RU2086441C1 - Method of and device for vehicle brake automatic control - Google Patents

Method of and device for vehicle brake automatic control Download PDF

Info

Publication number
RU2086441C1
RU2086441C1 RU94022029A RU94022029A RU2086441C1 RU 2086441 C1 RU2086441 C1 RU 2086441C1 RU 94022029 A RU94022029 A RU 94022029A RU 94022029 A RU94022029 A RU 94022029A RU 2086441 C1 RU2086441 C1 RU 2086441C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
wheel
output
block
control
Prior art date
Application number
RU94022029A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94022029A (en
Inventor
Б.С. Науменко
Original Assignee
Ставропольский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ставропольский политехнический институт filed Critical Ставропольский политехнический институт
Priority to RU94022029A priority Critical patent/RU2086441C1/en
Publication of RU94022029A publication Critical patent/RU94022029A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2086441C1 publication Critical patent/RU2086441C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: automobile and tractor engineering; automatic control systems of vehicle brakes. SUBSTANCE: in process of braking brake torques of each wheel are constantly evaluated, summary brake force and vehicle driving speed are determined. At preset slipping of each wheel, speed of wheel is evaluated. Preset speed is compared with actual speed and error in speed control for each braked wheel is found. Using evaluations of braking torque and speed control errors, preset pressure in drive circuit of each wheel is determined than preset pressure is compared with actual pressure and, basing on error signal, control signals are formed which are supplied to pressure modulators of each braked wheel. Device has observer 10 for each wheel whose inputs are coupled with pressure transmitter 9 in brake circuit and with wheel speed transmitter 7. Output of observer is connected with control device shaping control signal for brake circuit pressure modulator. EFFECT: improved reliability of operation. 9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автотракторостроению, а именно к системам автоматического управления торможением транспортных машин. The invention relates to automotive engineering, and in particular to automatic braking control systems of transport vehicles.

Известен способ автоматического управления торможением, заключающийся в корректировке темпа изменения давления в тормозном приводе пропорционально разности текущего и эталонного значений углового ускорения колеса с прекращением корректировки при изменении знака углового ускорения с отрицательного на положительное и возобновлением корректировки давления при обратном изменении знака углового ускорения [1]
Недостаток известного способа заключается в том, что эталонное значение углового ускорения колеса постоянно, хотя в действительности оно зависит от величины и характера изменения коэффициента сцепления или пропорционального ему значения момента силы торможением MΦ характера изменения тормозного момента Мт действующего на колесо от тормозного механизма, скорости движения транспортной машины и других факторов. При слабо выраженном максимуме функции MΦ(S) или отсутствии максимума, а также при резком изменении коэффициента сцепления в процессе торможения система управления обладает недостаточно выраженными адаптивными свойствами, что отрицательно сказывается на эффективности торможения.A known method of automatic control of braking, which consists in adjusting the rate of change of pressure in the brake drive is proportional to the difference between the current and reference values of the angular acceleration of the wheel with the termination of the correction when the sign of the angular acceleration changes from negative to positive and the resumption of the correction of pressure when the sign of the angular acceleration is reversed [1]
The disadvantage of this method is that the reference value of the angular acceleration of the wheel is constant, although in reality it depends on the magnitude and nature of the change in the friction coefficient or the proportional value of the moment of braking force M Φ the nature of the change in braking moment M t acting on the wheel from the brake mechanism, speed movement of a transport vehicle and other factors. With a weakly expressed maximum of the function M Φ (S) or the absence of a maximum, and also with a sharp change in the coefficient of adhesion during braking, the control system has insufficiently expressed adaptive properties, which negatively affects the braking efficiency.

Известно использование при формировании эталонного (порогового) значения ускорения затормаживаемого колеса датчика коэффициента сцепления [2] Однако способ определения коэффициента сцепления основан на применении датчика коэффициента сцепления, выполненного в виде токопроводящих пластин, устанавливаемых на автомобиле перед передними колесами, что не дает информации о текущем значении момента тормозной силы каждого затормаживаемого колеса, а при практической реализации может вызвать серьезные возражения. It is known to use a clutch coefficient sensor when generating a reference (threshold) acceleration value of a braked wheel [2] However, the method of determining the clutch coefficient is based on the use of the clutch coefficient sensor made in the form of conductive plates mounted on the vehicle in front of the front wheels, which does not provide information about the current value moment of braking power of each braked wheel, and in practical implementation can cause serious objections.

В качестве прототипа принят способ автоматического управления по источнику [1]
Цель изобретения заключается в повышении эффективности торможения транспортной машины за счет формирования структуры системы автоматического управления на основе адаптивных методов оценивания вектора состояния системы затормаживаемое колесо дорога.As a prototype adopted a method of automatic control by source [1]
The purpose of the invention is to increase the braking efficiency of a transport vehicle by forming the structure of an automatic control system based on adaptive methods for estimating the state vector of a system braking wheel road.

