Definíció szerint semleges viselkedés akkor áll fenn, ha a ferdefutási szög elöl és hátul egyenlő.

Ezzel:

F 2.19 > 0: alulvezérelt

Oly - OCh = 0: semleges < 0: túlvezérelt

A ferdefutási szögek különbsége alapján tehát a jármű pillanatnyi menetállapota közvetlenül meghatározható. Ha az egynyomos járműmodellt vesszük alapul (10. ábra), akkor ezzel a ferdefutási szög a δ kormányszögtől, a β sodródási szögtől, a

Ψ' eltérítési szögsebességtől és a jármű v sebességétől függően származtatható, mégpedig a következőképpen:

F 2.20a

V

CX

F 2.20b

V

- 49 Mivel a sodródási szög nem mérhető közvetlenül, illetőleg nem számítható egyszerűen, ezért az egyes ferdefutási szögeket nem lehet explicit módon kiszámítani. Ha azonban képezzük ezek különbségét, akkor ez a mennyiség kiszámítható a meglévő mért mennyiségek (kormányszög, eltérítési szögsebesség), a járműnek a blokkolásgátlás szabályozójából ismert v_ref referenciasebessége és az állandó 1 tengelytáv alapján:

F 2.21

2*Ψ igy rendelkezésre áll egy mennyiség, ami az alulvezérlés és túlvezérlés mértékeként alkalmazható.

Továbbá a jármű súlypontja görbepályájának pillanatnyi R sugara és a ferdefutási szögkülönbség közötti ismert összefüggést vizsgálva, amely szerint

F 2.22 r - ;-C δ - (<V«_h) látható, hogy az F 2.19 szerinti semleges állapot, vagyis

F 2.23 feltételezésével a görbe R sugarát csak a δ kormányszög határozza meg, vagyis

F 2.24

R = 1/δ

Ezért lehetséges az olyan szabályozás, amely szabályozási jellemzőként közvetlenül a számított ferdefutási szögkülönbséget alkalmazza. Ennek a szabályozásnak előfeltétele, hogy a szabályozási jellemző abszolút értéke kis értéken legyen tartva, és így nagyjából semleges viselkedést érjünk el. Adott esetben célszerű ezt a tűrési küszöböt aszimmetrikussá tenni, hogy így a túlvezérelt viselkedés irányában a tűrést kisebbre lehessen választani.

Ezen megfontolások szerint a Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebesség számítható (F2.18). Ezt a Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebességet ezután összehasonlítjuk Ψ'μ_Θ33 mért eltérítési szögsebességgel, és az 1. ábra szerint a szabályozás alapjának vesszük.

2.3.5. Az előírt érték határolása

A jármű menetviselkedése szabályozásának csak addig van értelme, ameddig a jármű kerekeinek tapadása az úttesten lehetővé teszi, hogy a számított járulékos forgatónyomaték hasson a j árművön.

• ·· · * - 51 Nem kívánatos például, hogy a szabályozás a járművet minden esetre a δ kormányszög által megszabott görbepályárra kényszerítse, ha a kormánykereket túl erősen vagy a fennálló sebességhez képest túl gyorsan elfordítják.

Ezért meg kell akadályozni, hogy a Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebesség bármilyen körülmények esetén a választott járműreferenciamodell szerint előre megszabott értékké váljon. Ez ugyanis - ha csak a referenciamodellt követjük - kedvezőtlen körülmények között oda vezethet, hogy szándékolatlanul túl nagyra beállított kormánykerékszög és egyidejűleg nagy sebesség esetén az ekkor ugyancsak nagy Ψ’_3Ο11 révén a Ψ' tényleges eltérítési szögsebesség annyira elállítódik, hogy szélsőséges esetben a jármű a saját tengelye körül forog, miközben súlypontja lényegében egyenesen mozog. Ez az állapot sokkal kedvezőtlenebb a járművezető számára, mint az az állapot, amelyben a jármű a rossz súrlódási viszonyok miatt nem tudja követni a járművezető kívánságát és erősen alulvezérelten egyenesen tolódik. Az utóbbi esetben ugyanis a jármű legalább csak egyenesen halad és egyidejűleg nem forog a tengelye körül. A járműreferenciamodellben járulékos számítási algoritmusok vannak, hogy ezeket a különleges esetekben hátrányos következményeket elkerüljük. Ezek az algoritmusok lehetővé teszik, hogy a μ^Λ súrlódási tényező felhasználásával megállapítsuk az éppen mért sebesség esetén érvényes Ψ'_soyy_max maximális eltérítési szögsebességet. A μ^Λ súrlódási tényező értékét á 13 surlódásitényező- és helyzetfelismerő egység határozza meg. A • · · ·

- 52 számítási algoritmusok a állandósult körmenet elméletén alapszanak, amelyre érvényes, hogy Ψ' = aq_Uer/v (F2.18).

A maximális megengedett aq]_i_m keresztgyorsulás lényegében a súrlódási tényező, a v sebesség, az a]__ong hosszirányú gyorsulás, valamint adott esetben további paraméterek függvényeként határozható meg. Így

F 2.25 ^aqlim “ £ (^mu, v, ai_ong,

A maximális eltérítési szögsebesség:

F 2.26 ^'sollmax ^{= a}qlim/^v

Ezért meghatározható az eltérítési szögsebesség olyan határértéke, amely nem veszi közvetlenül figyelembe a járművezető kívánságát, hanem hozzájárul ahhoz, hogy kitörése esetén a jármű ne forogjon még a magassági tengelye körül is.

μ alkalmas meghatározásának részleteit a 2.1. pontban részletesen taglaljuk.

Megvalósítható az is, hogy szabályozási beavatkozás csak bizonyos peremfeltételek esetén következzen be. Ennek lehetősége például az lehet, hogy a 2. ábra szerinti 11 aktiváló logikai egység nem ad tovább pillanatnyi Mg értéket a 2 elosztó logikai egységre, ha túl nagy β^Λ sodródási szöget állapítottak •· · ····»· • · · · · ··· · ··· · meg, ami az éppen fennálló sebességtől függően következhet be.

2.4. Szabályozási törvény

A következőkben az eltérítő nyomaték 10 szabályozója 16 programjában fennálló szabályozási törvény programjának felépítését írjuk le. A program négy bemenő mennyiségből számítja ki a jármű magassági tengelye körüli járulékos Mg eltérítő nyomatékot, ami a jármű stabil viselkedéséhez - mindenekelőtt kanyarmenetben - szükséges. A számított Mg eltérítő nyomaték az alapja a kerékfékekben beállítandó nyomások számításának.

,A szabályozási törvényhez bemenő mennyiségként rendelkezésre áll (lásd a 17. ábrát):

az	500	bemeneten:	ΔΨ'
az	501	bemeneten:	ΔΨ'
az	502	bemeneten:	β'Λ
az	503	bemeneten:	βΛ

Abban az esetben, ha alapként a ferdefutási szögkülönbséget használjuk, akkor az 500 bemeneten Δλ és az 501 bemeneten

Δλ' lesz.

Az 503 bemenet fakultatív. Különösen akkor áll rendelkezésre, ha a számítási összrendszerben úgynevezett 84 megfigyelői járműmodell szerepel.

Az 500 bemeneten lévő érték a Ψ'μ_Θ33 mért eltérítési szögsebesség és egy 12 járműreferenciamodell segítségével ki-

- 54 számított Ψ'εοίΐ előírt eltérítési szögsebesség különbségeként adódik.

Az 501 bemeneten lévő érték vagy az 500 bemeneten lévő mennyiségnek egy számítási ciklus és a következő számítási ciklus közötti Tq ciklusidővel osztott időbeli változása, vagy a mért eltérítési szögsebesség idő szerinti deriváltjának és számított előírt eltérítési szögsebesség idő szerinti deriváltjának különbsége.

Számítási cikluson az 1. ábra szerinti menetstabilitásszabályozó berendezés egy számítási ciklusát értjük. Az ilyen ciklus a szerkezete által meghatározott valósidőt, a Tq ciklusidőt veszi igénybe. A szabályozás hatékonysága végett ezt kellően kis értéken kell tartani.

Az 500 és 501 bemeneten lévő értéket, vagyis ΔΨ' és ΔΨ' ' értékét először az 510, illetőleg 511 aluláteresztő szűrőre adjuk.

A két aluláteresztő szűrő elvileg azonos felépítésű. Szerkezetüket a 18. ábrán mutatjuk be.

A 18. ábra szerinti aluláteresztő szűrő 520 bemenő mennyiségét u-val, 521 kimenő mennyiségét y-nal jelöltük. Az 521 kimenő mennyiséget az 522 regiszterre adjuk, és a legközelebbi számításkor y (k-1) előző értékként áll rendelkezésre. Az 521 kimenő mennyiséget a számítási ciklushoz a következő képlet szerint számítjuk ki:

- 55 F 2.27 y(k) = λ* y(k-l) + (1 - X)*u*k_p, amelyben λ 0 és 1 közötti értékeket vehet fel. λ az aluláteresztő szűrő értékűségét írja le. A λ = 0 határértéken a rekurzív függvény eliminálódik: az y(k-l) előző értékeknek az új 521 kimenő mennyiség számítása szempontjából nincs jelentőségük. Minél inkább közeledik λ az 1 értékhez, annál erősebben hatnak az előző értékek, úgyhogy a pillanatnyi 520 bemenő menynyiség csak lassan érvényesül 521 kimenő mennyiségként.

k egy lineáris értékelési tényező.

Az előbb leírt aluláteresztő szűrés a két, 500 és 501 bemenetén lévő két bemeneti mennyiségen megy végbe, és az 515,

516 szűrt értékhez vezet.

Ugyanilyen 512 aluláteresztő szűrőn meg át az 502 bemenetén lévő mennyiség, vagyis β'^Λ. Az 517 szűrt értéket - ugyanúgy, mint az 503 bemeneten lévő szüretien értéket - nemlineáris szűrőkre adjuk. Ezeknek a szűrőknek az a feladata, hogy kis bemenő értékek esetén a kimenő értéket 0-ra állítsák, és egy meghatározott határérték felett lévő bemenő értékek esetén a határértékkel csökkentett bemenő értéket adjanak tovább. A határolás mind a negatív, mind a pozitív tartományban végbemegy. A β'th ^as ^th határérték lehet a programba fixen implementált mennyiség, de lehet olyan mennyiség is, amely további paraméterektől, például az abroncsok és az úttest közötti súrlódási té• 1 · · nyezőtől függ. A határértékeket ebben az esetben külön, a súrlódási tényező lineáris függvényeként számítjuk.

