PL169980B1

PL169980B1 - Method of controlling vehicle wheel spin by means of electronic wheel spin controlling system

Info

Publication number: PL169980B1
Application number: PL91311486A
Authority: PL
Inventors: Michael Latarnik; Alexander Kolbe; Klaus Honus
Original assignee: Teves Gmbh Alfred
Priority date: 1990-11-17
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1996-09-30
Also published as: KR930702182A; DE4036742A1; JPH06502603A; US5415468A; HUT64894A; SK280102B6; EP0557329B1; JP3309975B2; PL169963B1; ES2074733T3; HU9301420D0; DE59105539D1; WO1992008629A2; SK383192A3; WO1992008629A3; EP0557329A1; PL169973B1

Abstract

1. Sposób regulacji poslizgu kola pojazdu za po moca elektronicznego ukladu regulacji poslizgu do utrzymywania lub ulepszenia regulacji przy zamonto- wanym mniejszym kole zastepczym zamiast normal- nego kola napedzanego, dla ukladu regulacji poslizgu napedowego z oddzialywaniem hamulcem i/lub od dzialywaniem silnikiem w pojazdach mechanicznych, w którym, w celu wyznaczenia poslizgu napedowego porównuje sie predkosc obrotowa kól napedzanych z predkoscia pojazdu lub z odpowiednia wielkoscia mierzona, przy czym regulacje poslizgu napedowego wlacza sie wówczas, gdy poslizg kola przekroczy pewna zadana wielkosc graniczna, a mianowicie tak zwany próg poslizgu, znamienny tym, ze podczas rozpoczynania sie regulacji poslizgu w okresie uru- chamiania pojazdu najpierw dla regulacji obydwóch kól napedzanych jest miarodajny ten sam próg posliz- gu (S), przy czym, gdy podczas procesu regulacji poslizgu napedowego w zadanym przedziale czasu (T a) na kole napedzanym nie pojawiaja sie sygnaly spadku cisnienia, próg poslizgu (S, S’) odpowiedniego kola podnosi sie tak dlugo, dopóki nie nastapi spadek cisnienia w ukladzie. Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji poślizgu koła pojazdu za pomocą elektronicznego układu regulacji poślizgu do utrzymywania lub ulepszania regulacji w przypadku zamontowania jednego mniejszego koła zastępczego zamiast normalnego koła napędzanego. Chodzi tu o układ regulacji poślizgu napędowego z oddziaływaniem hamulcem i/lub oddziaływaniem silnikiem w pojazdach mechanicznych, w którym, w celu wyznaczenia poślizgu napędowego porównuje się prędkość obrotową kół napędzanych z prędkością pojazdu lub z odpowiednią wielkością mierzoną, przy czym z prędkości obrotowych zmierzonych w sytuacji stabilnych obrotów kół, uzyskuje się współczynnik korekcyjny i włącza się regulację poślizgu napędowego, gdy poślizg koła przekroczy zadaną wartość graniczną, mianowicie tak zwany próg poślizgu.

Znane są i dostępne na rynku układy regulacji poślizgu napędowego, które reagują na zbyt duży poślizg napędzanego koła wyłącznie jego hamowaniem, a zatem oddziaływaniem hamulcem. Inne znane układy zmniejszają przy zbyt dużym poślizgu moment silnika, opierają sięzatem na oddziaływaniu silnikiem. Istnieją ponadto układy regulacji, które w podobnych sytuacjach reagują zarówno oddziaływaniem hamulcem, jak też oddziaływaniem silnikiem, przy czym najpierw następuje uaktywnienie hamulców, a dopiero potem, aby nie spowodować ich przeciążenia, następuje zmniejszenie momentu silnika.

Z opisu publikacji międzynarodowej WO 89/04783 znany jest sposób regulacji, w którym współczynnik korygujący wylicza się z różnicy wszystkich prędkości kół i za pomocą ustalania wartości średniej.

Znane są układu przełączające dla układów regulacji poślizgu napędowego, w których informacje potrzebne do regulacji uzyskuje się za pomocą czujników pomiarowych kół, przy

169 980 czym porównywanie obrotów poszczególnych kół z uwzględnieniem podziału na koła napędzane i nienapędzane pozwala na wyciąganie ważnych wniosków.

