RU2285626C1 - Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement - Google Patents

Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement Download PDF

Info

Publication number
RU2285626C1
RU2285626C1 RU2005114131/11A RU2005114131A RU2285626C1 RU 2285626 C1 RU2285626 C1 RU 2285626C1 RU 2005114131/11 A RU2005114131/11 A RU 2005114131/11A RU 2005114131 A RU2005114131 A RU 2005114131A RU 2285626 C1 RU2285626 C1 RU 2285626C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
automobile
acceleration
car
critical
Prior art date
Application number
RU2005114131/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Санкин (RU)
Юрий Николаевич Санкин
нов Михаил Владимирович Гурь (RU)
Михаил Владимирович Гурьянов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2005114131/11A priority Critical patent/RU2285626C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2285626C1 publication Critical patent/RU2285626C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport engineering.
SUBSTANCE: invention relates to methods aimed at increasing active safety of vehicles. proposed device includes system interrupting delivery of fuel, two pickups installed on axle and detecting side acceleration of axle and axle turning acceleration, two series-connected integrators for processing signals of pickups and generating variable components of side displacement and angle of turning, correlator arranged on automobile body with two pickups detecting side acceleration of body and body turning acceleration, shaft link multiplier and integrator designed for determining impulse transient functions of objects basing on variable components, device for determining absolute deformation of soil with possibility of transmission of data to input of electronic device determining critical speed of automobile which determines critical speed of automobile using frequency stability criterion, mismatching device breaking connection between accelerator pedal position pickup and electronic injection control unit at speed of automobile equal to critical one, thus limiting speed of automobile at straight-ahead running.
EFFECT: reduced limitation of maximum speed of straight-ahead running as to heading stability with due account of changes in dynamic characteristics of automobile and characteristics of soil.
9 dwg

Description

Изобретение относится к способам повышения активной безопасности транспортных средств и может быть использовано в автомобильной технике.The invention relates to methods for increasing the active safety of vehicles and can be used in automotive engineering.

Существует устройство контроля устойчивости транспортного средства, предназначенное для ограничения скорости движения транспортных средств на повороте (система управления динамикой автомобиля VDC - стр.668. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. - М.: ЗАО КЖИ "За рулем", 2002, - 896 с.) и принятое за прототип.There is a vehicle stability control device designed to limit the speed of vehicles in a bend (VDC vehicle dynamics control system - p. 688. Automobile reference book. Translated from English. First Russian edition. - M.: KZi Za Rulem CJSC, 2002 , - 896 p.) And taken as a prototype.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при применении известного устройства ограничения скорости, принятого за прототип, относятся: ограниченность режима контроля устойчивости только при повороте автомобиля, отсутствие учета изменения динамических характеристик автомобиля в зависимости от загрузки или износа или поломки какого-либо элемента крепления, отсутствие учета жесткости дорожного покрытия.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known speed limiting device adopted for the prototype include: limited stability control mode only when turning the car, the lack of consideration of changes in the dynamic characteristics of the car depending on the load or wear or breakdown of any fastening element , lack of consideration of the rigidity of the road surface.

Технический результат - ограничение максимальной скорости прямолинейного движения автомобиля по условию курсовой устойчивости с учетом изменения динамических характеристик автомобиля и характеристик грунта в боковом движении.The technical result is the limitation of the maximum speed of the rectilinear movement of the car under the condition of directional stability, taking into account changes in the dynamic characteristics of the car and the characteristics of the soil in lateral motion.

Возникновение неустойчивого прямолинейного движения, вызывающего снижение критической скорости автомобиля, связано как с изменением динамических характеристик упругой системы автомобиля, например, при загрузке его пассажирами, так и с движением по дорожному покрытию с малой жесткостью, особенно на грунтовой дороге.The emergence of unstable rectilinear motion, causing a decrease in the critical speed of the car, is associated both with a change in the dynamic characteristics of the elastic system of the car, for example, when it is loaded by passengers, and with movement on the road surface with low stiffness, especially on a dirt road.

Особенность заключается в том, что предлагаемое устройство ограничения максимальной скорости основывается на частотном критерии устойчивости, в котором используется математическая модель автомобиля и жесткость дорожного покрытия, получаемые в процессе его движения.The peculiarity lies in the fact that the proposed device for limiting the maximum speed is based on the frequency stability criterion, which uses a mathematical model of the car and the rigidity of the road surface obtained during its movement.

Сущность изобретения заключается в следующем: устройство ограничивает максимальную скорость автомобиля по условию его курсовой устойчивости.The invention consists in the following: the device limits the maximum speed of the car according to the condition of its exchange rate stability.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - алгоритм работы электронного устройства определения критической скорости автомобиля; на фиг.3 показана схема работы устройства определения жесткости дорожного покрытия; на фиг.4 - экспериментальный способ определения боковой жесткости грунта; на фиг.5, а - импульсная переходная функция, на фиг.5, б - соответствующая амплитудно-фазочастотная характеристика (АФЧХ) бокового перемещения; на фиг.6, а - импульсная переходная функция, на фиг.6, б - соответствующая АФЧХ поворота; на фиг.7 - перекрестная АФЧХ; на фиг.8 и 9 - АФЧХ λ1 и λ2 соответственно.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a device; figure 2 - algorithm of the electronic device for determining the critical speed of the car; figure 3 shows a diagram of a device for determining the rigidity of the pavement; figure 4 - experimental method for determining the lateral stiffness of the soil; figure 5, a is a pulse transition function, figure 5, b is the corresponding amplitude-phase-frequency characteristic (AFC) of lateral movement; in Fig.6, a is a pulse transition function, in Fig.6, b is the corresponding AFC of rotation; Fig.7 is a cross-section AFC; on Fig and 9 - AFC λ 1 and λ 2 respectively.