Mind 'a négy mennyiséget, azaz az 515, 516, 517 és 518 szűrt értéket egy további, 530, 531, 532, illetőleg 533 lépésben egy-egy lineáris tényezővel súlyozzuk.

Ezek a tényezők fixen implementálva vannak a számítási rendszerben. Ezeknek a tényezőknek az abszolút értéke a megfelelő járműmodellekből számítható, de általában menetkísérletekkel végzett finomhangolást igényelnek. Ily módon minden járműre, illetőleg járműtípusra meghatározzuk a lineáris tényezők megfelelő készletét. Az 500, 501, 502, 503 bemeneten lévő, így súlyozott bemenő mennyiségeket összeadjuk (540 összeadó tag). Így kapjuk a járulékos Mg eltérítő nyomatékot, amit a program további számításának menetében alapul veszünk.

A gyakorlatban azonban kiderült, hogy a számított eltérítő nyomatékot módosítani kell.

Erre két lehetőség van:

1. a bemenő mennyiségek, különösen ΔΨ' módosítása,

2. a számított Mg eltérítő nyomaték szűrése.

Mindkét módszernél megkíséreljük a szabályozást nem csak az eltérítési szögsebesség figyelembevételével, hanem a sodródási szög figyelembevételével is végrehajtani.

2.4.1. A bemenő mennyiségek módosítása

Egy járműreferenciamodell segítségével a korábban taglaltak szerint kiszámítjuk az eltérítési szögsebesség egy előírt értékét. Minthogy az alkalmazott járműreferenciamodell nem • «V « »· ·»·· *· · »· « · ί<» ·» ··» 4 ·ι» egyezhet meg teljesen a tényleges adottságokkal, ezért általában a modellszámítás eredményét mégegyszer helyesbíteni kell. A referenciamodellben lényegében azokat az értékeket értékeljük, amelyeket az eltérítési szögsebesség érzékelője, valamint egy kormányszögérzékelő szolgáltat. A számított előírt eltérítési szögsebesség helyesbítése úgy történhet, hogy figyelembe veszszük azokat az értékeket, amelyeket egy keresztgyorsulásérzékelő szolgáltat.

A kiértékelés különböző módokon történhet. A következőkben olyan módot javasolunk, amelynél a mért keresztgyorsulást először átszámítjuk egy β'^Λ sodródási szögsebességre. Ezzel az értékkel helyesbítjük az eltérítési szögsebesség előírt értékét.

β'^Λ számítása például a 14 kinematikus β'-meghatározással és a 15 aluláteresztő szűrővel történik (2. ábra).

Az eljárást a 19. ábrán látható séma szerint végezzük. A β'^Λ sodródási szögsebesség becsült értékét adott esetben aluláteresztő szűrés után összehasonlítjuk egy első th]_ küszöbértékkel (400 rombusz). Ennek az összehasonlításnak a jelentősége csak az eltérítési szögsebesség Ψ'₅ο11 előírt értékének helyesbítése után válik világossá, és ezért ezt követően magyarázzuk meg részletesebben.

Ha ³β'^Λ3 > thg, akkor β'^Λ abszolút értékét összehasonlítjuk egy második th2 küszöbértékkel (401 lépés), ahol a második küszöbérték nagyobb az első th]_ küszöbértéknél. Ha ez a küszöbérték is túl van lépve, akkor először a β'^Λ sodródási szögsebesség idő szerinti integrálása következik a 402 lépésben. Évé·· ··· ·

- 58 gett a β'^Λ sodródási szögsebességet a Tq ciklusidővel megszorozzuk, és az Intg-j__]_ előzetes integrálási eredményhez hozzáadjuk. Az integrálási lépéseket n-nel számláljuk, úgyhogy az n számot az integrálás után 1-gyel növeljük (403 lépés). Az integrálási időt így a bekövetkezet integrálási lépések n száma adja meg. Az Intg_n (β^,Λ) integrálási eredményt összehasonlítjuk egy β₃ küszöbértékkel (404 lépés). A küszöbérték nagysága adja meg a maximális megengedett eltérést egy elméletileg betartandó sodródási szöghöz képest. A β₃ küszöbérték kb. 5 fok körül van.

Ennek a küszöbértéknek a túllépése esetén a Ψ'_3Ο11 előírt eltérítési szögsebességet újra értékeljük egy S additív állandóval (405 lépés), amely a pillanatnyi β'^Λ sodródási szögsebességtől és az integrálási lépések n számától függ. Ez azt jelenti, hogy minden új ciklusban, amelyben a β₃ küszöbértéket túllépjük, újból csökkentjük az előírt eltérítési szögsebességet. Az S additív állandót a Ψ'_3Ορρ előjele szerint vagy hozzáadjuk, vagy kivonjuk, úgyhogy az előírt eltérítési szögsebesség abszolút értéke minden esetben csökken. Ha Intg_n nem éri el a β₃ küszöbértéket, akkor Ψ’-t nem korlátozzuk (407 lépés) .

Egy újabb ciklusban ismét ellenőrizzük, hogy a becsült sodródási szögsebesség kisebb-e a thi küszöbértéknél. Ha ez így van, akkor ezt úgy értelmezzük, hogy a jármű újra stabilizálódott. Ennek következtében n a 406 lépésben megint 0-ra áll, és a további számításhoz a 407 lépésben olyan előírt eltérítési szögsebességet veszünk alapul, amely nincs helyesbítve, tehát • ·

- 59 azonos azzal az értékkel, ami a járműreferenciamodell eredményeként rendelkezésre áll. Ezenkívül az integrálás Intg_n_]_ induló értékét nullával teszük egyenlővé.

Ha a sodródási szögsebesség abszolút értéke th^-et ugyan meghaladja, de th₂-t nem, akkor a régi Intg_n érték változatlan marad, vagyis az integrálás egy ciklusban kimarad. Az előző korlátozás megmarad. A th₂ küszöbérték újbóli túllépésekor az integrálás folytatódik.

2.4.2. Mg helyesbítése 'További lehetőség a 16 program (szabályozási törvény) által kiszámított Mg eltérítő nyomaték manipulálása. Ehhez képezzük az MJk-l) előző érték és Μχ (k) éppen fennálló érték közötti különbséget. Az 1 index arra utal, hogy ezek az értékek az eltérítő nyomaték szabályozójának közvetlen eredményei, tehát nem a következő helyesbítés alapján vannak számítva. Ezt a különbséget Tq ciklusidőre vonatkoztatjuk, és így kapjuk ΔΜχ-et.

Ehhez a ΔΜχ gradienshez hozzáadunk egy helyesbítési gradienst, amit egy helyesbítési tényezővel szorzott β'^Λ ad meg. Az így helyesbített gradienst megszorozzuk a Tq ciklusidővel, és hozzáadjuk a előző számítás M(k-l) eltérítő nyomatékához. így kapjuk az éppen fennálló Mg nyomatékot, ami a további számítás alapjaként szolgál.

Ezt a számítást a 20. ábrán látható logikai egység valósítja meg. A 16 program (szabályozási törvény) alprogramból adódó számított nyomatékokat bevisszük a 420 léptetőregiszter60 be. A 420 léptetőregiszter első, 421 regiszterében mindenkor az éppen fennálló Μχ(k) érték van. A 420 léptetőregiszter második, 422 regiszterében az előző, Μχ(k-1) érték van. Mihelyt van egy új M]_ érték, a 421 regiszterben lévő érték áttolódik a 422 regiszterbe, és a 421 regiszterben lévő értéket helyettesíti az új érték. A 421 és 422 regiszterben lévő értékeket a 430 számító logikai egységre adjuk, amely az alábbi képlet szerint kiszámít egy ΔΜ-et:

F 2.28

ΔΜ = M_x(k) - Mi(k-l) + a*E'*TQ.

A 430 számító logikai egységre ezenkívül ráadjuk a becsült β'^Α sodródási szögsebességet a kinematikai β'-meghatározásból. Ezenkívül egy memóriában tároljuk egy a helyesbítési tényező értékét, amellyel a sodródási szögsebességet nyomatékváltozássá számítjuk át. Az új M(k) nyomatékot az alábbi képlet szerint számítjuk:

F 2.29

M(k) = M(k-l) + ΔΜ.

A 431 regiszterben a helyesbített nyomaték éppen fennálló értékét, a 432 regiszterben az előző számításból kapott értéket tárójuk. A 431 regiszterben lévő értéket vesszük alapul a további számításhoz.

• β · ·

, - 61 3. Az elosztó logikai egység’

3.1. Járulékos eltérítő nyomaték fékerők kifejtése útján

Ahhoz, hogy a jármű kanyarban is stabilan haladjon, először észlelni kell a kormányszöget. A kormányszög a járműnek a járművezető által kívánt kanyarpályáját adja meg. Stabil, állandósult kanyarmenet esetén a járműnek közelítőleg állandó sodródási szöggel és változatlan eltérítési szögsebességgel kell végighaladnia a pályán. A járművezetőnek ellenkormányzással kell kiegyenlítenie az eltéréseket ettől a sodródási szögtől, illetőleg ettől az eltérítési szögsebességtől. Ez azonban nem mindig lehetséges, és különösen akkor nem, ha a járművezető a kanyarban a kanyar határsebességével halad. Ilyen helyzetekben a járművet célzottan le kell fékezni, és a magassági tengely körül járulékos nyomatékokat kell kifejteni, amelyeknek elő kell idézniök a tényleges eltérítési szögsebesség adaptálását a kíván eltérítési szögsebességhez. A szabályozási algoritmusokat, amelyek ezeket az összefüggéseket leírják, korábban ismertettük, ezért ezen a helyen nincs szükség ezek részletesebb tárgyalására.

Minden esetre fennmarad annak problémája, hogy a szabályozási algoritmus által kiszámított járulékos Mq eltérítő nyomatékot alkalmas módon, a fékerők célzott kifejtése útján valósítsuk meg.

Hidraulikus fékek esetében ezért a feladat gyakorlatilag az, hogy minden egyes kerékfékhez meghatározzunk egy féknyomást. Emellett a magassági tengely körül megvalósítandó nyoma• · · tékot úgy kell létrehozni, hogy az egyes fékekben a lehető legkisebb nyomás legyen. Ezért javaslatunk szerint minden kerékhez meghatározunk egy koefficienst, és a féknyomásokat a jármű létrehozandó eltérítő nyomatékából és a mindenkori súlyozott koefficiensből állapítjuk meg.