Указанная цель достигается тем, что в процессе торможения непрерывно оценивают моменты сил торможения каждого затормаживаемого колеса, определяют оценку суммарной тормозной силы, действующей на транспортную машину, и оценку скорости движения транспортной машины, при заданном постоянном уровне проскальзывания для каждого затормаживаемого колеса определяют оценку заданной скорости колеса, сравнивают заданную скорость колеса с фактической скоростью колеса и определяют сигнал ошибки регулирования скорости для каждого затормаживаемого колеса, с использованием оценок момента сил торможения и ошибок регулирования скорости определяют заданное давление в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса, сравнивают заданное давление с фактическим давлением в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса и по сигналу ошибки формируют управляющие сигналы, которые подают на модуляторы давления каждого затормаживаемого колеса. Поставленная цель достигается также за счет того, что в процессе торможения при проскальзываниях колеса меньше заданного значения оценивают наличие максимума момента силы торможения для каждого затормаживаемого колеса и при наличии максимума принимают составляющую заданного давления, зависящую от ошибки регулирования скорости колеса, со знаком минус при замедлении колеса и со знаком плюс при ускорении колеса. This goal is achieved by the fact that during braking, the moments of braking forces of each braked wheel are continuously evaluated, an estimate of the total braking force acting on the transport machine is determined, and an estimate of the speed of the transport machine, for a given constant level of slippage for each braked wheel, an estimate of the set wheel speed is determined compare the set wheel speed with the actual wheel speed and determine the speed control error signal for each braked about the wheel, using estimates of the moment of braking forces and speed control errors, determine the target pressure in the brake drive of each brake wheel, compare the target pressure with the actual pressure in the brake drive of each brake wheel and generate control signals from the error signal that are supplied to the pressure modulators of each brake wheels. This goal is also achieved due to the fact that during braking during wheel slippage less than a predetermined value, the presence of a maximum braking force moment for each braked wheel is estimated and, if there is a maximum, a set pressure component, depending on the wheel speed error, is taken with a minus sign when the wheel decelerates and with a plus sign when accelerating the wheel.

На фиг. 1 показана зависимость моментов, действующих на затормаживаемое колесо в зависимости от проскальзывания колеса; на фиг. 2 изменение оценки момента силы торможения, действующего на колесо, в зависимости от времени при наличии максимума функции MΦ(S) на фиг. 3 функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления торможением.In FIG. 1 shows the dependence of the moments acting on a braked wheel as a function of wheel slippage; in FIG. 2, the change in the estimate of the braking force moment acting on the wheel as a function of time in the presence of a maximum of the function M Φ (S) in FIG. 3 is a functional diagram of a device that implements the proposed method of controlling braking.

При управлении торможением по предлагаемому способу в процессе торможения непрерывно оценивают момент тормозной силы, используя следующую процедуру оценивания:

Figure 00000001

где
Vk окружная скорость колеса, измеряемая с помощью датчика;
Figure 00000002
оценка окружной скорости колеса;
Figure 00000003
интегральная составляющая оценки момента силы торможения, действующего на затормаживаемое колесо;
P давление в тормозном приводе, измеряемое с помощью датчика;
a параметр объекта регулирования (затормаживаемого колеса);
K1 и K2 параметры оценивателя вектора состояния затормаживаемого колеса;
Kт коэффициент передачи тормозного механизма.When controlling braking according to the proposed method in the process of braking continuously assess the moment of braking force using the following evaluation procedure:
Figure 00000001

Where
V k wheel peripheral speed, measured with a sensor;
Figure 00000002
estimation of wheel peripheral speed;
Figure 00000003
the integral component of the assessment of the moment of braking force acting on the braked wheel;
P brake pressure measured by a sensor;
a parameter of the object of regulation (the braked wheel);
K 1 and K 2 parameters of the evaluator of the state vector of the braked wheel;
K t the gear ratio of the brake mechanism.

Момент силы торможения, получаемый в результате оценивания (наблюдения), определяется следующим образом

Figure 00000004

По полученной оценке
Figure 00000005
определяют первую составляющую сигнала заданного давления в тормозном приводе колеса
Figure 00000006

Тормозной момент Mт при этом давлении равен оценке момента силы торможения
Figure 00000007

Вторую составляющую заданного давления формируют следующим образом. В процессе торможения изменение моментов
Figure 00000008
Mт носит случайный характер. При слабо выраженном максимуме или отсутствии максимума функции MΦ(S) при известном способе торможения система управления может допустить блокировку затормаживаемого колеса. Поэтому на случай отсутствия максимума функции MΦ(S) для исключения возможности блокировки затормаживаемого колеса ограничивают проскальзывание колеса некоторым заданным значением Sз (см фиг. 1).The moment of braking force obtained as a result of evaluation (observation) is determined as follows
Figure 00000004

According to the assessment
Figure 00000005
determine the first component of the signal of a given pressure in the brake wheel drive
Figure 00000006

The braking torque M t at this pressure is equal to the estimate of the braking force moment
Figure 00000007

The second component of a given pressure is formed as follows. In the process of braking, change of moments
Figure 00000008
M t is random. With a weakly expressed maximum or absence of a maximum of the function M Φ (S) with a known braking method, the control system can allow the braking wheel to lock. Therefore, in the absence of a maximum of the function M Φ (S), in order to exclude the possibility of locking the braked wheel, the wheel slipping is limited to a certain set value S z (see Fig. 1).

При заданном значении проскальзывания определяют оценку заданной скорости колеса. At a given value of slippage, an estimate of the predetermined wheel speed is determined.

Figure 00000009

где
Figure 00000010
оценка скорости движения транспортной машины.
Figure 00000009

Where
Figure 00000010
assessment of the speed of the transport vehicle.

Оценку скорости транспортной машины определяют следующим образом

Figure 00000011

где
V0 скорость транспортной машины, зафиксированная в начале воздействия на тормозную педаль;
ma масса транспортной машины;
rд динамический радиус колеса;
Figure 00000012
оценка суммарного момента сил торможения всех затормаживаемых колес.The estimation of the speed of the transport machine is determined as follows
Figure 00000011

Where
V 0 the speed of the transport vehicle, fixed at the beginning of the impact on the brake pedal;
m a is the mass of the transport vehicle;
r d dynamic radius of the wheel;
Figure 00000012
estimation of the total moment of braking forces of all the braked wheels.

