PL210145B1 - Sposób stabilizacji stanu ruchu zestawu pojazdów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób stabilizacji stanu ruchu zestawu pojazdów, zwłaszcza pojazdów użytkowych, składającego się z pojazdu holowniczego i przyczepy.

W przyszłości pojazdy użytkowe w coraz większej ilości będą wyposażane w układ przeciwblokujący ABS (układ przeciwdziałający zablokowaniu kół przy hamowaniu), układ przeciwpoślizgowy ASR (układ zapobiegający ślizganiu się kół przenoszących siłę napędową podczas gwałtownego ruszania i przyspieszania) i w elektroniczny program stabilizacji ESP (elektroniczny układ stabilizacji toru jazdy) służące do stabilizacji pojazdu lub zestawu pojazdów w sytuacjach krytycznych podczas jazdy. Za pomocą układu ABS i układu ASR w ten sposób steruje się ciśnieniami hamowania w poszczególnych rozpieraczach hamulców kół jezdnych, że zapobiega się blokowaniu lub zerwaniu przyczepności kół.

W krytycznych, to znaczy niestabilnych stanach ruchu, w szczególnoś ci w przypadku niebezpieczeństwa poślizgu, za pomocą układu ESP steruje się aktywnie elektronicznie ciśnieniami hamowania w jednym lub kilku rozpieraczach hamulców kół jezdnych pojazdu holowniczego i/lub pojazdu holowanego w celu stabilizacji pojazdu lub zestawu pojazdów. W zależności od stanu ruchu może dojść także do dłuższych przyhamowań przyczepy lub naczepy. W niekorzystnych okolicznościach, w szczególności przy gorszym ogumieniu lub przy wadliwie działającym układzie ABS, takie dłuższe przyhamowania mogą prowadzić do bocznego „wychylenia przyczepy lub naczepy (tzw. „złamania zestawu drogowego).

Ten problem występuje w szczególności w przypadku przyczep lub naczep siodłowych, które są hamowane na zakrętach. Hamowania prowadzą wtedy do utraty prowadzenia bocznego, co może pociągnąć za sobą wychylenie. „Wychylenie podczas hamowania może spowodować zarówno kierowca, jak i elektroniczne sterowane przyhamowanie przez układ ESP.

Celem wynalazku jest zapobieganie wychylaniu przyczepy.

Sposób stabilizacji stanu ruchu zestawu pojazdów składającego się z pojazdu holowniczego i przyczepy z nastę pują cymi krokami, w których a) kontroluje się , czy w przyczepie wystę puje przyhamowanie kół, b) wykonuje się pomiary za pomocą czujników co najmniej jednej z wielkości stanu ruchu charakteryzujących chwilową stabilność zestawu pojazdów, c) ustala się, czy występuje lub ma nastąpić niestabilny stan ruchu i d) zmniejsza się momenty hamowania na kołach przyczepy, jeśli podczas przyhamowania kół w kroku c) zostanie stwierdzony niestabilny stan ruchu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w kroku d) ciśnienie hamowania w przyczepie moduluje się w ten sposób, że podczas uruchamiania hamulców przyczepy wtrąca się cyklicznie krótko trwające fazy charakteryzujące się brakiem ciśnienia lub tylko nieznacznym ciśnieniem hamowania.

Korzystnie, ciśnienie hamowania w przyczepie w kroku d) zmniejsza się do zera.

Korzystnie, w kroku c) przeprowadza się porównanie jednej lub kilku zmierzonych za pomocą czujników wielkości stanu ruchu z jedną lub kilkoma przyporządkowanymi im wielkościami stanu ruchu charakteryzującymi niestabilny stan ruchu.

Korzystnie, w kroku b) za pomocą przyjętego fizyczno-matematycznego modelu pojazdu wyznacza się w przybliżeniu kąt załamania między pojazdem holowniczym i pojazdem holowanym i że wyznaczony kąt załamania porównuje się z wyznaczonym w zależności od chwilowego stanu ruchu zadanym kątem załamania, który charakteryzuje stabilny stan ruchu.

Korzystnie, w kroku b) mierzy się aktualnie występujący kąt załamania między pojazdem holowniczym i przyczepą.