Mint már említettük, különösen a hidraulikus elven működő járműfékberendezéseknél kedvező a koefficienseket úgy meghatározni, hogy a féknyomás az egyes kerékfékekhez közvetlenül meghatározható legyen. A koefficiensek súlyozása oly módon történik. hogy minden egyes koefficienst elosztunk az összes koefficiens négyzetének összegével.

Ekkor minden koefficiens a kerékféknyomás és az így létrehozott egyedi kerékfékerőknek a jármű eltérítő nyomatékában való részesedése közötti összefüggést határozza meg. Az egyes koefficiensek meghatározásakor olyan mennyiségek szerepelnek paraméterként, amelyek a jármű menete közben változnak. Ezek elsősorban

- a δ kormányszög,

- az abroncs és az úttest közötti μ súrlódási tényező,

- a jármű m tömege,

- az N_z tengelyterhelés-eloszlás.

A koefficiensek számításakor befolyást gyakorló és járműspecifikus, illetőleg fékspecifikus mennyiségek például tárcsafékberendezés esetén a következők:

- a fékdugattyúk A felülete,

- a dugattyúk kerékfékenkénti n száma,

- a tárcsa és a fékbetét között pr súrlódási tényező,

- az effektív súrlódási sugár és a dinamikus abroncssugár s aránya,

- valamint a fék η hatásfoka.

A javasolt számítási módszer előnye, hogy az előre adott járulékos eltérítő nyomatékből nagyon gyorsan számíthatók a megfelelő féknyomások. Ha a fentebb említett paraméterek menet közben megváltoznának, akkor ezt a féknyomás számításában szereplő koefficiensek változtatásával vesszük figyelembe.

Míg egyes befolyásoló mennyiségek lineárisan szerepelnek a koefficiensek számításában, addig mindenek előtt a koefficienseknek a δ kormányszögtől való függése nemlineáris.

Bebizonyosodott azonban, hogy az egyes koefficiensek és a kormányszög közötti összefüggés linearizált becslése kielégítően jó eredményeket nyújt.

A 21. ábrán vázlatosan ábrázoltunk egy egyenes menetben lévő járművet. A járműnek négy, 601, 602, 603, 604 kereke van. Minden kerékhez egy 605, 606, 607, illetőleg 608 kerékfék van hozzárendelve. A kerékfékeket egymástól függetlenül lehet vezérelni. A kerékfékek által kifejtett kerékféknyomatékok fékerőket ébresztenek a kerekeknek az úttest felületén lévő felfekvő felületein. így például a 605 kerékfék vezérlésekor a 601 keréken F erő jön létre, amely M nyomatékot (a példában pozitív nyomatékot) hoz létre a magassági tengely körül.

A jármű magassági tengelye körüli ilyen nyomatékok célzottan arra használhatók, hogy a járművet stabilan a járművezető által kívánt pályán tartsák.

• · · • · · · · • · · · · · · ··· ·· ··· · ·· • - 64 A járműben vannak továbbá érzékelők. Ilyen érzékelők a kerékérzékelők, amelyek a 601, 602, 603, 604 kerék szögsebességét észlelik. Ezenkívül érzékeljük a kormánykerékszöget a 612 kormányérzékelővel. Van továbbá egy 613 érzékelő az eltérítési szögsebesség észlelésére.

Ezeknek az érzékelőknek az alapján, amelyek egyrészt a járművezető kívánságát, másrészt a jármű viselkedését észlelik, kiszámítható egy megvalósítandó eltérítő nyomaték, amely - kifejtése esetén - a jármű eltérítési szögsebességét, valamint sodródási szögét a járművezető kívánságának megfelelően tudja beállítani. Evégett a 605, 606, 607, 608 kerékfékeket egymástól függetlenül vezéreljük. Erre a célra egy vezérlőberendezés szolgál, ami a menetstabilitást szabályozó komplex program egy részét képezi.

Az elvi helyzetet a 22. ábra mutatja. A 16 program olyan programmodul, amely kiszámítja az Mg eltérítő nyomatékot. A 22.

ábrán látható egy vezérlőberendezés, amely kiszámítja az egyes, 605, 606, 607, 608 kerékfékekben létrehozandó p_xx nyomásokat. A megállapított 622, 623, 624, 625 nyomásértékek tovább értékelhetők és a 605, 606, 607, 608 kerékfékek számára megfelelő vezérlőjelekké átalakíthatok.

Maga a vezérlőberendezés két részből áll. A vezérlőberendezés első, 630 számítórésze számítja ki a c_xx koefficienseket az egyes kerekekhez. A c_xx koefficiensek lineáris összefüggést hoznak létre a kerékfékben fennálló nyomás és az eltérítő nyomaték azon része között, amelyet a fékerő a megfelelő keréken létrehoz. A vezérlőberendezés második, 631 számítórésze az • ·

egyes koefficiensek súlyozásával, valamint a megvalósítandó Mg eltérítő nyomaték figyelembevételével kiszámítja az egyes p_xx,

622, 623, 624, 625 nyomásértékeket.

A nyomásértékeket, valamint a koefficienseket indexek különböztetik meg.

Az indexek a következők:

v: elülső h: hátsó

1: bal r: jobb x: vagy v/1, vagy h/r helyett áll.

Az első, 630 számítórész figyelembe veszi a kormányszöget, amely a 612 kormányérzékelő 632 értékelő egysége útján áll a számítási folyamat rendelkezésére. A koefficiensek kiszámításakor figyelembe vesszük a μ súrlódási tényezőt, amit a 633 értékelő egység a kerekek forgási viselkedéséből származtat (lásd a

2.1. pontot is). A kerekek forgási viselkedését az egyes kereken lévő kerékérzékelők egy jele adja meg. A számításban szerepel továbbá a jármű tömege, valamint az N_z tehereloszlás. Ezeket a 634 értékelő egység határozza meg, amely elemzi a jármű viselkedését a különböző helyzetekben. Az első, 630 számítórésznek (programrésznek) hozzáférése van egy 635 memóriához, amely a fentebb enlített járműspecifikus és kerékfékspecifikus értékeket tartalmazza.

Az említett értékekből minden kerékre kiszámítunk egy c_xx koefficienst. A 640, 641, 642, 643 koefficiens értékét lehet párhuzamosan vagy egymás után számítani. A számítás egy függvény szerint történik, ami a programba implementálva van. Ez a függvény figyelembe veszi a féknyomás és a fékerő közötti is66 mert összefüggéseket. Az összefüggés általában lineáris. Csak. a δ kormányszöget kell külön figyelembe venni. Alább leírjuk, hogyan lehet a kormányszöget alkalmas módon figyelembe venni.

A második lépésben, a 631 számítórészben az egyes, 640, 641, 642, 643 koefficiensekből párhuzamosan vagy egymás után kiszámítjuk a nyomásértékeket az egyes kerékfékekhez az alábbi képlet szerint:

F 3.1a 'xl xl ^Cvl*^Cvr^+Chl*^Chr

F 3.1b xr

ΧΓ ^Cvl *^cvr*^ch2 ^{+ c}hr

Ha az egyes nyomásokat eszerint a képlet szerint számítjuk, akkor ez azzal az előnnyel jár, hogy a számított féknyomaték eléréséhez csak viszonylag kis nyomásokat kell a kerékfékekben létrehozni, továbbá a féknyomás vezérlése nagyon érzékenyen és gyorsan reagál a változásokra, különösen a kormányszög és a súrlódási tényezők változásaira.

A δ kormányszöget a következőképpen vesszük figyelembe a tényezők számításakor: a 23. ábrán ehhez egy jármű vázlatos képe látható, amelynek az elülső, 601, 602 kerekei el vannak fór67 • · · · *·**··' ··· ·· ··· · ·· gatva. Látható az elülső kerekek közötti S távolság és a 610 . súlypont l_v távolsága az elülső tengelytől.

A 650, 651 keréksík 652, 653 kormányszöget zár be a jármű hossztengelyével. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy 652, 653 δ kormányszög azonos. Az F fékerőre vonatkoztatott, a 650, 651 keréksíkban ható hp, illetőleg h_r effektív emelőkart .

közelítési megfontolások alapján kis kormányszögekre a követke zőképpen számítjuk ki:

F 3.2a h_r = s/2 + δ *l_v

F 3.2b

h]_ = s/2 - δ *l_v

Mivel a kis kormányszög közelítés nem mindig teljesül, ezért adott esetben kedvezőnek mutatkozott a következő képlettel való számítás:

F 3.3a

F 3.3b

' - 68 Ha a számított emelőkarok nullánál kisebbek, akkor nullával tesszük őket egyenlővé.

A c_xx kerékkoefficienseket a következőképpen lehet számítani :

F 3.4 ^cxx ~ ^chydxx * úl,_r, ahol Chydx_X-ben figyelembe van véve minden paraméter, a δ kormányszög kivételével.

Ily módon a koefficiensek két kifejezés szorzataként adható meg. Az egyik kifejezés az effejtív emelőkart határozza meg, és a másik kifejezés független a kormányszögtől.

3.2. Járulékos eltérítő nyomaték az oldalerők csökkentése útján

Az egyik módszer az egyoldalúan ható fékerők létrehozására abból áll, hogy a kerékfékeket úgy vezéreljük, hogy a kerekek eltérő erőséggel legyenek fékezve. Az előző pontban írtunk le egy eljárást, ami ezt megvalósítja.

Ez az eljárás határba ütközik, ha a menetstabilitást pedálos fékezéskor kell szabályozni, amikoris már a járművezető fékezése miatt bizonyos féknyomás beállítódott a kerékfékekben. A fentebb leírt eljárás elvben erre az esetre is alkalmazható. Abszolút nyomások helyett a már beállítódott féknyomások változásait határozzuk meg.

Ekkor mindenesetre a következő problémák jelentkeznek. Ha egy kerékfékre már nagyon nagy nyomás van vezérelve, úgyhogy nagyon nagy fékerők valósulnak meg, akkor a féknyomás növelése nem feltétlenül idézi elő a fékerő fokozódását, mivel elértük a abroncs és az úttest közötti tapadási határt. A fentemlített modellben alapul vett lineáris összefüggés a féknyomás és a fékerő között ebben az esetben már nem áll fenn.