Заданную скорость

Figure 00000013
сравнивают с фактической скоростью затормаживаемого колеса Vk, получаемой с датчика скорости колеса. По сигналу ошибки регулирования скорости формируют вторую составляющую заданного давления одним из способов:
Figure 00000014

где
Kp коэффициент пропорциональности.Set speed
Figure 00000013
compared with the actual speed of the braked wheel V k obtained from the wheel speed sensor. At the speed control error signal, the second component of the given pressure is formed in one of the ways:
Figure 00000014

Where
K p is the coefficient of proportionality.

Суммарное заданное давление в приводе затормаживаемого колеса определяют как
Pз=Pз1+Pз2.The total set pressure in the drive of the braked wheel is determined as
P s = P s1 + P s2 .

Заданное давление Pз сравнивают с давлением P в тормозном приводе колеса, измеренным с помощью датчика.The target pressure P s is compared with the pressure P in the brake wheel drive, measured using a sensor.

По сигналу ошибки формируют управляющий сигнал U=Ku•(Pз-P) для каждого затормаживаемого колеса, который подают на элемент управления модулятором давления каждого затормаживаемого колеса.The error signal generates a control signal U = K u • (P s -P) for each braked wheel, which is fed to the pressure modulator control element of each braked wheel.

В процессе торможения анализируют также знаки оценок

Figure 00000015

Если при проскальзывании колеса S<Sз функция
Figure 00000016
имеет максимум, то заданное давление в тормозном приводе колеса формируют следующим образом:
Pз=Pз1+Pз2 • SignZ,
где SignZ=1, если
Figure 00000017
<0 и
Figure 00000018
<0
и SignH=1, если
Figure 00000019
<0 и
Figure 00000020
> 0.In the process of braking, signs of marks are also analyzed.
Figure 00000015

If when slipping the wheel S <S З function
Figure 00000016
has a maximum, then the set pressure in the brake wheel drive is formed as follows:
P s = P s1 + P s2 • SignZ,
where SignZ = 1 if
Figure 00000017
<0 and
Figure 00000018
<0
and SignH = 1 if
Figure 00000019
<0 and
Figure 00000020
> 0.

Функционирование системы автоматического управления торможением при этом поясняется графиками, приведенными на фиг. 1 и 2. The functioning of the automatic braking control system is illustrated by the graphs shown in FIG. 1 and 2.

Допустим, что функция MΦ(S) имеет максимум при проскальзывании колеса Sk < Sз. При торможении колеса оценка производной

Figure 00000021
<0, а при S<Sk оценка производной
Figure 00000022
> 0 (см. фиг. 2).Assume that the function M Φ (S) has a maximum when the wheel creeps S k <S z . When braking a wheel, the derivative score
Figure 00000021
<0, and for S <S k the estimate of the derivative
Figure 00000022
> 0 (see Fig. 2).

При прохождении через максимум слева направо на плоскости MΦ(S) (при t= t1 на фиг. 2) знак оценки производной

Figure 00000023
изменится с плюса на минус. При сочетании
Figure 00000024
<0 и
Figure 00000025
<0 в момент времени t=tn1 с учетом запаздываний и инерционности системы колесо -устрйоство управления происходит изменение знака составляющей заданного давления Pз2 с плюса на минус. Управляющий сигнал U=Ku • (Pз-P) скачком изменяется в сторону уменьшения и изменяет свой знак. Момент тормозного механизма уменьшается и становится меньше момента тормозной силы MΦ Колесо начинает разгоняться. При этом
Figure 00000026
> 0 и
Figure 00000027
> 0. При прохождении через максимум справа налево на плоскости MΦ(S) (при t=t2 на фиг. 2) знак оценки производной
Figure 00000028
изменяется с плюса на минус. При сочетании
Figure 00000029
<0 и
Figure 00000030
> 0 в момент времени t=tn2 происходит изменение знака составляющей заданного давления Pз2 с минуса на плюс. Тормозной момент Mt увеличивается и начинается затормаживание колеса. Таким образом осуществляется регулирование скорости колеса с обеспечением проскальзывания, близкого к оптимальному (критическому) значению Sk.When passing through a maximum from left to right on the plane M Φ (S) (for t = t 1 in Fig. 2), the sign of the derivative
Figure 00000023
will change from plus to minus. When combined
Figure 00000024
<0 and
Figure 00000025
<0 at time t = t n1 , taking into account delays and inertia of the wheel-control system, the sign of the component of the given pressure P s2 changes from plus to minus. The control signal U = K u • (P s -P) abruptly changes in the direction of decrease and changes its sign. The moment of the braking mechanism decreases and becomes less than the moment of the braking force M Φ. The wheel starts to accelerate. Wherein
Figure 00000026
> 0 and
Figure 00000027
> 0. When passing through a maximum from right to left on the plane M Φ (S) (for t = t 2 in Fig. 2), the sign of the derivative
Figure 00000028
changes from plus to minus. When combined
Figure 00000029
<0 and
Figure 00000030
> 0 at time t = t n2 , the sign of the component of the given pressure P s2 changes from minus to plus. The braking torque M t increases and braking of the wheel begins. Thus, the speed of the wheel is controlled to ensure slippage close to the optimal (critical) value of S k .