Wiele typów współczesnych samochodów jest obecnie wyposażonych w tzw. koło zastępcze, które jest stosowane jako koło zapasowe. Koło zastępcze umożliwia, w przypadku awarii koła normalnego, dojazd do najbliższego garażu lub warsztatu, przy czym ze względów oszczędnościowych oraz z uwagi na ciężar ma ono z zasady mniejszą średnicę od koła normalnego.

Wymiana koła normalnego na koło zastępcze, które swoimi wymiarami odbiega od kół normalnych, powoduje podawanie błędnych informacji do regulatora poślizgu napędowego. Krytycznajest przede wszystkim wymiana koła napędzanego na koło zastępcze, którego średnica jest mniejsza od średnicy koła normalnego. Układ regulacji poślizgu napędowego odczytuje wówczas większą prędkość obrotową koła zastępczego, spowodowaną mniejszą średnicą tego koła, jako poślizg napędowy, co wywołuje odpowiedź układu regulacji i podanie ciśnienia hamowania do hamulca koła zastępczego. W wielu sytuacjach, np. w przypadku rożnych współczynników tarcia z prawej i lewej strony, oraz gdy do tego koło zastępcze znajduje się po stronie wyższego współczynnika tarcia, to podanie ciśnienia hamowania może w ogóle uniemożliwić ruszenie z miejsca. Aby tego uniknąć musiano dotychczas wyłączać regulator poślizgu napędowego w przypadku zamontowania koła zastępczego.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie szkodliwych skutków, jakie pociąga za sobą stosowanie kół zastępczych w pojazdach z regulacją poślizgu napędowego.

Sposób regulacji poślizgu koła pojazdu za pomocą elektronicznego układu regulacji poślizgu do utrzymywania lub ulepszania regulacji przy zamontowanym mniejszym kole zastępczym zamiast normalnego koła napędzanego, dla układu regulacji poślizgu napędowego z oddziaływaniem hamulcem i/lub oddziaływaniem silnikiem w pojazdach mechanicznych, w którym, w celu wyznaczenia poślizgu napędowego porównuje się prędkość obrotową kół napędzanych z prędkością pojazdu lub z odpowiednią wielkością mierzoną, przy czym regulację poślizgu napędowego włącza się wówczas, gdy poślizg koła przekroczy pewną zadaną wielkość graniczną, a mianowicie tak zwany próg poślizgu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas rozpoczynania się regulacji poślizgu w okresie uruchamiania pojazdu najpierw dla regulacji obydwóch kół napędzanych jest miarodajny ten sam próg poślizgu, przy czym, gdy podczas procesu regulacji poślizgu napędowego w zadanym przedziale czasu na kole napędzanym nie pojawiają się sygnały spadku ciśnienia, próg poślizgu odpowiedniego koła podnosi się tak długo, dopóki nie nastąpi spadek ciśnienia w układzie.

Korzystnie stosuje się przedział czasu, w którym następuje podnoszenie progu poślizgu, leżący w granicach od 0,5 do 1,5 s.

Korzystnie przedział czasu tylko w granicach od 200 do 500 ms, w którym następuje wzrost ciśnienia hamowania, stosuje się jako kryterium zakończenia procesu regulacji poślizgu napędowego.

Korzystnie po zakończeniu procesu regulacji poślizgu napędowego próg poślizgu obniża się w sposób stopniowany lub ciągły do jego normalnej wielkości.

Równocześnie może być teraz wyznaczony współczynnik korekcyjny, za pomocą którego jest przeliczana prędkość obrotowa szybszego, a mianowicie mniejszego koła zastępczego.

Sposób regulacji poślizgu według wynalazku przydatny jest wówczas, gdy podczas uruchamiania pojazdu, np. na bardzo gładkiej jezdni, regulacja poślizgu napędowego aktywizuje się natychmiast.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przebieg prędkości kół pojazdu podczas uruchamiania, gdy regulacja poślizgu napędowego nie jest aktywna, fig. 2 - przebieg prędkości kół pojazdu podczas procesu regulacji poślizgu napędowego i przy przejściu od obustronnie niskiego współczynnika tarcia do obustronnie wysokiego współczynnika tarcia, oraz fig. 3 - przebieg prędkości kół pojazdu podczas uruchamiania i przy różnych współczynnikach tarcia po lewej i po prawej stronie (μ zmienny).