A fékerőnek a jármű egyik oldalán nem túllépendő határa az eltérítő nyomaték szabályozása értelmében kompenzálható a fékerőnek a jármű másik oldalán történő csökkentése útján.

Ennek mindenesetre az a hátránya, hogy a fékerő csökkenésével a jármű lassítása is csökken. Ez nem mindig fogadható el, mivel a járművezető által indított fékezési folyamat esetén a járművet a lehető legrövidebb távolságon belül meg kell állítani. A jármű tényleges lassításának a járművezető kívánságával szembeni túl erős csökkentése viszont nem fogadható el. Ezt a problémát a következőképpen oldjuk meg.

Legalább az egyik kerék kerékfékeit úgy vezéreljük, hogy a kerék hosszcsúszása úgy álljon be, hogy nagyobb legyen annál a hosszcsúszásnál, amelynél a maximális erőzárást érjük el. Ennél az eljárásnál kihasználjuk, hogy az átvitt fékerő, vagyis a hosszerő az abroncsokon a maximális értékét kb. 20 % hosszcsúszás esetén éri el (0 % a szabadon gördülő kerék, 100 % a blokkolt kerék), és 20 %-ot meghaladó értékek esetén az átvihető fékerő csak kevéssé csökken, úgyhogy 20% és 100 % közötti kerékcsúszás esetén a jármű lassulása jelentősen nem csökken.

* - 70 Ha azonban ezzel egyidejűleg vizsgáljuk az átvihető oldalerőt, vagyis a keréksíkra merőlegesen ható erőt, akkor ez erős függést mutat a kerékcsúszástól. Ez abban nyilvánul meg, hogy a csúszás növekedésével az átvihető oldalerő erősen csökken. Az % feletti csúszási tartományban a kerék blokkolt kerékhez hasonlóan viselkedik. Ez azt jelenti, hogy ekkor már oldalerőket alig lehet kifejteni.

Ügyesen kiválasztva azokat a kerekeket, amelyeken nagy hosszcsúszást állítunk be, előidézhető a jármű ellenőrzött farolása, amikoris az eltérési szögnek a farolás által előidézett változása meg kell, hogy feleljen a kívánt változásnak. Mivel ennél az eljárásnál a hosszerők lényegében megmaradnak, az oldalerők azonban jelentősen csökkennek, ezért az eltérítési szögsebesség anélkül ellenőrizhető, hogy a jármű lassulása jelentősen csökkenne.

Annak a keréknek a kiválasztása, amelynek legalább rövid ideig megnövelt hosszcsúszással kell járnia, a következő szabályok szerint történik. Ehhez vizsgáljunk egy a járművezető által szándékolt jobb kanyarmenetet. Bal kanyarmenet esetében a megfelelő tükrözött szabályok érvényesek. Ekkor felléphet az az eset, hogy a jármű nem fordul be olyan erősen a kanyarba, mint várják. Más szavakkal, a jármű alulvezérelt. Ebben az esetben a kanyarhoz képest belső, hátsó kerék megnövekedett csúszásértékekkel működik. Ha viszont a jármű túl erősen megy be a kanyarba, akkor ezt az esetet túlvezérlésnek nevezzük, és a kanyarhoz képest külső, elülső kerék nagy csúszásértékekkel működik.

• .· - ·· ··*· ·· » ·· · * • ··· * ··· . · «·· ····*> ··· ·· ··· · ·· * - 71 Járulékosan meggátolható a nyomáscsökkenés az egyik elülső keréken. Ez a következő szabályok szerint történik. Olyan menethelyzetben, amelyben a jármű alulvezérelten viselkedik, a féknyomás csökkenését s kanyarhoz képest külső, elülső keréken meggátoljuk. Olyan helyzetben, amelyben a jármű túlvezérelten viselkedik, a féknyomás csökkenését a kanyarhoz képest belső, elülső keréken gátoljuk meg.

A féknyomás tényleges vezérlése a következőképpen történhet. Mint már korábban taglaltuk, a féknyomást az egyes kerékfékekben az elérendő eltérítő nyomatéktől és a súlyozott kerékkoefficiensektől függően határozzuk meg.

A koefficiensek számításakor bevezethető egy fékcsúszástól függő tényező, amelynek az utánszabályozását úgy végezzük, hogy beáll a fent leírt, kívánt fékcsúszás. A nyomáscsökkenés határolása az egyik keréken úgy történhet, hogy a megfelelő koefficiensre megállapítunk egy alsó küszöböt.

A következőkben a fékberendezés vezérlő programjába implementált eljárást részletesebben ismertetjük.

A vezérlő program a súlyozott koefficiensek alapján kiszámítja a féknyomást, amelyet az egyes kerékfékekben létre kell hozni. A számítás problematikusabbá válik, amikor a járművet fékezik, és különösen akkor, ha az abroncs és az úttest közötti tapadózárási határ kihasználásával lassítják. Ilyen esetekben lehetséges, hogy először blokkolásgátló szabályozás következik be, mielőtt még egy szuperponált menetstabilitás-szabályozás szükségessé válik.

• · · ·« ··»·

. - 72 Ilyen esetekben a fékezetlen járműre vonatkozó elvi megfontolásokat nem lehet átvenni, mivel például a nyomásnak az egyik kerékfékben történő növelésekor a megfelelő fékerő nem lineárisan növekszik, mivel elértük a tapadózárási határt. A nyomás növekedése ebben a kerékfékben tehát nem hoz létre járulékos fékerőt és így járulékos nyomatékot.

Ugyanaz a hatás, vagyis járulékos eltérítő nyomaték létrehozása idézhető elő azzal, hogy az adott tengely másik kerekének kerékféknyomását csökkentjük. Ezzel azonban egészében csökkenne a fékerő, ami ellenkezik azal a követelménnyel, hogy a járművet a lehető legrövidebb távon meg kell állítani.

Ezért a járműkerekeknek a 24. ábrán bemutatott viselkedését használjuk ki. Ez a diagram az X-tengelyen 0 és 100 % közötti λ csúszásértékeket ábrázol. 0 % a szabadonfutó keréknek,

100 % a blokkolt keréknek felel meg. Az Y-tengelyen a μβ súrlódási tényezők és a μ₃ oldalerőértékek láthatók 0 és 1 közötti értéktartományban. A folytonos vonalak a súrlódási tényezőnek a csúszástól való függését ábrázolják különböző a ferdefutási szögekre. Különösen a kis ferdefutási szögek esetén ismerhető fel, hogy a görbének maximuma van a λ = 20 % csúszás körül. 100 % felé a súrlódási tényező enyhén csökken. 2° ferdefutási szög esetén a maximális súrlódási tényező kb. 0,98, míg λ = 100 % esetén értéke még 0,93. Ha viszont az oldalerőértékeket nézzük, akkor ezek - különösen nagyobb ferdefutási szögek esetén - a csúszási tartományban erősen csökken···· ·« · ««·· ··« »· ··· F ** ' - 73 nek. 10° ferdefutási szög és 0 % csúszásérték esetén az oldalerő értéke 0,85, és közel 100% csúszásértéknél 0,17-re süllyed.

A 24. ábrán látható görbékből így kivehető, hogy 40 és 80 % közötti csúszásértékeknél viszonylag nagy fékerők és csak csekély oldalerők átvitele következhet be.

Ez a kerékviselkedés arra használható, hogy a járművön egy meghatározott kerék oldalerejét célzottan csökkentsük. A kerék kiválasztása a 25a. és 25b. ábra kapcsán részletesebben taglalandó séma szerint történik.

A 25a. és 25b. ábrán egy vázlatosan ábrázolt jármű jobb kanyarban van. A járműnek a kanyar sugarától és a jármű sebességétől függően magassági tengelye körül el kell fordulnia, vagyis bizonyos eltérítési szögsebességének kell lennie az óramutató járásával megegyező irányban.

A járműnek, mint már említettük, van egy eltérítésiszögérzékelője. Ha a ^’Mess ^mért eltérítési szögsebesség eltér az elérendő Ψ'₃ο11^-ί°1, akkor a jármű magassági tengelye körül járulékos Mg nyomatékot kell kifejteni.

Ha a mért eltérítési szögsebesség úgy tér el az elérendőtől, hogy a jármű nem forog eléggé, akkor úgynevezett alulvezérelt viselkedésről van szó. Ki kell fejteni egy járulékos nyomatékot, amit ebben a helyzetben negatívan számlálunk. Ennek hatására a járműnek be kell fordulnia a kanyarba. Ezt a jelen esetben azzal lehet elérni, hogy a féknyomást a jobb oldali járműkerekekben növeljük.

ft* ····

Ha azonban a járművet a járművezető már fékezi, akkor előfordulhat, hogy ezek a kerekek már a maximális fékerőt viszik át. Ha az értékelő elektronika ezt megállapítja, akkor a nyomás a jobb hátsó kerékfékben úgy fokozódik, hogy a kerék 40 és 80 % közötti csúszásértékekkel· fut. A 604 kerék ezért λ-val van jelölve. Ennek, mint már említettük, az oldalerő jelentős csökkenése a következménye. A jobb hátsó keréken már csak kis oldalerők alakulnak ki, aminek következtében a jármű a farával balra kitör, tehát az óramutató járásával megegyező irányban kezd forogni. Az oldalerő minimálását addig tartjuk, míg a tényleges ^'Mess eltérítési szögsebesség meg nem egyezik a jármű Ψ'₃ο11 előírt eltérítési szögsebességével.

A 25b. ábrán túlvezérelt jármű helyzetét ábrázoltuk. A jármű gyorsabban fordul el magassági tengelye körül, mint a számított előírt eltérítési szögsebesség. Ebben az esetben javaslatunk az, hogy az oldalerőt csökkenteni kell a bal elülső, 601 keréken. Ez ugyancsak úgy történik, hogy erre a kerékre 40 és 80 % közötti csúszásértékeket vezérlünk. A 601 kerék itt ezért λ-val van jelölve.

A vezérlő program mind a két esetre tartalmazhat egy alprogramot, amely előidézi a további nyomáscsökkenést a kanyarhoz képest külső elülső 601 keréken az alulvezérlés esetében (25a. ábra), illetőleg a kanyarhoz képest belső elülső 602 keréken a túlvezérlés esetében (25b. ábra). Ezek a kerekek Pmin^_nel vannak jelölve. Bal kanyarmenet esetén a megfelelő vezérléseknél az oldalak fel vannak cserélve.