Korzystnie, w kroku b) wyznacza się aktualnie I występujący kąt załamania między pojazdem holowniczym i przyczepą, a mianowicie przez pomiar orientacji pojazdu holowniczego i przyczepy.

Korzystnie, ciśnienie hamowania w przyczepie zmniejsza się podczas przyhamowania kół przez układ ESP. i Korzystnie, ciśnienie hamowania w przyczepie zmniejsza się przy uruchomieniu hamulców przez kierowcę.

Korzystnie, w kroku c) wyznacza się wartości liczbowe, które opisują aktualną lub zagrażającą niestabilność i w zależności od wyznaczonych wartości liczbowych momenty hamowania na kołach przyczepy moduluje się odnośnie do ich amplitudy i charakterystyki czasowej.

Korzystnie, w kroku a) wyznacza się siłę przyhamowania kół w przyczepie i że w zależności od siły przyhamowania kół zmniejsza się momenty hamowania.

Korzystnie, w kroku d) moduluje się zmniejszenie w formie relacji impuls-pauza i amplitudę zmniejszenia za pomocą stopnia aktualnej lub zagrażającej niestabilności stanu ruchu pojazdu.

PL 210 145 B1

Korzystnie, w kroku d) zmniejszenie dostraja się za pomocą innych układów wspomagających bezpieczeństwo ruchu, układów asystenckich lub układów komfortu jazdy pojazdu.

Korzystnie, w kroku c) na podstawie przyjętego modelu fizyczno-matematycznego pojazdu oblicza się z góry kąt załamania nastawiany między pojazdem holowniczym i pojazdem holowanym.

Główna idea wynalazku polega na kontrolowaniu stabilności toru jazdy zestawu pojazdów podczas hamowań pojazdu holowanego i przy wystąpieniu niestabilnego stanu ruchu zestawu pojazdów na stabilizowaniu za pomocą cyklicznego lub taktowanego zmniejszania momentów hamujących na kołach przyczepy lub ciśnienia hamowania w przyczepie.

Innymi słowy, momenty hamujące na kołach przyczepy lub ciśnienie hamowania w przyczepie lub naczepie są „modulowane. „Modulowanie oznacza, że podczas uruchamiania hamulców przyczepy zawsze „są wtrącane krótko trwające fazy charakteryzujące się brakiem ciśnienia lub tylko nieznacznym ciśnieniem hamowania. Może to się zdarzyć w zależności od sytuacji podczas jazdy, to znaczy w przypadku niestabilnego ruchu pojazdu holowniczego i wskutek tego do wymaganego przyhamowania przez układ ESP kół przyczepy/naczepy dostosowuje się ciśnienie hamowania przyczepy względnie naczepy w sposób taktowany (występują cykle regulacji ciśnienia hamowania).

Modulacja lub taktowanie momentów hamujących kół w przyczepie następuje korzystnie tylko w rzeczywiście krytycznych sytuacjach podczas jazdy. W tym celu musi być kontrolowany „stan ruchu zestawu pojazdów. Stan ruchu lub chwilowa stabilność zestawu pojazdów jest skomplikowaną wielkością wektorową, której opisanie jest możliwe w przybliżeniu za pomocą dużej liczby zmiennych.

Charakterystyczne dla stabilności ruchu pojazdu są w szczególności prędkość pojazdu lub prędkości obrotowe poszczególnych kół pojazdu, kąt obrotu kierownicy, kąt załamania między przyczepą i pojazdem holowniczym, prędkość kątowa załamania, przyspieszenie poprzeczne (przyspieszenie pojazdu w kierunku prostopadłym do podłużnej osi pojazdu), rozkład obciążenia na osie i tak dalej.

Do pomiaru lub wyznaczenia tych wielkości na pojeździe holowniczym lub na przyczepie są przewidziane różnorodne czujniki, jak na przykład czujniki prędkości obrotowej każdego koła, czujniki intensywności odchylenia pojazdu względem osi pionowej i tak dalej. Do wykrywania „niebezpieczeństwa wychylenia mogą być także przewidziane czujniki do pomiaru lub wyznaczenia kąta załamania między przyczepą i pojazdem holowniczym.

Taktowanie lub modulowanie momentów hamujących koła przyczepy może następować zarówno podczas hamowania przez kierowcę, jak i podczas przyhamowania kół przez układ ESP.