При изменении в процессе торможения коэффициента сцепления оцениватель вектора состояния затормаживаемого колеса отслеживает эти изменения. При изменении оценки

Figure 00000031
изменяется первая составляющая заданного давления
Figure 00000032
что приводит к изменению тормозного момента Mt. Таким образом при использовании предлагаемого способа система автоматического управления торможением адаптивна к изменениям сцепления колеса и к характеру изменения момента сил сцепления MΦ в зависимости от проскальзывания колеса.When the coefficient of adhesion changes during braking, the evaluator of the state of the braked wheel monitors these changes. When changing grade
Figure 00000031
the first component of the set pressure changes
Figure 00000032
which leads to a change in braking torque M t . Thus, when using the proposed method, the automatic braking control system is adaptive to changes in the adhesion of the wheel and to the nature of the change in the moment of adhesion forces M Φ depending on the slippage of the wheel.

На фиг. 3 показана функциональная схема устройства автоматического управления торможением транспортной машины, реализующего предлагаемый способ автоматического управления. In FIG. 3 shows a functional diagram of a device for automatic braking control of a transport vehicle that implements the proposed automatic control method.

Устройство содержит тормозной кран 1, связанный с педалью торможения 2, датчик исходного положения педали торможения 3, модулятор давления 4, тормозной механизм 5, затормаживаемое колесо 6, датчик скорости колеса 7, устройство выборки-хранения 8, датчик давления 9, блок оценки вектора состояния затормаживаемого колеса 10, управляющее устройство 11. The device contains a brake valve 1 connected to the brake pedal 2, the initial position sensor of the brake pedal 3, a pressure modulator 4, a brake mechanism 5, a braked wheel 6, a wheel speed sensor 7, a retrieval-storage device 8, a pressure sensor 9, a state vector estimator the braked wheel 10, the control device 11.

Блок оценки вектора состояния затормаживаемого колеса 10 содержит блок формирования сигнала оценки скорости колеса 12 и блок формирования сигнала оценки момента силы торможения 13. Управляющее устройство 11 содержит блок формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса 14, блок 15 формирования сигнала заданного давления в тормозном приводе колеса, блок формирования управляющего сигнала 16 и детектор максимума 17. The unit for evaluating the state of the braked wheel 10 contains a block for generating a signal for estimating the speed of the wheel 12 and a block for generating a signal for estimating the moment of braking force 13. The control device 11 contains a block for generating a signal for the error of speed control of the wheel 14, a block 15 for generating a signal for a given pressure in the wheel brake, block generating a control signal 16 and a maximum detector 17.

Блок формирования сигнала оценки скорости колеса 1 содержит усилительный элемент 18, элемент сравнения 19, усилительный элемент 20, интегратор 21. Блок формирования сигнала оценки момента силы торможения 13 содержит элемент сравнения 22, усилительный элемент 23, усилительный элемент 4, интегратор 25 и суммирующий элемент 26. Блок формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса 14 содержит суммирующий элемент 27, усилительный элемент 28, интегратор 29, усилительный элемент 30 и элемент сравнения 31. Блок формирования сигнала заданного давления в тормозном приводе 15 содержит усилительный элемент 32, интегратор 33, коммутационное устройство 34, инвертор 35 и суммирующий элемент 36. The unit for generating a signal for estimating the speed of the wheel 1 contains an amplifying element 18, a comparing element 19, an amplifying element 20, an integrator 21. The block for generating a signal for estimating a moment of braking force 13 contains a comparing element 22, an amplifying element 23, an amplifying element 4, an integrator 25, and a summing element 26 The wheel speed control error signal generating unit 14 comprises a summing element 27, an amplifying element 28, an integrator 29, an amplifying element 30 and a comparison element 31. The predetermined pressure signal generating unit The brake actuator 15 comprises a reinforcing element 32, integrator 33, the switching device 34, inverter 35 and summing element 36.

Блок формирования управляющего сигнала 16 содержит суммирующий элемент 37 и усилительный элемент 38. Управляющий блок 11 содержит также вычислитель 39 скорости транспортной машины в начале торможения, связанный входом с выходом устройства выборки-хранения 8, а выходом с входом начального условия интегратора 29. The control signal generating unit 16 contains a summing element 37 and an amplifying element 38. The control unit 11 also contains a transport machine speed calculator 39 at the beginning of braking associated with the input to the output of the sample-storage device 8 and the output with the input of the initial condition of the integrator 29.

Устройство выборки-хранения 8 связано выходом также с входом начального условия интегратора 21 блока 12 блока оценки вектора состояния 10. The sample-storage device 8 is connected by the output also to the input of the initial condition of the integrator 21 of the block 12 of the state vector estimator 10.

Устройство автоматического управления торможением транспортной машины работает следующим образом. The automatic braking control of the transport vehicle operates as follows.

При воздействии на педаль торможения 2 давление с выхода тормозного крана 1 через модуляторы 4 подается в тормозные механизмы 5 каждого затормаживаемого колеса. Тормозные механизмы создают тормозные моменты Mтi, под действием которых каждое затормаживаемое колесо уменьшает свою скорость. Давление в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса измеряемся с помощью датчика 9, скорость каждого затормаживаемого колеса измеряется с помощью датчика 7.When acting on the brake pedal 2, the pressure from the output of the brake valve 1 through the modulators 4 is supplied to the brake mechanisms 5 of each braked wheel. Braking mechanisms create braking moments M ti , under the influence of which each braked wheel reduces its speed. The pressure in the brake drive of each braked wheel is measured using a sensor 9, the speed of each braked wheel is measured using a sensor 7.