• · ·

- 75 A nyomás az egyes kerekekben úgy szabályozható, hogy minden gyes kerékhez meghatározunk egy koefficienst, amely a nyomásváltozás és a számított járulékos Mg eltérítő nyomaték közötti összefüggést megadja.

Ezek a koefficiensek a járművet, illetőleg a kerékfékeket leiró paraméterek, valamint a menet közben változó mennyiségek függvényei. Ezek különösen a δ kormányszög és az út/abroncs pár μ súrlódási tényezője (lásd a 3.1. pontot is). A fent említett vezérléshez járulékosan bevezetjük a függést az adott kerék hosszcsúszásától. A nyomás csökkenése az egyes kerekeknél azáltal gátolható meg, hogy a koefficiensekre alsó határokat határozunk meg, és a koefficiens számított értékét a minimális értékkel helyettesítjük, ha az a minimális érték alá csökken.

A 26. ábrán ábrázoltuk a megfelelő algoritmust. Először kiszámítjuk a járulékos Mg eltérítő nyomatékot (640 tényező vagy program). Ebből a nyomatékből megállapítjuk az egyes kerekekhez tartozó fékerőváltozásokat, illetőleg féknyomásváltozásokat (641 tényező vagy programrész). A megállapított féknyomásokat összehasonlítjuk a többek között az úttest/abroncs pár közötti súrlódási tényező által meghatározott Pth küszöbökkel (642 tényező vagy rombusz). A p^h küszöbök megadják, hogy lehetséges-e a kerékféknyomás további növelése és a fékerő ezzel egyidejű fokozása. Ha a vezérléssel létrehozandó nyomások ezek alatt a határértékek alatt maradnak, akkor a vezérlés a 3.1. pontban említett eljárás szerint történik. Ha a számított féknyomások ezek felett a küszöbértékek felett vannak, akkor a nyomások számítása a fentebb bemutatott 644 séma • ·· · ·· • · · · * ·

- 76 szerint történik.

4. A prioritáskapcsolás

A járulékos Mq eltérítő nyomatékből egy elosztó logika révén kiszámítjuk a kerékfékekben beállítandó nyomásokat (3.

pont).

Ezekből a nyomásértékekből egy alárendelt nyomásszabályozó körben vezérlőjeleket állítunk elő és adunk ki a beömlő- és kiömlőszelepek számára. Ebben az alárendelt nyomásszabályozó körben a tényleges kerékféknyomásokat összhangba hozzuk a számítolt kerékféknyomásokkal.

Ha más szabályozók (a csúszásszabályozás 7 szabályozója, a hajtási csúszásszabályozás 8 szabályozója, az elektronikus fékerőelosztás 9 szabályozója) vezérlőjeleit is be kell vonni (1. pont), akkor először ezeket a vezérlőjeleket is át kell számítani nyomásértékekké a kerékfékeknek a számítógépben lévő hidraulikus modellje alapján.

Ezután összefüggésbe hozzuk az eltérítő nyomaték 10 szabályozójának nyomáskövetelményeit a csúszásszabályozás szabályozójának és további szabályozóknak a nyomáskövetelményeivel. Ez egy prioritáskapcsolásban megy végbe, amely eldönti, hogy mely követelményeknek kell előnyben lenniük, illetőleg mennyiben kell kiadni a megállapított nyomásokat a kerékfékek 5 nyomásvezérlőjére. Az 5 nyomásvezérlő a nyomásokat szelepek kapcsolási időibe számítja át.

A prioritáskapcsolásra előírt nyomások helyett előírt nyomásváltozásokat is rá lehet adni (lásd a 7. pontot).

Ebben az esetben a 3 prioritáskapcsolás a Δρ nyomásváltozásokat a kimeneten aszerint a szabály szerint adja ki, hogy a nyomáscsökkentés követelménye az egyik keréken prioritással teljesül, és annak a követelménynek, hogy a nyomás az egyik kerékfékben tartva legyen, prioritása van a nyomásnövelés követelményéhez képest. így a prioritáskapcsolás iránt támasztott egyes követelmények feldolgozásakor az a szabály érvényesül, hogy nyomáscsökkenés iránti követelmény fennállásakor nem vesz tudomást a nyomás fenntartására vagy a nyomásnövelésre irányuló követelményekről. Ugyanilyen módon nem következik be nyomásnövelés, ha a követelmény a nyomás tartása.

5. Prioritáskapcsolás a szelepek kapcsolási idejének közvetlen összehasonlításával

A fenti módszer helyett egy másik módszer is alkalmazható.

Az elosztó logikai egység a járulékos Mg eltérítő nyomatékből nem nyomásokat, hanem közvetlenül szelepek kapcsolási időit számítja ki. Ugyanezt végzi a többi szabályozó is. Az eltérítő nyomaték szabályozásának szelepkapcsoiási időit így öszsze lehet hasonlítani például a csúszásszabályozás szükséges szelepkapcsolási időivel. A prioritáskapcsolás ekkor az eddigiektől eltérően nem az eltérő nyomáskövetelményeket, hanem az eltérő szelepkapcsolási időket értékeli.

A szelepkapcsolási idők előállítása végett az elosztó logikai egység először a beállítandó nyomásváltozásokat számítja minden kerékfékhez.

Az utána kapcsolt nemlineáris szabályozóelem a nyomásváltozásokból kapcsolási időket számít ki az egyes kerékfékek kivezérléséhez .

Ez a nemlineáris szabályozóelem például egy számláló lehet .

Ez a számláló az előre adott nyomásváltozásokat ütemszámokká alakítja át. Evégett a Tg ciklusidőt körülbelül 3-10 kapcsolási időközre (ütemre) osztjuk. Az ütemek ciklusidőre vonatkoztatott maximális száma rögzített mennyiség, amelyet a szabályozás elérendő jósága határoz meg.

A számított ütemszám határozza meg, hogy egy szelepnek a ciklusidőn belül mennyi ideig kell vezérlést kapnia.

Mivel kerékfékenként általában két szelep van, - egy szelep, amely a nyomóközeg kerékfékhez való beáramlását szabályozza (beömlőszelep), és egy másik szelep, amely a nyomóközeg kerékfékből való kiáramlását szabályozza (kiömlőszelep) - ezért összesen nyolc jelet kell előállítani.

Ezeket az ütemszámokat a prioritáskapcsolásra adjuk, amely további csatornákon további szabályozók ütemszámait veszi.

A prioritáskapcsolás eldönti, hogy melyik szabályozónak kell elsőbbséget adni, tehát eldönti azt, hogy a tényleges szelepvezérléshez melyik ütemszámot veszik át.

A jármű reakciója a kerékfékek működtetése útján létrehozott fékerőkre a megváltozott eltérítési szögsebesség. Ezt az eltérítési szögsebesség 10 szabályozója észleli, ami ugyancsak új járulékos eltérítő nyomatékot állapít meg.

·· · · • · • · • · · · • · · · • · · • - 79 A szabályozási kör egyik helyén sem következik be féknyomások számítása vagy beállítása. A szabályozási algoritmusok tehát nem igényelnek információt a kerékfékről, és különösen nem igényelnek információt a kerékfékek térfogatfelvételének és az ebből adódó féknyomásoknak az összefüggéséről.

Az ütemidők számításának egyik lehetőségét a 27. ábra kapcsán ismertetjük.

A járulékos Mq eltérítő nyomatékből a 700 elosztó logikai egység kiszámítja a féknyomásokat, amelyeknek az egyes kerékfékekben fel kell lépniük. A 3.1 és 3.2 pontban írtuk le, hogy ez hogyan történik. Az elosztó logikai egységen belüli számítás eredményeként négykerekű járműnél négy nyomásérték, p]_ - P4 áll rendelkezésre. Ezeket a mennyiségeket azoknak a szelepeknek a kapcsolási időivé kell átalakítani, amelyek vezérlik a nyomóközeg bevezetését a kerékfékekbe (nyomásnövelés), illetőleg a nyomóközeg elvezetését a kerékfékekből (nyomáscsökkentés). A szelepkapcsolási időket - mint már említettük - nem az előre adott nyomások abszolút értékeiből, hanem az előre adott nyomás változásából számítjuk. Ezért minden p_n értéket (n = 1...4) a

701 léptetőregiszterbe viszünk. Az első, 702 regiszterhelyre írjuk be az éppen fennálló értéket. A második, 703 regiszterhelyre kerül az előző érték a 702 regiszterhelyről, úgyhogy ide az előző számítási ciklusból kerül a nyomáskövetelmény. Ezt az értéket p_n*-nel jelöljük.

A következő, 705 lépésben az első, 702 regiszterhelyről kiolvassuk az éppen fennálló p_n nyomáskövetelményt. Ha ez az érték 0 vagy egy minimális értéknél kisebb, akkor a program a

- 80 706 hurokba ágazik el, amelynek feladata annak biztosítása, hogy a kerékfékből annyi nyomóközeg legyen elvéve, hogy a beálló nyomás 0 legyen. Evégett a beömlőszelep záródik, és a kiömlőszelep legalább egy Tq ciklusidőre nyit.

Ha az éppen igényelt nyomásérték efelett a minimális érték felett van, akkor képezzük a 702 és 703 regiszterhelyen lévő regiszterérték különbségét. Ez a 707 különbségképzőben történik. A számított Δρ nyomáskülönbség 0-nál nagyobb vagy kisebb lehet. Ha 0-nál nagyobb, akkor az adott kerékfékben növelni kell a nyomást. Ha 0-nál kisebb, akkor a nyomást az adott kerékfékben csökkenteni kell. Nyomásnövelés esetében a program a jobb oldali, 710 döntési úton megy. A beállítandó nyomáskülönbség, valamint a nyomáskövetelmény figyelembevételével, vagy ha megfelelő jelek vannak - a kerékfékben lévő tényleges nyomás alapján történik a At_ej__n nyitási idő kiszámítása a beömlőszelep számára. A kiömlőszelep At_aus nyitási idejét nullává tesszük. Fordítva (711 döntési út), nyomáscsökkentés igénye esetén a beömlőszelep At_ei_n nyitási idejét nullává teszszük, míg a kiömlőszelep At_aus nyitási idejét az igényelt nyomáskülönbségből és a kerékfékben ténylegesen fennálló nyomásból, illetőleg az első, 702 regiszterhelyre írt igényelt nyomásból számítjuk.