Устройство содержит (Фиг.1): два датчика 1 - бокового ускорения и ускорения поворота, установленные на мосту автомобиля; два последовательно включенных интегратора - 2, 3; два датчика 4 - бокового ускорения и ускорения поворота, установленные на кузове автомобиля; звено сдвига 5; перемножитель 6; интегратор 7; два лазерных датчика 8 расстояния, установленных на кузове автомобиля; электронное устройство определения критической скорости автомобиля 9; датчик положения педали подачи топлива 10; датчик скорости нажатия педали подачи топлива 11; датчик числа оборотов вторичного вала коробки передач 12; рассогласователь 13 электронного блока управления впрыском топлива 14, топливных форсунок 15 и двигателя 16.The device contains (Figure 1): two sensors 1 - lateral acceleration and acceleration of rotation, mounted on the bridge of the car; two series-connected integrators - 2, 3; two sensors 4 - lateral acceleration and acceleration of rotation, mounted on the car body; link shear 5; multiplier 6; integrator 7; two laser sensors 8 distance mounted on the car body; an electronic device for determining the critical speed of a vehicle 9; the position sensor of the fuel pedal 10; the speed sensor pressing the fuel pedal 11; the gearbox secondary shaft speed sensor 12; the mismatch 13 of the electronic fuel injection control unit 14, the fuel nozzles 15 and the engine 16.

Работа устройства осуществляется следующим образом: на мосту автомобиля находятся два датчика 1, фиксирующие показания бокового ускорения моста и ускорения поворота моста. Сигналы с датчиков подаются на два последовательно включенных интегратора 2 и 3, где сигналы дважды интегрируются. На выходе интеграторов получают переменные составляющие бокового перемещения и угла поворота. Далее сигналы подаются на коррелятор, определяющий по переменным составляющим импульсные переходные функции объекта.The operation of the device is as follows: on the bridge of the car there are two sensors 1 that record the readings of lateral acceleration of the bridge and acceleration of rotation of the bridge. The signals from the sensors are fed to two integrators 2 and 3 connected in series, where the signals are integrated twice. At the output of the integrators receive variable components of lateral displacement and angle of rotation. Next, the signals are fed to the correlator, which determines the impulse transient functions of the object by the variable components.

Коррелятор, расположенный на кузове автомобиля, с установленными на нем двумя датчиками 4 - бокового ускорения кузова и ускорения поворота кузова, звена сдвига 5, перемножителя 6 и интегратора 7. Получив переходную функцию для поперечного перемещения, коррелятор в автоматическом режиме переходит в режим построения импульсной переходной функции угла поворота.The correlator located on the car body, with two sensors 4 installed on it - lateral acceleration of the body and acceleration of rotation of the body, shift link 5, multiplier 6 and integrator 7. Having received the transition function for lateral movement, the correlator automatically switches to the construction mode of the pulse transition rotation angle functions.

На кузове автомобиля находится устройство определения абсолютной деформации грунта 8. Вычисленная величина смятия грунта δ и переходные функции подаются на вход электронного устройства определения критической скорости 9, где δ соотносится с табличными значениями в постоянной памяти компьютера и выбирается определенная ей боковая жесткость покрытия НR, и на выходе электронного устройства получают значение критической скорости автомобиля.On the car body is a device for determining the absolute deformation of the soil 8. The calculated value of soil crushing δ and the transition functions are fed to the input of the electronic device for determining the critical speed 9, where δ is correlated with the table values in the computer’s permanent memory and the lateral stiffness of the coating determined by it is selected, H R , and at the output of the electronic device, the critical speed of the car is obtained.

Алгоритм вычисления значения критической скорости основан на частотном критерии устойчивости и представлен на фиг.2. Значение критической скорости автомобиля подается на рассогласователь 13.The algorithm for calculating the critical velocity value is based on the frequency stability criterion and is presented in FIG. 2. The value of the critical speed of the car is fed to the mismatch 13.