Sposób według wynalazku może być realizowany przez dowolny, samoczynny układ przełączający, na przykład zawierający elektroniczny układ sterujący, jak w zgłoszeniu patentowym międzynarodowym nr WO 89/04783, przy dowolnym układzie regulacji poślizgu, przy którym zakłada się jedynie, że

169 980

- mierzone są za pomocą np. czujników pomiarowych prędkości obrotowe poszczególnych kół,

- poprzez porównywanie prędkości kół (napędzanych z nienapędzanymi) wyznaczany jest poślizg napędowy,

- wyliczane są dla poszczególnych kół współczynniki korekcyjne, aby skomponsować różne obwody toczne, i

- zachodzi regulowanie poślizgu napędowego, jeśli przekroczony zostaje próg poślizgu.

Wszystkie rysunki i wykresy wykonano na podstawie wyników pomiarów, wykonanych na pojeździe mechanicznym z jedną osią napędzaną i z jedną osią nienapędzaną. Każde koło było wyposażone w indywidualny czujnik. We wszystkich przypadkach chodzi o układ regulacji poślizgu napędowego z oddziaływaniem hamulcem, który w razie potrzeby może być jeszcze uzupełniony oddziaływaniem silnikiem. We wszystkich przypadkach zamiast jednego normalnego koła napędzanego było zamontowane koło zastępcze, którego średnica wynosiła tylko 80% średnicy koła normalnego. Tylko w takich przypadkach, to znaczy w razie zamontowania znacznie mniejszego koła zastępczego, regulacja poślizgu napędowego ulegała tak poważnemu zakłóceniu, że dotychczas było się zmuszonym do wyłączania regulacji.

Na fig. 1 przedstawiono po pierwsze prędkość koła nienapędzanego Vna1 lub V„a>, która podczas uruchamiania pojazdu, gdy poślizg jest praktycznie zerowy, jest równa prędkości pojazdu. Po drugie przedstawiono tam prędkość normalnego koła napędzanego V_a, i prędkość koła zastępczego Ver. W końcu naniesiona jest na fig. 1 przeliczona lub skorygowana prędkość koła zastępczego K/t/VER. Oprócz tych prędkości jest pokazany przebieg współczynnika korekcyjnego K(t) podczas uruchamiania pojazdu, gdy nie jest aktywna regulacja poślizgu napędowego.

Ponadto na fig. 1 podany jest przebieg tak zwanego progu poślizgowego S, przedstawiony linią kreska-kropka. W niniejszym przykładzie wykonania, w celu ułatwienia ruszania pojazdu, próg poślizgu S zaczyna się przy stosunkowo dużej wielkości, wynoszącej np. 6 km/h, a następnie w sposób ciągły maleje do około 3 km/h. Tę wartość osiąga się tu w chwili t3, w której prędkość ruszającego pojazdu wzrosła do 20 km/h. Do chwili tą, w której prędkość pojazdu wynosi już 60 km/h, próg poślizgu jest stały i następnie wzrasta. Optymalny przebieg progu poślizgu jest zależny od typu pojazdu.

Proces dopasowywania lub korygowania zmierzonej prędkości Ver koła zastępczego zaczyna się w chwili t i w chwili tt, czyli w niniejszym przykładzie wykonania po upływie 1,4 sekundy, jest już w praktyce zakończony. Ten proces uczenia się wymaga, aby podczas uruchamiania pojazdu regulacja poślizgu napędowego nie była aktywna przez wystarczająco długi okres czasu. Przez wykonane dla obydwu osi porównanie prędkości kół napędzanych oraz nienapędzanych według wyrażenia:

Δ = (K x V_ER - Va) - B(Vna1 - Vna>) (1), gdzie: Δ - różnica prędkości

K(t),K - współczynnik korekcyjny

Ver - prędkość koła zastępczego napędzanego

V_a - prędkość kota napędzanego

B - wielkość saata rzędu od 03 do 1,0

Vnai, V na2 - prędkości kół nienapędzanych, i porównanie różnic zmierzonych na obydwóch osiach następuje nauczenie się współczynnika K lub K(t) podczas uruchamiania pojazdu, gdy nie występuje nadmierny poślizg, powodujący uruchomienie jego regulacji. B jest liczbą stałą, której wielkość wynosi tu 1, ogólnie wielkość ta mieści się w granicach od 0,3 do 1,0. Jeżeli wynik tej różnicy według wyrażenia (1) jest większy od zera lub równy zeru, wówczas koryguje się K(t) o współczynnik K1, lub wyrażający to inaczej, gdy

Δ > O, wtedy K(t) = K(t - T1) - k.