A At nyitási idő és a szándékolt Ap nyomásváltozás között rendszerint lineáris összefüggés van.

Amint ezt tisztáztuk, nem magukkal a nyitási időkkel, hanem ütemszámokkal számolunk. Ezt a diagram a 28. ábrán részletesebben megmagyarázza. A fentebb leírt számításokat mindig változatlan időközökben (Tg ciklusidő) végezzük, és egy számítás eredményeként rögzítjük a vezérlőjeleket a kerékfékek szelepei számára a következő ciklusban. Egy Tq ciklusidő tartama kb. 3 ms.

Aszerint, hogy milyen finomnak kell lennie a szabályozásnak, N időszakaszra osztunk minden Tg ciklusidőt.

A 28. ábra szerinti diagramban az osztás hat lépés. A kapcsolási időket a szelepek számára nem időmennyiségekként adjuk ki, hanem egy cikluson belüli ütemek azon számaként, amelyben a szelepnek nyitottnak kell lennie. Ha például n = 3, akkor a nyitási idő 1,5 ms, mint ez a 28. ábrán látható.

Ha az igényelt nyitási idő hosszabb, mint a ciklusidő, akkor n értékét a mindenkori maximális N értékre állítjuk be (az ábrázolt példában hatra).

Ezt a számítást mindegyik kerékfékre elvégezzük, négykerekű jármű esetében tehát négyszer. A számítások végezhetők párhuzamosan vagy egymás után. Eredményként nyolc értéket kapunk, négyet a beömlőszelepekre és négyet a kiömlőszelepekre. Ezeket az értékeket a 720 módosított prioritáskapcsolásra adjuk. Ebbe a 720 módosított prioritáskapcsolásba jutnak egy csúszásszabályozás (blokkolásgátló szabályozó), valamint további szabályozók kapcsolási időkre vonatkozó, ugyancsak ütemidőkben kifejezett követelményei.

.s .......

• · · · ·

Ezt a kivezérlést elvégezzük, úgyhogy a kerékfékekben nyomásváltozás következik be. Ezáltal megváltoznak a fékerők és az ezek révén'a járműre gyakorolt nyomatékok. igy változás következik be a jármű menetdinamikáját leíró mennyiségekben. Ezeket érzékelők közvetlenül vagy közvetve észlelik, és újból a számításba viszik.

Ebből egy megváltozott nyomatékkövetelmény következik, amelyet a fentebb leírtak szerint a szelepek számára új vezérlőjelekké alakítunk át.

A beállítandó nyomáskülönbségek számítása az előző számítási ciklusban kapott nyomáskövetelményeken alapszik. Ezeket azonban nem kell ténylegesen beállítani, úgyhogy a kerékfékekben fennálló tényleges nyomások eltérnek a számított nyomáskövetelményektől. Ezért bizonyos helyzetekben a kerékfékben fennálló tényleges nyomást a nyomáskövetelményekkel ki kell egyenlíteni. Ez a legegyszerűbben akkor végezhető, amikor a nyomáskövetelmény nulla, vagyis a 700 elosztó logikai egység olyan értéket igényel, amelynek az egyik kerékfékben nulla nyomás felel meg. Ilyen esetben nem képezzük a különbséget az előző értékhez képest, és nem ebből vezetjük le a vezérlőjelet, hanem a 705 lépésben a 706 hurokba, a kapcsolási idők számítására ágazunk el, aminek biztosítania kell, hogy ténylegesen nulla nyomásérték álljon be. Ez úgy történik, hogy a kiömlőszelep At_aus kapcsolási idejét legalább a Tg ciklusidőre állítjuk.

Szükség lehet arra is, hogy megfelelő információt adjunk a 720 módosított prioritáskapcsolásra, hogy erre az időkövetelményre, amelynek az egyik kerékfékben nulla nyomást kell létre83 hoznia, más szabályozók előre adott értékei ne szuperponálódjanak. Ezenkívül ebben az információban rögzíthető, hogy a' nyomáscsökkenésnek több ciklusidőn át kell végbemennie, úgyhogy biztosítva van, hogy tényleg teljes nyomáscsökkenés következzen be.

6. A kerékféknyomás észlelése

A 4. pontig leírt menetstabilitásszabályozási nyomásszabályozó eredményként a kerékfékek féknyomásértékeit szolgáltatja. Ezeket a megadott értékeket meg kell valósítani. Az egyik módszer a kerékfékekben fennálló nyomások mérése és összehasonlítása a megadott értékekkel. A szokásos törvények szerint működő nyomásszabályozó a kerékféknyomást a megadott előírt értékre szabályozza be. Ez az eljárás kerékfékenként egy nyomásérzékelőt, tehát négykerekű járműnél négy nyomásérzékelőt igényel.

Általában már csak költségokok miatt is megkísérelik, hogy a lehető legkevesebb érzékelőt alkalmazzák. Ezenkívül minden érzékelő további potenciális zavarforrást jelent. Előfordulhat, hogy egy érzékelő meghibásodása miatt az egész szabályozási rendszert le kell kapcsolni.

Ezért olyan értékelő rendszer alkalmazását javasoljuk, amely a már meglévő érzékelők adatai alapján származtat egy nyomásértéket, amely megfelel a kerékfékekben fennálló nyomásnak. Ehhez a következő koncepciót javasoljuk.

A nyomást minden kerékfékben, mint már említettük, két szelep szabályozza. A beömlőszelep vezérli a nyomóközeg bevezetését, míg a kiömlőszelep vezérli a nyomóközeg elvezetését.

A jelek tehát, amelyeket egy nyomásszabályozó leadhat, vezérlési idők, amelyek megadják, hogy egy szelepnek meddig kell nyitva, illetőleg zárva lennie. A ciklusidő rögzített számú időszakaszra (ütemre) van osztva. A vezérlési időket így ütemszámként lehet megadni, ami megadja, hogy egy szelepnek hány időszakaszon át kell nyitva, illetőleg zárva lennie.

Az alapmegfontolás a következő: ezeket a jeleket nemcsak a kerékfékekre adjuk rá, hanem számítási mennyiségekként egy járműmodellre is. A valóságos jármű úgy reagál a bevezérelt féknyomásokra, hogy beáll egy meghatározott v súlypont-sebesség és beállnak az egyes kerekek ωχ kerékfordulatszámai. A jármű sebességét nem mérjük közvetlenül, hanem külön számítási lépésekben ugyancsak az egyes kerekek ωχ kerékfordulatszámaiból számítjuk. Ezt ezért v_Ref referenciasebességnek nevezzük.

Megfelelő értékek egy járműmodellen belül is utánképezhetőek.

ωχ és vp»_ef tényleges értékét összehasonlítva ωχ és v_Ref számított, illetőleg a járműmodell alapján becsült értékével az egyes kerékfékekben fennálló nyomáshoz megállapítható egy helyesbítő mennyiség. A helyesbítő mennyiség segítéségével a hidraulikus modellel számított nyomás módosítható, úgyhogy a kerékféknyomásokat jobban lehet becsülni.

Az éppen leírt elvi struktúrát a 29. ábra kapcsán részletesebben kifejtjük.

Itt az 1. ábrán szereplő 5 nyomásvezérlő helyett a 800 nyomásvezérlő van. A 800 nyomásvezérlő a beállítandó nyomást jellemző első, 801 értékből és egy a kerékfékben fennálló, becsült vagy mért nyomást jelölő második, 802 értékből vezérlési időket számít ki a kerékfékek szelepei számára. A vezérlési időket itt a 803 kimenő mennyiség képezi. 810-zel van jelölve a jármű. Ábrázoltuk, hogy a jármű a kerékfékekben beállított nyomások által előidézett erőkre reagál. Ekkor az egyes kerekek ωρ kerékfordulatszámai megváltoznak.

A 810 járműhöz kerékérzékelőknek is kell tartozniuk, amelyek az ωρ kerékfordulatszámokat észlelik, úgyhogy az (új_ értékek közvetlenül rendelkezésre állnak.

A 810 járműhöz tartozik még egy (ú-j_-t értékelő egység, ami rendszerint egy blokkolásgátló szabályozó részét képezi. Ez meghatározott peremfeltételek esetén az egyes kerekek (új. kerékf ordulatszámaiból úgynevezett v_ref referenciasebességet képez, amely meg kell, hogy feleljen a jármű tényleges sebességének .

Az egyes kerékfordulatszámokból, valamint a jármű referenciasebességéből minden kerékhez kiszámítható egy Áp csúszás.

Az top és v_Ref értékek 811 kiinduló értékekként állnak rendelkezésre. A Áj. csúszás 812 értékként áll rendelkezésre.

Az alkalmazott számítási modell egésze, a 820 összmodell három almodellt tartalmaz. Ezek a 821 hidraulikamodell, a 822 járműmodell, a 823 abroncsmodell.

« ··· · ··» • « · · » · · · · ·· · ·· «

- 86 A 821 hidraulikamodell két közelítő képlettel leírja a p féknyomás és a kerékfékbe zárt V térfogat közötti összefüggést, valamint a térfogat Δν változását, amikor a beömlőszelep, illetőleg a kiömlőszelep bizonyos ideig nyitva van.

F 6.1 = a*V + b*V²

F 6.2

Δν = +- c * to-l _n/ ein^z aus

Δρ

Az a, b és c paraméter a fékrendszert leíró mennyiségek, és értékekként megfelelő tárakban vannak tárolva, p a kerékfékben éppen fennálló nyomást írja le. V az éppen fennálló térfogat, ami a kerékfékbe be van zárva.

Δρ-t vagy a beömlőszelepen, vagy a kiömlőszelepen mérjük.

A beömlőszelepen történő méréskor egy nyomásforrás és p közötti különbséget észleljük, míg a kiömlőszelepen történő méréskor p és egy tartályban lévő nyomás közötti különbséget állapítjuk meg. A nyomás a tartályban általában 1 bar körül van, és így elhanyagolható.

Ha abból indulunk ki, hogy egy szabályozás kezdetén a nyomást a kerékfékekben, valamint a bezárt térfogatot 0-vá teszszük, akkor a szelepnyitási idők követésével a térfogatváltozás ·· · és ezáltal a nyomásváltozás az egyes kerékfékekben utánállítható.