В начале воздействия на педаль по сигналу с датчика 3 исходного положения педали устройство выборки-хранения 8 фиксирует сигнал, пропорциональный скорости колеса 12 в начале торможения. Этот сигнал вводится в интегратор 21 блока формирования сигнала оценки скорости колеса блока оценки вектора состояния 10 как начальное условие. По средней скорости колес в начале торможения вычислитель 39 определяет скорость транспортной машины в начале торможения, значение которой вводится как начальное условие в интегратор 29 блока 14 формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса. Сигналы на выходе усилителей 18 блока 12 пропорциональны тормозному моменту каждого затормаживаемого колеса. At the beginning of the impact on the pedal by a signal from the sensor 3 of the initial position of the pedal, the sampling-storage device 8 captures a signal proportional to the speed of the wheel 12 at the beginning of braking. This signal is input to the integrator 21 of the wheel speed estimation signal generating unit of the state vector estimation unit 10 as an initial condition. The average speed of the wheels at the beginning of braking, the calculator 39 determines the speed of the transport vehicle at the beginning of braking, the value of which is entered as an initial condition in the integrator 29 of the block 14 of the formation of the signal for the error of the wheel speed control. The signals at the output of the amplifiers 18 of the block 12 are proportional to the braking torque of each braked wheel.

Блок оценки вектора состояния 10 каждого затормаживаемого колеса, получая на входе информацию о действующем тормозном моменте Mтi и скорости затормаживаемого колеса Vki, в соответствии с описанной в способе управления процедурой оценивания, непрерывно выдает на выходе суммирующего элемента 26 блока оценки вектора состояния 10 сигнал, пропорциональный действующему на затормаживаемое колесо моменту силы торможения

Figure 00000033

Требуемое качество оценивания (время оценивания и ошибка оценивания) обеспечивается подбором параметров оценивателя K1 и K2, реализуемых в усилительных элементах 23 и 24.The unit for evaluating the state vector 10 of each braked wheel, receiving at the input information about the effective braking torque M ti and the speed of the braked wheel V ki , in accordance with the estimation procedure described in the control method, continuously generates a signal at the output of the summing element 26 of the unit for evaluating the state vector 10, proportional to the braking force acting on the braked wheel
Figure 00000033

The required quality of evaluation (time of evaluation and estimation error) is provided by the selection of the parameters of the evaluator K 1 and K 2 implemented in the amplifying elements 23 and 24.

Сигнал с выхода суммирующего устройства 26 блока оценки вектора состояния 10 через усилитель 32 подается на первый вход суммирующего элемента 36 блока 15 формирования сигнала заданного давления управляющего устройства 11. The signal from the output of the summing device 26 of the state vector estimator 10 through the amplifier 32 is fed to the first input of the summing element 36 of the block 15 for generating a predetermined pressure signal of the control device 11.

Этот сигнал пропорционален первой составляющей заданного давления Pз1i в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса.This signal is proportional to the first component of the given pressure P z1i in the brake drive of each braked wheel.

Сигнал с выхода сумматора 26 блока оценки вектора состояния 10 каждого затормаживаемого колеса поступает также на вход сумматора 27 блока 14 формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса управляющего устройства 11. Суммарный сигнал, пропорциональный сумме моментов сил торможения всех затормаживаемых колес, через усилитель 28 подается на вход интегратора 29. На выходе интегратора 29 получается сигнал, пропорциональный оценке скорости транспортной машины

Figure 00000034
Этот сигнал, проходя через усилитель 30, преобразуется в сигнал заданной скорости колеса
Figure 00000035
при заданном проскальзывании Sз. На элементе сравнения 31 сигнал заданной скорости
Figure 00000036
сравнивается с сигналом с датчика скорости 7 каждого затормаживаемого колеса. Сигнал, пропорциональный ошибке регулирования скорости колеса, интегрируется на интеграторе 33 блока 15 формирования сигнала заданного давления, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный второй составляющей заданного давления Pз2i в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса. Этот сигнал через нормально замкнутый контакт коммутационного устройства 34 подается на второй вход суммирующего устройства 36. На третий вход суммирующего устройства 36 сигнал Pз2i подается через инвертор 35, изменяющий знак сигнала с плюса на минус при переключении контакта в коммутационном устройстве 34. Переключение контакта в коммутационном устройстве 34 осуществляется по сигналу, поступающему с детектора максимума 17. В детекторе максимума на заданном временном шаге оценивается знак разности
Figure 00000037
Одновременно определяется знак оценки производной от скорости колеса, получаемый с выхода усилительного элемента 20 блока 12 формирования сигнала оценки скорости колеса блока оценки вектора состояния 10. При
Figure 00000038
контакт в коммутационном устройстве каждого затормаживаемого колеса переключается в нормально открытое состояние, при этом сигнал Pз2i на вход суммирующего устройства 36 подается со знаком минус.The signal from the output of the adder 26 of the state vector estimator 10 of each braked wheel also arrives at the input of the adder 27 of the block 14 for generating the wheel speed error signal of the control device 11. The total signal proportional to the sum of the braking forces of all the braked wheels is fed to the integrator input through the amplifier 28 29. At the output of the integrator 29, a signal is obtained proportional to the estimate of the speed of the transport vehicle
Figure 00000034
This signal, passing through the amplifier 30, is converted into a signal of a given wheel speed
Figure 00000035
for a given slip S z . On the comparison element 31, the signal of a given speed
Figure 00000036
compared with the signal from the speed sensor 7 of each braked wheel. A signal proportional to the wheel speed control error is integrated on the integrator 33 of the set pressure signal generating unit 15, the output of which produces a signal proportional to the second component of the set pressure P z2i in the brake drive of each braked wheel. This signal through a normally closed contact of the switching device 34 is supplied to the second input of the summing device 36. To the third input of the summing device 36, the signal P s2i is supplied through the inverter 35, which changes the sign of the signal from plus to minus when switching the contact in the switching device 34. Switching the contact in the switching the device 34 is carried out according to the signal from the maximum detector 17. In the maximum detector at a given time step, the sign of the difference is estimated
Figure 00000037
At the same time, the sign of the estimation of the derivative of the wheel speed is determined, obtained from the output of the amplifying element 20 of the block 12 for generating the wheel speed estimation signal of the state vector estimator 10.
Figure 00000038
the contact in the switching device of each braked wheel switches to the normally open state, while the signal P s2i to the input of the adder 36 is supplied with a minus sign.