Wynalazek nadaje się w szczególności do zestawu naczepowego z ciągnikiem siodłowym zaopatrzonego w układ ESP. Zestaw naczepowy korzystnie jest wyposażony w czujnik do pomiaru kąta załamania między pojazdem holowniczym i naczepą.

Alternatywnie wynalazek nadaje się także do ciągnika siodłowego zaopatrzonego w układ ESP nie posiadający czujnika kąta załamania. Podczas hamowania naczepy sterowanego przez układ ESP, na przykład na jezdni o małym współczynniku tarcia, wysterowane przez układ ESP ciśnienie hamowania dla naczepy w określonych odstępach czasu jest zmniejszane do zera. Dzięki temu - jak wyżej objaśniono - ruch naczepy stabilizuje się i zapobiega się wychylaniu (złamywaniu zestawu drogowego).

Jeżeli w układzie ESP nie występuje czujnik kąta załamania, ten kąt załamania może zostać oszacowany na podstawie innych będących do dyspozycji wielkości określających stan ruchu i założonego specyficznego fizyczno-matematycznego modelu pojazdu. W tym celu mogą być przewidziane czujniki, które dokonują pomiarów „orientacji pojazdu holowniczego i naczepy, z których można wyznaczyć kąt załamania. Ponadto mogą być analizowane sygnały, które są dostarczane przez znajdujący się w pojeździe system nawigacji lub system komunikacji.

Na podstawie przyjętego specyficznego fizyczno-matematycznego modelu pojazdu układ ESP wyznacza wartość zadaną kąta załamania między pojazdem holowniczym i naczepą.

Jeśli wyznaczony kąt załamania ma wartość wyraźnie większą niż wartość zadana, to znaczy jeśli wystąpi istotna różnica między wartością zadaną i wartością rzeczywistą i naczepa jest jednocześnie hamowana, oznacza to, że istnieje niebezpieczeństwo wychylenia naczepy.

W celu stabilizacji tego niestabilnego stanu ruchu układ ESP w okreś lonych odstępach czasu zmniejsza do zera ciśnienie hamowania dla naczepy. Dzięki temu koła naczepy „szybciej biegną, tzn. przyspieszają, w wyniku czego wytwarzają się siły boczne i ruch naczepy ulega stabilizacji.

Jeśli nie ma do dyspozycji czujnika do pomiaru kąta załamania między przyczepą i pojazdem holowniczym i kąt załamania nie może być określony lub oszacowany w inny sposób, wtedy problemowi wychylania można także przeciwdziałać „zapobiegawczo. Oznacza to, że taktowane dostrajanie

PL 210 145 B1 ciśnienia hamowania lub powtarzające się „zmniejszanie siły hamowania następuje w określonych sytuacjach, na przykład w przypadku bardzo śliskiej jezdni, bez znajomości kąta załamania. Przewiduje się, że w tym wypadku uwzględniane są tylko informacje przygotowane przez pojazd holowniczy.

Sygnał do zmniejszenia momentów hamujących koła lub ciśnienia hamowania w przyczepie może być transmitowany, na przykład w sposób pneumatyczny, elektryczny lub za pomocą fal radiowych z pojazdu holowniczego do pojazdu holowanego.

Przedmiot wynalazku jest szczegółowo objaśniony na podstawie przykładu realizacji uwidocznionego na rysunku, który przedstawia schemat blokowy sposobu według wynalazku.

Przyjmując za punkt wyjścia blok start 1, w bloku 2 w sposób ciągły kontroluje się, czy w przyczepie następuje przyhamowanie kół. Jeśli przyhamowanie kół nie następuje, wtedy blok 2 przeprowadza się ponownie.

W bloku 3 wykonuje się pomiar „stabilności rzeczywistego stanu ruchu, na przykład za pomocą pomiarów: kąta załamania między pojazdem holowniczym i pojazdem holowanym, prędkości obrotowych kół, przyspieszeń podłużnych i poprzecznych, poślizgów kół, rozkładu obciążenia na osie, nachylenia jezdni i tak dalej.

W pamięci układu elektronicznego do hamowania pojazdu są zachowane rozmaite „wektory stanu, które charakteryzują krytyczne stany ruchu. Takie „wektory krytycznych stanów ruchu mogą być utworzone przez poszczególne wielkości stanu ruchu lub kombinacje wyżej wspomnianych wielkości stanu ruchu. Zachowane w pamięci wektory stanów ruchu są na fig. 1 oznaczone schematycznie za pomocą bloku 4.