Mindenesetre világos, hogy a megadott képletek a tényleges viszonyokat csak nagyon durván tudják visszaadni, úgyhogy megfelelő helyesbítésre van szükség. A járművet a 822 járműmodellben általában merev testtel írjuk le, amely négy felfekvési ponton (kerékfelfekvési felületen) egy síkon áll.

A test a síkkal párhuzamosan, tehát x- és y-irányban mozoghat, valamint súlypontja körül elfordulhat. A forgástengely merőleges a mozgási síkra.

A testre ható erők a kerekek felfekvési felületein fellépő fékerők, valamint a légellenállási erők.

Az Fz,v é^{s F}z,h kerékterhelések ezeknek a megfontolásoknak az alapján:

F 6.3a z, v m*g'l_h * - F_xh) m*g*l_h - h*m*v ref

F 6.3b m^g^l + - F . ) m*g*l - h v x, v x, h¹ v ref

Az ilyen modell általában elegendő ahhoz, hogy a kívánt nyomáshelyesbítést elvégezzük. A modell szükség esetén természetesen finomítható. A további számításokhoz a modell lényegé·· ben a felfekvési felületek F_x terheléseit adja meg a súlypontkésleltetés függvényében. A kereket forgatható tárcsának tekintjük, amelynek van egy bizonyos tehetetlenségi nyomatéka.

F 6.4

R *F rád x

M,

Br

A kerékre ható lassító nyomatékokat a kerékféknyomásból lineárisan állapítjuk meg.

F 6.5 ^MBr ^{= c}Br * P

Az abroncsmodellben feltételezzük, hogy az erőzárás f kihasználása, vagyis a fékerőnek a kerékterheléshez viszonyított aránya a kerék csúszásával lineárisan változik.

F 6.6

F_x ~ λ * F_z

A megadott egyenletek lehetővé teszik az egyes kerekek kerékfordulatszámának, valamint a járműmodell referenciasebességének a kiszámítását.

Ezeket az értékeket össze lehet hasonlítani a tényleges 811 kiinduló értékekkel. Ez a 830 összehasonlítási ponton történik. Az egyes kerekek mért és becsült kerékfordulatszáma közötti különbségből egy k helyesbítő tényező figyelembevételével megállapítható egy járulékos térfogat.

Ezt a ÁV járulékos térfogatot hozzáadjuk a számított előírt térfogathoz, és megkapjuk az új előírt térfogatot, amelyből az F 6.1 képlet alapján levezethető egy kerékféknyomás, amely viszonylag pontosan megegyezik a tényleges kerékféknyomással.

A becslés pontossága természetesen a k helyesbítő tényezőtől függ, amelyet adott esetben kísérletekkel előre meg kell határozni.

Ez a tényező járművenként más és más lesz, és többek között attól is függ, hogy milyen jól tükrözi a járműmodell a tényleges viszonyokat.

A járulékos térfogat tartalmazhat egy tűrési térfogatot is. Ezzel azt vesszük figyelembe, hogy a szelepeken átmenő térfogat nem arányos a kapcsolási időkkel. A szelep nyitásakor és zárásakor a szelep nyíláskeresztmetszete csak lassan bővül, illetőleg szűkül, úgyhogy azokban az időszakaszokban, amelyekben a teljes nyíláskeresztmetszet még nem jött létre, illetőleg még nem szűnt meg, csak csökkentett térfogat folyik.

7. Egy eltérítési szögsebességmérő helyettesítése

A fentebb leírt szabályozás az eltérítési szögsebességet szolgáltatja. Ez különösen fontos mennyiség, mivel szabályozási jellemzőként szolgál, amelynek a ΔΨ' eltérést minimálnia kell.

Előnyösen alkalmazhatók azonban más szabályozási jellemzők is, amiket a következőkben írunk le. Egyszerűsítés végett ebben a pontban az alábbi jelöléseket alkalmazzuk:

Ψ’ Mess ⁼ 91' mint az eltérítési szögsebesség mért tényleges értéke, ^''Mess = 9*1' mint az eltérítési szöggyorsulás mért tényleges értéke, άΨ''Mess/dt = g''i, mint az eltérítési szöggyorsulás változásának (másodrendű gyorsulás) mért tényleges értéke.

Ugyanez vonatkozik a 9. ábra szerinti előírt értékekre, amelyek s indexszel vannak ellátva.

A mért eltérítési szögsebességet a 12. ábrán a szokásos módon egy 321 eltérítési szögsebességérzékelővel határozzuk meg, amely a gj kimenőjelet adja le. Az eltérítési szögsebességet közvetlenül leadó ilyen ismert eltérítési szögsebességérzékelők felépítése azonban nagyon bonyolult, és ezért ezek az érzékelők nagyon drágák. Ugyanez fennáll az utánuk kapcsolt összehasonlító egységekre, valamint a szabályozó kapcsoláshoz tartozó szabályozókra. Ezért arra törekszünk, hogy ezen segítsünk, és egyszerűbb érzékelőket, valamint egyszerűbb felépítésű szabályozót javasoljunk.

A 13. ábrán vázlatosan egy újszerű 321 eltérítési szögsebességérzékelőt ábrázoltunk, amely egy első, 322 keresztgyorsulásmérőből és egy második, 323 keresztgyorsulásmérőből áll. A két, 322 és 323 keresztgyorsulásmérő a jármű hossztengelyében, a mellső, illetőleg a hátsó tengely felett van elhelyezve. A keresztgyorsulásmérők elvileg az SP súlyponton kívül bármilyen helyen elhelyezhetők, csak megfelelő átszámításra van szükség.

A 15. ábrán látható egy négyszögletes 324 járműkörvonal a 325 abroncsokkal és az érzékelőkkel. Eszerint az elrendezés szerint a elülső, 322 keresztgyorsulásmérő az aq_V keresztgyorsulást a

326 mellső tengely magasságában méri, és a hátsó, 323 keresztgyorsulásmérő az aq^ keresztgyorsulást a 327 hátsó tengely magasságában méri.

A két keresztgyorsulásmérő az eltérítési szögsebességtől függő mennyiséget tud leadni.

Matematikai levezetésekkel kimutatható, hogy a keresztgyorsulásmérők által mért eredményekből az eltérítési szöggyorsulás és az SP súlypont aq_uer keresztgyorsulása a következőképpen határozható meg:

F 7.1 qh gv

F 7.2 quer

h v

··· ' - 92 Itt, mint a 13. ábrán látható, l_v, lh a 322, 323 keresztgyorsulásmérő távolsága az SP súlyponttól, v a jármű sebessége és β a sodródási szög. igy a keresztgyorsulásokból és a 322, 323 keresztgyorsulásmérő távolságából számítható a g'j eltérítési szöggyorsulás. Ezért a g'j eltérítési szöggyorsulás behelyettesítését javasoljuk az előző pontokban javasolt eltérítési szögsebesség helyett. Lehetséges az is, hogy az ismert állapotszabályozáshoz hasonlóan az egyes bemenőértékeket lineárisan súlyozzuk az összehasonlító egység számára. Ekkor a g eltérítési szögsebességet és a β sodródási szöget a g' eltérítési szöggyorsulásból és a β' sodródási szögsebességből számítjuk ki sávhatárolt integrálás vagy első rendűségű, skálázott aluláteresztő szűrő segítségévei, hogy a 321 eltérítési szögsebességérzékelőtől olyan mennyiségeket kapjunk, amelyek dimenziója megegyezik a 302 járműreferenciamodell kimenő menynyiségei dimenziójával (2.3.1. pont).

A sávhatárolt integrálásra érvényes, hogy

F 7.3

G(z^_1) =

Á²*-~ (1-z'¹) * (1+z'¹) míg aluláteresztő szűrő alkalmazásakor a következő összefüggést kapjuk:

··»·

F 7.4

Gfz'¹ (1-λ) λ*ζ'¹

A sodródási szögsebességet a

F 7.5 a_q v . (Ψ . ¢) kifejezés értékelése után kapjuk.

így látható, hogy két keresztgyorsulásmérő alkalmazásával helyettesíthető egy ismert eltérítési szögsebességmérő. Foganatosítani kell azonban az éppen leírt intézkedéseket, hogy az eltérítési szöggyorsulást eltérítési szögsebességgé alakítsuk át. Ág és Ág' képzése után változatlanul csatlakoztatható a 16 program (szabályozási törvény). A 14. ábrán az így számított Mg eltérítő nyomaték a 16 programban járulékosan idő szerinti deriválással átszámítjuk M_G nyomatékváltozássá.

Bizonyos körülmények fennállása esetén azonban célszerűbb a 17. ábra szerinti nemlineáris szabályozásra áttérni, amelynél a g' eltérítési szöggyorsulást mind tényleges értékként, mind előírt értékként, mint a 302 járműreferenciamodelltől kapott eredményt a 303 összehasonlító egységre adjuk. Evégett a járműreferenciamodellben megfelelő deriváltakat kell képezni.

Ennek következtében a 303 összehasonlító egység kimenetén a Ág eltérítési szögsebességkülönbség helyett az eltérítési • ··· szöggyorsulás Ag' eltérése lép fel, és bemenő mennyiségként ez jut a 16 programra. A 16 programba (az eltérítő nyomaték szabályozási törvényére) a nyomatékváltozás pontosabb meghatározása végett járulékosan beadható a β' sodródási szögsebesség is, ahogyan ez a 15. ábrán látható.

Amint ezt már a 14. ábránál említettük, a járulékos Mg eltérítő nyomatékot, mint a 16 program kimenőjelét el lehet hagyni, és helyette kimenőjelként az M’ nyomatékváltozást lehet alkalmazni. Egy módosított elosztó logikai egységben az M' nyomatékváltozást, vagyis a járulékos Mg eltérítő nyomaték deriváltját egyes nyomásváltozásokká alakítjuk át. Ez azt jelenti, hogy a nyomásváltozásokat az egyes kerekekre úgy osztjuk el, hogy együttesen a kívánt járulékos Mg eltérítő nyomaték jöjjön létre. Ennek részleteit alább a 16. ábra kapcsán írjuk le.