При

Figure 00000039
контакт в коммутационном устройстве каждого затормаживаемого колеса возвращается в нормально замкнутое состояние, при этом сигнал Pз2i на вход суммирующего устройства 36 подается со знаком плюс. Суммарный сигнал с выхода суммирующего устройства 36, пропорциональный заданному давлению в тормозном приводе Pзi каждого затормаживаемого колеса, сравнивается на элементе сравнения 37 блока 16 формирования управляющего сигнала с сигналом, поступающим с датчика давления 9 каждого затормаживаемого колеса. Усиленный усилителем 38 сигнал ошибки управления, равный управляющему сигналу Ui для каждого затормаживаемого колесаподается на модулятор давления каждого затормаживаемого колеса. Давление в приводе каждого затормаживаемого колеса изменяется пропорционально управляющему сигналу Ui.At
Figure 00000039
the contact in the switching device of each braked wheel returns to a normally closed state, while the signal P z2i to the input of the adder 36 is supplied with a plus sign. The total signal from the output of the summing device 36, proportional to the set pressure in the brake drive P zi of each braked wheel, is compared on the comparison element 37 of the control signal generating unit 16 with the signal from the pressure sensor 9 of each braked wheel. Amplified by the amplifier 38, a control error signal equal to the control signal U i for each braked wheel is supplied to the pressure modulator of each braked wheel. The pressure in the drive of each braked wheel varies in proportion to the control signal U i .

Скорости затормаживаемых колес изменяются так, что их относительные проскальзывания находятся вблизи заданного проскальзывания или вблизи оптимального (критического) проскальзывания Ski, соответствующего максимуму функции MΦi(Si)
При изменении коэффициента сцепления любого из затормаживаемых колес соответствующий блок оценки вектора состояния 10 отслеживает это изменение. При этом изменяется заданное давление в тормозном приводе соответствующего колеса, за счет чего обеспечивается адаптивные свойства системе автоматического торможения и высокая эффективность торможения.The speeds of the braked wheels are changed so that their relative slippages are near the specified slippage or near the optimal (critical) slippage S ki corresponding to the maximum of the function M Φi (S i )
When the adhesion coefficient of any of the braked wheels is changed, the corresponding state vector estimator 10 tracks this change. In this case, the set pressure in the brake drive of the corresponding wheel changes, due to which adaptive properties of the automatic braking system and high braking efficiency are ensured.

Расчетные исследования показывают, что при любых коэффициентах сцепления и при скачкообразных изменениях коэффициента сцепления в процессе торможения показатель эффективности торможения, представляющий собой отношение среднереализуемого за время торможения коэффициента сцепления к максимально возможному для заданных условий торможения коэффициенту сцепления, большую часть времени торможения (75-80% полного времени торможения) достигает величины 0,97-0,98, что свидетельствует о эффективности предлагаемого способа автоматического торможения. Достоинство предлагаемого способа заключается также в том, что в отличие от известного способа управления, при технической реализации не требуется применять дифференцирующие устройства для определения ускорения замедления затормаживаемого колеса, что делает устройство автоматического торможения помехозащищенным и повышает его надежность. Computational studies show that for any friction coefficient and abrupt changes in the friction coefficient during braking, the braking performance indicator, which is the ratio of the friction coefficient average realized during braking to the maximum coefficient of friction for the given braking conditions, is most of the braking time (75-80% total braking time) reaches a value of 0.97-0.98, which indicates the effectiveness of the proposed method of automatic braking zheniya. The advantage of the proposed method also lies in the fact that, in contrast to the known control method, during technical implementation it is not necessary to use differentiating devices to determine the acceleration of deceleration of the braked wheel, which makes the automatic braking device noise-immune and increases its reliability.

Claims (9)