W bloku 5 rzeczywisty stan ruchu porównuje się z przyjętymi wektorami krytycznych stanów ruchu. Jeśli porównanie wykazuje, że nie występuje niestabilny stan ruchu, wtedy następuje cofnięcie do bloku 2, to znaczy przyhamowanie kół nie jest „modyfikowane przez kierowcę względnie za pomocą układu ESP.

Jeśli natomiast wystąpi krytyczny stan ruchu, wtedy w bloku 6 momenty hamujące koła w przyczepie względnie ciśnienia hamowania w przyczepie są modulowane, to znaczy taktowane. Ciśnienie hamowania w przyczepie względnie momenty hamujące koła w przyczepie są więc zmniejszane w sposób krótkotrwały. Bezpośrednio potem następuje cofnięcie do bloku 2 i całą procedurę kontroli przeprowadza się od nowa.

Claims (13)

1. Sposób stabilizacji stanu ruchu zestawu pojazdów składającego się z pojazdu holowniczego i przyczepy z następującymi krokami, w których a) kontroluje się, czy w przyczepie występuje przyhamowanie (2) kół, b) wykonuje się pomiary za pomocą czujników (3) co najmniej jednej z wielkości stanu ruchu charakteryzujących chwilową stabilność zestawu pojazdów, c) ustala się, czy występuje lub ma nastąpić niestabilny stan ruchu i d) zmniejsza się momenty hamowania na kołach przyczepy, jeśli podczas przyhamowania kół w kroku c) zostanie stwierdzony niestabilny stan ruchu, znamienny tym, że w kroku d) ciśnienie hamowania w przyczepie moduluje się w ten sposób, że podczas uruchamiania hamulców przyczepy wtrąca się cyklicznie krótko trwające fazy charakteryzujące się brakiem ciśnienia lub tylko nieznacznym ciśnieniem hamowania.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie hamowania w przyczepie w kroku d) zmniejsza się do zera.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w kroku c) przeprowadza się porównanie (5) jednej lub kilku zmierzonych za pomocą czujników wielkości stanu ruchu z jedną lub kilkoma przyporządkowanymi im wielkościami stanu ruchu charakteryzującymi niestabilny stan ruchu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku b) za pomocą przyjętego fizycznomatematycznego modelu pojazdu wyznacza się w przybliżeniu kąt załamania między pojazdem holowniczym i pojazdem holowanym i że wyznaczony kąt załamania porównuje się z wyznaczonym w zależności od chwilowego stanu ruchu zadanym kątem załamania, który charakteryzuje stabilny stan ruchu.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku b) mierzy się aktualnie występujący kąt załamania między pojazdem holowniczym i przyczepą.

PL 210 145 B1

6. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e w kroku b) wyznacza się aktualnie wystę pujący kąt załamania między pojazdem holowniczym i przyczepą, a mianowicie przez pomiar orientacji pojazdu holowniczego i przyczepy.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie hamowania w przyczepie zmniejsza się podczas przyhamowania kół przez układ ESP.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie hamowania w przyczepie zmniejsza się przy uruchomieniu hamulców przez kierowcę.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku c) wyznacza się wartości liczbowe, które opisują aktualną lub zagrażającą niestabilność i w zależności od wyznaczonych wartości liczbowych momenty hamowania na kołach przyczepy moduluje się odnośnie do ich amplitudy i charakterystyki czasowej.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku a) wyznacza się siłę przyhamowania kół w przyczepie i że w zależności od siły przyhamowania kół zmniejsza się momenty hamowania.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku d) moduluje się zmniejszenie w formie relacji impuls-pauza i amplitudę zmniejszenia za pomocą stopnia aktualnej lub zagrażającej niestabilności stanu ruchu poj azdu.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku d) zmniejszenie dostraja się za pomocą innych układów wspomagających bezpieczeństwo ruchu, układów asystenckich lub układów komfortu jazdy pojazdu.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kroku c) na podstawie przyjętego modelu fizyczno-matematycznego pojazdu oblicza się z góry kąt załamania nastawiany między pojazdem holowniczym i pojazdem holowanym.