169 980

Odpowiednio, gdy

Δ < O, wtedy K(t) = K(t - T2) + k₂, gdzie Δ - różnica prędkości

K(t),K - współczynnik konekcyjny t - dana chwila czasu

Ti,T2 - przedziały cziasowe k 1 ,k2 - stałe korekcyj ne

Celowo wybiera się jednakowe interwały korekcyjne T = T1 = T2 i jednakowe stałe korekcyjne k = ki = k2. W przykładzie wykonania wybrano dla interwału korekcyjnego T przedział czasu 50 do 100 ms, a dal stałej korekcyjnej k wielkość w granicach między k = 0,005 oraz k = 0,01.

Z wykresu według fig. 1 można odczytać, że gdyby nie wykonano korekty prędkości Ver koło zastępcze osiągnęłoby w chwili t2 próg poślizgu S. Regulacyjny układ logiczny zasygnalizowałby fałszywie w chwili t2 występowanie za wysokiego progu poślizgu i podałby ciśnienie hamowania do hamulca odnośnego koła, w celu zmniejszenia tego pozornego poślizgu napędowego. Takiej niepożądanej reakcji układu regulacji poślizgu napędowego zapobiega się za pomocą sposobu regulacji, w którym ustala się współczynnik korekcyjny K(t) i z uwzględnieniem tego współczynnika przelicza według wyżej wymienionego wyrażenia (1) zmierzoną prędkość obrotową koła zastępczego. Najpóźniej od chwili t1 zwiększona prędkość małego koła zastępczego jest tak dalece skompensowana, że niezmieniony próg poślizgu S także nadaje się do oceny ilości obrotów tego koła zastępczego, tak że regulacja poślizgu napędowego koła zastępczego zaczyna się (później) faktycznie dopiero w żądanej chwili lub też dopiero po przekroczeniu zadanej wielkości poślizgu napędowego.

Figura 2 dotyczy sytuacji, w której przed aktywowaniem układu regulacji poślizgu napędowego nie ma do dyspozycji wystarczającej ilości czasu do nauczania się współczynnika korekcyjnego K(t) lub do dopasowania układu do koła zastępczego w sposób przedstawiony za pomocą fig. 1. Na przykład, podczas uruchamiania pojazdu na gołoledzi - gnisk, stały - bardzo szybko osiąga się i przekracza próg poślizgu S. Pokazuje to lewa część wykresu na fig. 2. Krzywa prędkości V_a normalnego koła napędzanego tak, jak i krzywa prędkości Ver koła zastępczego, którego średnica także w tym przykładzie stanowi 80% średnicy normalnego koła, pokazują typowy przebieg regulacji.

Drażnienie regulacji powodowane mniejszą średnicą koła zastępczego staje się widoczne jako przeszkadzające po chwili t$. Mianowicie, pojazd lub koła napędzane dostają się w chwili t6 w obszar wysokiego współczynnika tarcia, oznaczonego na fig. 2 jako μ_wysokl stały. Prędkość Va normalnego koła napędzanego maleje w chwili t6 poniżej progu poślizgu i następnie pozostaje w stabilnym obszarze. Prędkość V_a zbliża się do prędkości kół sienapędzasych Vn_a. Nie korygowana prędkość Ver koła zastępczego stabilizuje się jednak w wyniku mniejszej średnicy na wartości leżącej powyżej progu poślizgu S, ustalonym dla koła o normalnej wielkości. Następstwem tego byłoby natomiast niepożądane podanie ciśnienia hamowania do hamulca koła zastępczego. Stan nie pojawienia się sygnału spadku ciśnienia hamowania na kole zastępczym zostaje odczytany przez układ przełączający. Ta sytuacja występuje po upływie przedziału czasu Ta, a więc po chwili t7.TA, wynosi np. około 1 s. Regulator podwyższa więc próg poślizgu S od chwili t7, tak długo, dopóki na kole zastępczym nie pojawi się sygnał spadku ciśnienia hamowania. Według fig. 2 ten przypadek ma miejsce w chwili t8. Po chwili te podwyższony próg poślizgu S' najpierw pozostaje stały, a gdy po upływie określonego przedziału czasu Te, np. 200 do 400 ms, od pojawienia się pierwszych impulsów spadku ciśnienia nie jest potrzebny ponowny wzrost ciśnienia, znowu spada. Po upływie tego przedziału czasu Te lub w chwili t9 regulator stwierdza, że regulacja poślizgu napędowego jest zakończona i powoduje stopniowo powolne opadanie progu poślizgu S' do pierwotnej wartości normalnej S. Ponieważ w tym przykładzie teraz następuje faza nieaktywnej regulacji poślizgu napędowego, więc rozpoczyna się proces uczenia się, opisany w objaśnieniach do fig. 1. Ten przebieg koła symbolizuje kreskowa krzywa charakterystyczna Ver. W tej fazie uczenia się prędkość Ver koła zastępczego zostaje, tak jak

169 980 opisano, tak dalece obniżona przez współczynnik korekcyjny K(t), że normalny próg poślizgu S staje się miarodajny także dla kota zastępczego.