1. Способ автоматического управления торможением транспортной машины, заключающийся в изменении давления в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса пропорционально управляющему сигналу, отличающийся тем, что в процессе торможения непрерывно оценивают моменты сил торможения каждого затормаживаемого колеса, определяют оценку суммарной тормозной силы, действующей на транспортную машину, и оценку скорости движения транспортной машины, при заданном постоянном уровне проскальзывания определяют оценку заданной скорости для каждого затормаживаемого колеса, сравнивают заданную скорость с фактической скоростью колеса и определяют ошибку регулирования для каждого затормаживаемого колеса, с использованием оценок момента сил торможения и ошибок регулирования скорости колеса определяют заданное давление в тормозном приводе каждого затормаживаемого колеса, сравнивают заданное давление с фактическим давлением в тормозном приводе и по сигналу ошибки формируют для каждого затормаживаемого колеса управляющий сигнал, который подают на модулятор давления каждого затормаживаемого колеса. 1. A method of automatically controlling the braking of a transport vehicle, which consists in changing the pressure in the brake drive of each braked wheel in proportion to the control signal, characterized in that during braking, the braking moments of each braking wheel are continuously evaluated, an estimate of the total braking force acting on the transport machine is determined, and an estimate of the speed of the transport machine, at a given constant level of slippage, an estimate of the set speed for each Once the wheel is braked, the set speed is compared with the actual wheel speed and the control error for each braked wheel is determined, using the estimates of the braking force moment and wheel speed control errors, the set pressure in the brake drive of each braked wheel is determined, and the set pressure is compared with the actual pressure in the brake drive and according to the error signal, a control signal is generated for each braked wheel, which is supplied to the pressure modulator of each braked wheel. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе торможения при проскальзываниях колеса меньше заданного значения оценивают наличие максимума момента тормозной силы для каждого затормаживаемого колеса и при наличии максимума принимают составляющую заданного давления, зависящую от ошибки регулирования скорости колеса, со знаком минус при замедлении колеса и со знаком плюс при ускорении колеса. 2. The method according to claim 1, characterized in that during braking during wheel slippage less than a predetermined value, the presence of a maximum torque of the braking force for each braked wheel is assessed and, if there is a maximum, a component of the set pressure, depending on the error of the wheel speed control, is taken with a minus sign when decelerating the wheel and with a plus sign when accelerating the wheel. 3. Устройство для автоматического управления торможением транспортной машины, содержащее тормозной кран, связанный с педалью тормоза, и для каждого затормаживаемого колеса модулятор давления, связанный входом с тормозным краном, а выходом с тормозным механизмом колеса, и датчик скорости колеса, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком исходного положения педали тормоза и для каждого затормаживаемого колеса датчиком давления в тормозном приводе и блоком оценки вектора состояния затормаживаемого колеса, включающим в себя блок формирования сигнала оценки скорости колеса и блок формирования сигнала оценки момента силы торможения, и управляющее устройство, включающее в себя блок формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса, блок формирования сигнала заданного давления в тормозном приводе колеса, блок формирования управляющего сигнала и детектор максимума, причем в блоке оценки вектора состояния затормаживаемого колеса первый вход блока формирования сигнала оценки скорости колеса связан с датчиком давления, второй вход с выходом блока формирования сигнала оценки момента силы торможения, первый выход с первым входом блока формирования сигнала оценки момента силы торможения, второй выход с первым входом детектора максимума управляющего устройства, второй вход блока формирования сигнала оценки момента силы торможения связан с датчиком скорости колеса, а выход связан также в управляющем устройстве с первым входом блока формирования заданного давления в тормозном приводе колеса, с вторым входом детектора максимума и первым входом блока формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса, в управляющем устройстве второй вход блока формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса связан с датчиком скорости колеса, а выход с вторым входом блока формирования заданного давления, третий вход которого связан с выходом детектора максимума, а выход с первым входом блока формирования управляющего сигнала, второй вход которого связан с датчиком давления, а выход с модулятором давления. 3. A device for automatically controlling the braking of a transport vehicle, comprising a brake valve connected to the brake pedal, and for each brake wheel a pressure modulator connected to the input to the brake valve and the output to the brake mechanism of the wheel, and a wheel speed sensor, characterized in that it equipped with a sensor for the initial position of the brake pedal and for each braked wheel a pressure sensor in the brake actuator and a unit for evaluating the state of the braked wheel, including a block forming a signal for estimating the wheel speed and a block for generating a signal for estimating the moment of braking force, and a control device including a block for generating a signal for error of wheel speed regulation, a block for generating a signal of a predetermined pressure in the brake wheel drive, a block for generating a control signal and a maximum detector, and in the block estimating the state vector of the braked wheel, the first input of the wheel speed estimation signal generating unit is connected to the pressure sensor, the second input with the output of the si forming unit the moment of estimating the moment of braking force, the first output with the first input of the signal generating unit for estimating the moment of braking force, the second output with the first input of the maximum detector of the control device, the second input of the signal generating unit for estimating the moment of braking power is connected to the wheel speed sensor, and the output is also connected to the control device with the first input of the set pressure generating unit in the brake wheel drive, with the second input of the maximum detector and the first input of the control error signal generating unit the wheels, in the control device, the second input of the wheel speed control error signal generating unit is connected to the wheel speed sensor, and the output is with the second input of the set pressure generating unit, the third input of which is connected to the maximum detector output, and the output is with the first input of the control signal generating unit, the second input of which is connected with a pressure sensor, and the output with a pressure modulator. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования сигнала оценки скорости колеса в блоке оценки вектора состояния затормаживаемого колеса содержит связанный с первым входом упомянутого блока первый усилительный элемент, связанный выходом с первым входом элемента сравнения, второй вход которого связан с вторым входом блока, выход элемента сравнения связан с вторым усилительным элементом, выход которого связан с интегратором и вторым выходом блока, выход интегратора связан с первым выходом блока. 4. The device according to claim 3, characterized in that the wheel speed estimation signal generating unit in the brake wheel state vector estimation unit comprises a first amplifying element connected to a first input of said block and connected to an output with a first input of a comparison element, the second input of which is connected to a second the input of the block, the output of the comparison element is connected to the second amplifying element, the output of which is connected to the integrator and the second output of the block, the output of the integrator is connected to the first output of the block. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования сигнала оценки момента силы торможения в блоке оценки вектора состояния затормаживаемого колеса содержит элемент сравнения, первый вход которого связан с первым входом упомянутого блока, второй вход с вторым входом блока, а выход через первый усилительный элемент с первым входом суммирующего элемента, и через второй усилительный элемент и интегратор с вторым входом упомянутого суммирующего элемента, выход которого связан с выходом блока. 5. The device according to claim 3, characterized in that the signal generation unit for evaluating the moment of braking force in the unit for evaluating the state of the braked wheel contains a comparison element, the first input of which is connected to the first input of the said block, the second input to the second input of the block, and the output through a first amplifying element with a first input of the summing element, and through a second amplifying element and an integrator with a second input of the said summing element, the output of which is connected to the output of the block. 6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса в управляющем устройстве содержит последовательно соединенные с первым входом упомянутого блока суммирующий элемент, первый усилительный элемент, интегратор и второй усилительный элемент, выход которого связан с первым входом элемента сравнения, второй вход которого связан с вторым входом блока, а выход с выходом блока. 6. The device according to claim 3, characterized in that the wheel speed control error signal generating unit in the control device comprises a summing element, a first amplifying element, an integrator and a second amplifying element, the output of which is connected to the first input of the element, connected in series with the first input of the said block comparison, the second input of which is connected with the second input of the block, and the output with the output of the block. 7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования заданного давления в управляющем устройстве содержит усилительный элемент, связанный входом с первым входом упомянутого блока, а выходом с первым входом суммирующего элемента, интегратор, связанный входом с вторым входом блока, а выходом с коммутационным устройством, связанным через нормально замкнутый контакт с вторым входом суммирующего устройства, а через нормально разомкнутый контакт и инвертор с третьим входом суммирующего устройства, выход которого связан с выходом блока, причем управляющий вход упомянутого коммутационного устройства связан с третьим входом блока. 7. The device according to claim 3, characterized in that the unit for generating a predetermined pressure in the control device comprises an amplifying element connected by an input to the first input of the said unit, and by an output with the first input of the summing element, an integrator connected by the input to the second input of the block, and the output with a switching device connected through a normally closed contact with the second input of the summing device, and through a normally open contact and an inverter with the third input of the summing device, the output of which is connected to the output of the unit and, moreover, the control input of said switching device is connected to the third input of the unit. 8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования управляющего сигнала в управляющем устройстве содержит суммирующий элемент, связанный первым входом с первым входом упомянутого блока, вторым входом с вторым входом блока, а выходом через усилительный элемент с выходом блока. 8. The device according to claim 3, characterized in that the control signal generating unit in the control device comprises a summing element connected to the first input with the first input of the said block, the second input to the second input of the block, and the output through the amplifying element with the output of the block. 9. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит устройство выборки-хранения, связанное информационным входом с датчиком скорости колеса, управляющим входом с датчиком исходного положения педали управления торможением, а выходом с входом начального условия интегратора блока оценки скорости колеса в блоке оценки вектора состояния затормаживаемого колеса и через вычислитель скорости транспортной машины в начале торможения с входом начального условия интегратора блока формирования сигнала ошибки регулирования скорости колеса в управляющем устройстве. 9. The device according to claim 3, characterized in that it comprises a sampling-storage device associated with an information input with a wheel speed sensor, a control input with a sensor for the initial position of the brake control pedal, and an output with an input of the initial condition of the integrator of the wheel speed estimation unit in the block assessment of the state vector of the braked wheel and through the calculator of the speed of the transport vehicle at the beginning of braking with the input of the initial condition of the integrator of the unit for generating the signal for the error of wheel speed regulation in directs the device.
RU94022029A 1994-06-17 1994-06-17 Method of and device for vehicle brake automatic control RU2086441C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94022029A RU2086441C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Method of and device for vehicle brake automatic control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94022029A RU2086441C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Method of and device for vehicle brake automatic control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94022029A RU94022029A (en) 1996-06-27
RU2086441C1 true RU2086441C1 (en) 1997-08-10