Figyelembe kell venni, hogy egyidejűleg a járművezető általi fékműködtetés révén meghatározott nyomáseloszlás állhat fenn a kerékfékekben. Ebben az esetben kedvezőbb az M' nyomatékváltozás integrálása útján az Mg eltérítő nyomatékot meghatározni. Ebből azután közvetlenül meghatározhatók a nyomáskülönbségek, amelyeket az egyes kerékfékekben fennálló nyomás figyelembevételével létre kell hozni. A fentebb ismertetett előnyös továbbfejlesztés - az 1. ... 3. pontban alkalmazott szabályozási jellemzők deriváltjainak alkalmazásával - kombinálható a 3. pont szerinti elosztási logikával. Ezzel két szabályozási elv áll rendelkezésre, amelyek közül az egyik egy járulékos Mg eltérítő nyomatékot, a másik a járulékos eltérítő nyomaték M' változását szolgáltatja előre adott (megvalósítandó) értékként. Az elvek között lehetséges a váltás. Másik szabályozási elvre elsősorban akkor kell átállni, ha az első szerint a járulékos szabályozási jellemzők (sodródási szög, stb.) számítása nem végezhető kellő pontossággal (lásd például a 2.2.2 pontot). Megjegyzendő még, hogy a 16 programba a 15. ábra szerint Ág' mellett járulékosan, helyesbítő mennyiségként még Ág' [ ?] is bevihető .

A 16 programban a 15. ábrán az illesztő ki, k2, k3 erősítőn kívül látható két, S2, S3 küszöbértékkapcsoló, amelyek a 16 programon belül a szabályozási viselkedést javítják és a bevitt mennyiségek befolyását optimálisan, a sebességtől függően az ideális szabályozási viselkedéshez illesztik. Hasonló feladata van a ki, k2, k3 erősítőnek. Az egyes értékeket ezután egy öszszeadó egység összeadja, és a eltérítő nyomaték 10 szabályozójának kimenőjeleként leadja. Általános magyarázatok a 16 programhoz (szabályozási törvényhez), amelyek itt megfelelően érvényesek, a 2.4. pontban találhatók.

Az 1. ábra kapcsán bemutattuk, hogyan kapcsolódnak össze egy 3 prioritáskapcsolásban a 7, 8, 9 szabályozó kimenetén lévő, megvalósítandó nyomások egy 2 elosztó logikai egység által megadott, megvalósítandó nyomással. A megvalósítandó nyomások alkalmazása feltételezi az előzetes átalakítást az ezeket a megvalósítandó értékeket leadó berendezésekben. A következőkben leírt intézkedésekkel egyszerűsíthető az információcsere a szabályozási kör programmoduljai között.

A 16. ábrán a 9. és 14. ábra szerinti menetstabilitásszabályozó kört erősen egyszerűsítve mégegyszer ábrázoltuk. A korábbi ábrákon szereplő jelöléseket megtartottuk .

Az eltérítő nyomatékot szabályozó, 1. ábra szerinti 10 szabályozó itt annyiban van módosítva, hogy a kimeneten a járulékos Mg eltérítő nyomaték M' változása van, amelyet a járművezető által a fékeken kívánt nyomáseloszlással (fékezési kívánsággal) együtt a 2 elosztó logikai egységre adunk. M' számítása tekintetében a 12. ábrára utalunk.

,A 2 elosztó logikai egységben van egy 340 logikablokk és egy 341 nyomásgradiens-kapcsolás. A 340 logikablokk lényeges feladata a gondoskodás arról, hogy a menetstabilitás szabályozását célzó beavatkozás ellenére a jármű összeségében ne fékeződjön erősebben, mint ahogyan ezt a járművezető nyomásjelének megadásával a 2 elosztó logikai egység bemenetén kívánja. Ezzel megakadályozandó, hogy a menetstabilitás szabályozása járulékosan instabilitásokat idézzen elő. Ha tehát a járművezető fékezési kívánsága alapján egy keréken féknyomás van, és másrészt a menetstabilitásszabályozó berendezés révén egy vagy két keréken nyomásnövelést és a szemben lévő kerekeken nyomáscsökkenést kell létrehozni, hogy a járulékos eltérítő nyomatékot elérjük, akkor az egyes kerekeknél egymásnak ellentmondó követelmények állhatnak fenn, mégpedig egyidejű nyomásnövelés és nyomáscsökkenés követelménye. Más kerekeknél az lehet a követelmény, hogy a nyomásnak nemcsak a járművezető fékezési kívánsága alapján, hanem egyidejűleg stabilitásszabályozás alapján is növekednie ··· kell. Ekkor a logikablokk gondoskodik arról, hogy először a megfelelő kerekekben a nyomás csökkenjen, majd ezt követően a féknyomás 'a járművezető kívánsága szerint egy meghatározott határértékig növelhető. Ez biztosítja, hogy a valamennyi kerékre vonatkoztatott közepes fékerő a menetstabilitásszabályozó berendezés által létrehozott járulékos forgatónyomatékot figyelembevéve ne legyen nagyobb a járművezető által kívántnál.

Mint már a 3.2 pontban tisztáztuk, a λ hosszcsúszás célzott növelése az egyik keréken arra használható, hogy az oldalerők csökkenjenek, míg a fékerő a hosszirányban megmarad. Ily módon eltérítő nyomatékot is ki lehet fejteni anélkül, hogy a jármű lassulása csökkenne.

A 2 elosztó logikai egység 341 nyomásgradienskapcsolásában az egyes xx kerekeken bekövetkező ΔΡ_ΧΧ nyomásváltozásokat előre adott d_xx állandók és az M’ nyomatékváltozás alapján számítjuk. A számításban szerepel még a járművezető által kívánt Ppahrer féknyomás és a ténylegesen mért Px_Xi_st féknyomás közötti különbség. így fennáll a

F 7.6

összefüggés, és fennáll, hogy • «< · »· ***· ··» «β c * • ··« a ··· * » a · ««·«· ·«» »· ·«· a ··

- 98 xx 0 [ vr, vl, hr, hl] , és gx = arányossági tényező.

A tényleges P_xxi_st féknyomást vagy nyomásmérővel a szóbanforgó keréken vesszük fel, vagy számítási modellel számítjuk ki, amely a keréken előírt nyomásváltozásokat követi, és így a keréken éppen fennálló nyomást adja meg (6. pont).

A számított nyomáskövetelményeket egy 3 prioritáskapcsolásra adjuk és ott értékeljük (lásd fentebb a 4. pontot).

'Az előző leírás feltételezi, hogy a prioritáskapcsolásban közvetlenül nyomásgradienseket dolgoztunk fel. Ez azonban nem szükséges. Lehetséges az is, hogy a 3 prioritáskapcsolásban Át szelepkapcsolási időket dolgozunk fel (5. pont). Ebben az esetben mindenesetre egy 343 szelepkapcsolási időkapcsolást kell a 2 elosztó logikai egység és a 3 prioritáskapcsolás közé kapcsolni. Ekkor a többi, 7, 8, 9 szabályozóról is Át szelepkapcsolási időket veszünk fel. A prioritáskapcsolás ekkor a beadott Át szelepkapcsolási időket megfelelő séma szerint dolgozza fel, amelyet a 4. pontban a féknyomásokra már leírtunk. A prioritáskapcsolás kimenő mennyiségei a szelepkapcsolási idők.

Az egyes xx kerekek igényelt Át_xx nyomásváltozásainak átalakítása Áp szelepkapcsolási időkké [ ?] az alábbi egyenlet szerint történik:

«e • · ··· • · • ·· · ·· ·*·· « · ··«* · « · · · • ·»

F 7.7 ^SXX ^{= Kr} Pxxist · Δρχχ.

Itt Kr_xx [?] egy erősítési tényező, amely az egyes kerekek tényleges nyomásától függ, és nyomásnöveléskor a

F 7.8

Kr (p . ) =

XX xxist' ^Dv,uf ^T0 · \!^{a 2} * · /¹⁶°-Pxx_lsc szabály szerint számítjuk, míg nyomáscsökkenésre

F 7.9

Kr (p „)

XX xxist

Dv , ♦ T_n * Ja² * 4*£>*p . _ ♦ .[p ~ ab 0 V “xxist y “xxist érvényes, xx ismét egy index, amely az egyes kerekek helyét jelöli .

·» ··· • ·· ·· ···· • · ·«

100

Claims (4)

1. Rendszer négykerekű gépjármű eltérítő nyomatékának szabályozására kanyarmenetben, járműreferenciamodellel (12), amely kiszámítja egy mért eltérítési szögsebesség (Ψ'μ_Θ33) eltérését (ΔΨ') egy számított előírt eltérítési szögsebességtől, és aktiváló logikai egységgel (11), amely meghatározott menethelyzetekben beindítja az eltérítő nyomaték szabályozását, ha ez az eltérés meghalad egy bizonyos küszöbértéket, azzal jellemezve, hogy egy helyzetfelismerő egység (13) az aktiváló logikai egységnek (11) információkat ad legalább arról, hogy a jármű hátramenetben vane;

hogy hátramenetet ([ 6] helyzet) ismer fel legalább mindig akkor, ha a mért eltérítési szögsebességnek (Ψ'μ₆₃₃) és az előírt eltérítési szögsebességnek (Ψ'_3Ο1ΐ) ellenkező előjele van, és ez az idő szerinti deriváltjaikra is fennáll, és hogy az aktiváló logikai egység (11) hátramenetben nem teszi lehetővé az eltérítő nyomaték szabályozását.

2. Az 1. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a helyzetfelismerő egység (13) a hátramenetet mindaddig feltételezi, amíg a jármű sebessége (v_ref) olyan kicsi nem lesz, hogy a jármű álló helyzetét tételezi fel.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti rendszer, azzal jellemezve, hogy a helyzetfelismerő egység (13) egy mért keresztgyorsulás (^q_uer) alapján csak akkor tételez fel kanyarmenetet,

101 ha olyan kormányszöget (δ) mér, amelynek az abszolút értéke meghalad egy előre adott, minimális küszöböt (δ _mi_n).

A meghatalmazott

Dr, Köteles Zoltán szabadalmi ügyvivő az S.B.G. & K. Nemzelköu Szabadalmi Iroda tagja H-1062 Budapest. Andrá»»y ól 113. Telefon: 34-24-950. Fsx: 34-24-323

TELI PÉLDÁNY,^

CL

1 /24

P970Í860

Ρ 7887 • · · / P 7887

P8701860

3. ábra : V · 7 '•mm · helyzet <6> ?

<0>

lüquerl ^üquer mm:

161 ^_min?

Plongl — ^Qlong min^{: a}long^>Qlong min⁹ irz * · . r ijZzas a ü,- £ ΈJj j

7867 ^«ZZÉIKTEU. tóra

PÉLDÁNY ρ9701θ6

4 /24