Figura 3 dotyczy dalszej sytuacji, w której mniejsze koło zastępcze, bez pomocy układu sterującego realizującego sposób według wynalazku, może spowodować uszkodzenie lub wyłączenie układu regulacji poślizgu napędowego. W tym przypadku podczas uruchamiania pojazdu współczynnik tarcia jest dla obydwóch kół jednej osi bardzo różny. Dominuje μ zmienny. Koło zastępcze o mniejszej średnicy jest zamontowane po stronie wyższego współczynnika tarcia, na fig. 3 są pokazane: prędkość V„a koła nienapędzanego, która przedstawia prędkość pojazdu, prędkość Va normalnego koła napędzanego, będącego pod wpływami regulacji napędu poślizgowego, prędkość Ver biegnącego stabilnie koła zastępczego oraz próg poślizgu S.

W chwili tio prędkość Ver koła zastępczego przekracza próg poślizgu S. Następstwem tego byłoby podanie ciśnienia hamowania do hamulca zastępczego, biegnącego stabilnie po podłożu o wysokim współczynniku tarcia. Jednakże w takim przypadku normalny próg poślizgu S dla koła zastępczego, biegnącego po podłożu o wyższym współczynniku tarcia, podnosi się do progu Ser. Różnica między normalnym progiem poślizgu S a progiem poślizgu Ser koła zastępczego kompensuje tak dalece różnicę prędkości obrotowych normalnego koła i koła zastępczego, że w opisywanej tu sytuacji przeszkadza to podaniu ciśnienia hamowania do hamulca koła zastępczego i regulacja poślizgu napędowego może mieć miejsce tylko dla koła Va, biegnącego po podłożu o niskim współczynniku tarcia.

Także w tym przypadku zaczyna się później, już po zakończeniu procesu regulacji poślizgu napędowego, korygowanie za pomocą sposobu regulacji opisanego w objaśnieniu do fig. 1, po czym następnie ponownie ten sam próg poślizgu może obowiązywać dla obydwóch kół napędowych.

169 980

Fig. 3

169 980

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób regulacji poślizgu koła pojazdu za pomocą elektronicznego układu regulacji poślizgu do utrzymywania lub ulepszenia regulacji przy zamontowanym mniejszym kole zastępczym zamiast normalnego koła napędzanego, dla układu regulacji poślizgu napędowego z oddziaływaniem hamulcem i/lub oddziaływaniem silnikiem w pojazdach mechanicznych, w którym, w celu wyznaczenia poślizgu napędowego porównuje się prędkość obrotową kół napędzanych z prędkością pojazdu lub z odpowiednią wielkością mierzoną, przy czym regulację poślizgu napędowego włącza się wówczas, gdy poślizg koła przekroczy pewną zadaną wielkość graniczną, a mianowicie tak zwany próg poślizgu, znamienny tym, że podczas rozpoczynania się regulacji poślizgu w okresie uruchamiania pojazdu najpierw dla regulacji obydwóch kół napędzanych jest miarodajny ten sam próg poślizgu (S), przy czym, gdy podczas procesu regulacji poślizgu napędowego w zadanym przedziale czasu (Ta) na kole napędzanym nie pojawiają się sygnały spadku ciśnienia, próg poślizgu (S, S’) odpowiedniego koła podnosi się tak długo, dopóki nie nastąpi spadek ciśnienia w układzie.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się przedział czasu (Ta), w którym następuje podnoszenie progu poślizgu (S), leżący w granicach od 0,5 do 1,5 s.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przedział czasu (Te) tylko w granicach od 200 do 500 ms, w którym następuje wzrost ciśnienia hamowania, stosuje się jako kryterium zakończenia procesu regulacji poślizgu napędowego.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że po zakończeniu procesu regulacji poślizgu napędowego próg poślizgu (S) obniża się w sposób stopniowany lub ciągły do jego normalnej wielkości.