Family

ID=20157109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94022029A RU2086441C1 (en) 1994-06-17 1994-06-17 Method of and device for vehicle brake automatic control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2086441C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703822C1 (en) * 2016-04-15 2019-10-22 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Braking force control method and braking force control device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE533139C2 (en) * 2008-11-21 2010-07-06 Scania Cv Abp System for determining the ability to predict braking
SE533135C2 (en) * 2008-11-21 2010-07-06 Scania Cv Abp Brake feedback system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1013323, кл. B 60 T 8/72, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР N 1054146, кл. B 60 T 8/60, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703822C1 (en) * 2016-04-15 2019-10-22 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Braking force control method and braking force control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU94022029A (en) 1996-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6401024B1 (en) Vehicle follow-up control system
JP4413931B2 (en) Vehicle and vehicle control device
EP1204541B1 (en) Vehicle speed control system
KR100618505B1 (en) Vehicle driving force control apparatus
EP1194308B1 (en) Gear shifting on target speed reduction in vehicle speed control system
US6459982B1 (en) Preceding vehicle following control system
EP1155900B1 (en) Vehicle speed control system
EP2578850B1 (en) Vibration-damping control device for vehicle
US4823269A (en) Wheel spin control apparatus
US6236926B1 (en) Vehicle behavior control device
JPH04262952A (en) Circuit for use for anti-lock control or traction slippery control
WO2011108082A1 (en) Vehicle control device
US5333943A (en) Method and system for anti-lock braking in automobile by measuring brake torque
JP4474768B2 (en) Brake device
US5551769A (en) Method and system for split mu control for anti-lock brake systems
RU2086441C1 (en) Method of and device for vehicle brake automatic control
US5240094A (en) Ratio control for continuously variable transmission during braking
JP3885420B2 (en) Vehicle travel control device
KR20210073951A (en) Torque vectoring system and control method for vehicle
JP3697904B2 (en) Inter-vehicle distance control device
JPH05270387A (en) Brake control device for electric automobile
US20030151302A1 (en) Slip regulation algorithm for an automotive vehicle using a normal force estimate and a predetermined peak wheel slip
JP2021030929A (en) Vehicular brake control apparatus
JP4701941B2 (en) Vehicle body speed estimation device
EP4049885A1 (en) Control device