Рассогласователь 13 разрывает связь между датчиком положения педали подачи топлива 10 и электронным блоком управления впрыском 14 и выдает эквивалентный сигнал сигналу датчика положения педали подачи топлива 10. Кроме того, на рассогласователь 13 поступают: сигнал частоты вращения вторичного вала коробки передач 12, выдающий с учетом передаточного числа главной пары и радиуса колеса мгновенную скорость движения автомобиля; скорость нажатия педали подачи топлива 11. Если значение мгновенной скорости автомобиля превышает значение критической скорости, то рассогласователь 13 выдает сигнал, соответствующий малому перемещению педали подачи топлива.The mismatch 13 breaks the connection between the position sensor of the fuel pedal 10 and the electronic control unit 14 and provides an equivalent signal to the sensor position of the fuel supply pedal 10. In addition, the mismatch 13 receives: a signal of the secondary shaft speed of the gearbox 12, taking into account the transfer the numbers of the main pair and the radius of the wheel are the instantaneous speed of the car; the speed of depressing the fuel pedal 11. If the instantaneous speed of the vehicle exceeds the critical speed, then the mismatch 13 generates a signal corresponding to a small movement of the fuel pedal.

Электронный блок управления впрыском топлива 14, получая такой сигнал, полностью прекращает выдачу командных импульсов на топливную форсунку 15, последняя тем самым прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя 16, обеспечивая тем самым процесс торможения автомобиля.The electronic fuel injection control unit 14, receiving such a signal, completely stops issuing command pulses to the fuel injector 15, the latter thereby stops the fuel supply to the cylinders of the engine 16, thereby ensuring the braking of the vehicle.

В случае необходимости (совершение маневра) при резком нажатии на педаль подачи топлива, что фиксирует датчик скорости нажатия педали подачи топлива 11, рассогласователь 13 передает прямой сигнал с датчика положения педали подачи топлива 10, то есть система ограничения максимальной скорости отключается, и топливо подается по обычной схеме. Устройство ограничения скорости включается вновь в работу через 30 секунд, то есть за время, необходимое для завершения маневра.If necessary (performing a maneuver) by pressing the fuel pedal sharply, which detects the speed sensor of the fuel pedal 11, the mismatch 13 transmits a direct signal from the position sensor of the fuel pedal 10, that is, the maximum speed limiting system is turned off, and the fuel is supplied through the usual pattern. The speed limiting device switches back into operation after 30 seconds, that is, for the time required to complete the maneuver.

На фиг.3 показана работа устройства определения абсолютной деформации грунта - два лазерных датчика расстояния 1, 2 - один до переднего колеса, второй - после, определяют абсолютное расстояние h1 и h2 соответственно, и вычисляется их разница δ=h1-h2.Figure 3 shows the operation of the device for determining the absolute deformation of the soil - two laser distance sensors 1, 2 - one to the front wheel, the second - after, determine the absolute distance h 1 and h 2 respectively, and calculate their difference δ = h 1 -h 2 .

С помощью абсолютно жесткой модели колеса для заданного набора покрытий определяется δ - деформация грунта и соответственная ей боковая жесткость дорожного покрытия HR, которая заносится в постоянную память компьютера. С этой целью производят ряд повторных замеров с имитацией процесса скольжения. Перемещают имитатор - абсолютно жесткую модель колеса автомобиля по требуемому дорожному покрытию до момента появления бокового заноса, фиксируя при этом прикладываемую боковую силу F0 и смещение имитатора х, определяя жесткость дорожного покрытия как

Figure 00000002
(фиг.4), где x0 определяется из геометрических соображений согласно фиг.4. Вертикальную нагрузку на имитатор назначают из условия равенства удельного давления, возникающие в зоне контакта, с удельным давлениям в зоне взаимодействия автомобильного колеса с покрытием. Суммарные жесткости Н1 и Н2 колес передней и задней оси вычисляются с учетом жесткости дорожного полотна Using an absolutely rigid wheel model for a given set of coatings, δ is determined as the soil deformation and the corresponding lateral stiffness of the road surface H R , which is stored in the computer’s permanent memory. To this end, a series of repeated measurements are made with an imitation of the slip process. The simulator is moved - an absolutely rigid model of the car wheel along the required road surface until lateral skidding occurs, while fixing the applied lateral force F 0 and the simulator displacement x, determining the stiffness of the road surface as
Figure 00000002
(figure 4), where x 0 is determined from geometric considerations according to figure 4. The vertical load on the simulator is assigned from the condition of equality of the specific pressure arising in the contact zone with the specific pressure in the zone of interaction of the automobile wheel with the coating. The total stiffness N 1 and N 2 of the wheels of the front and rear axles are calculated taking into account the rigidity of the roadway

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

Кроме того, в память компьютера вносятся постоянные параметры - жесткость шин в боковом направлении НT1 и НT2, коэффициенты их увода β1 и β2, расстояние от осей до центра тяжести - a1, a2, определяются для каждой модели автомобиля индивидуально, и закладываются в исходные данные программы, реализующей ограничение скорости.In addition, constant parameters are entered into the computer memory - tire stiffness in the lateral direction Н T1 and Н T2 , their removal coefficients β 1 and β 2 , the distance from the axles to the center of gravity - a 1 , a 2 , are determined individually for each car model, and laid down in the initial data of the program that implements the speed limit.

Теоретические сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.Theoretical information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result are as follows.

Рассматриваем упругую систему автомобиля как линейную систему. На вход системы ограничения скорости движения со стороны дорожного профиля подается случайный сигнал, который в первом приближении считаем белым шумом. Автомобиль снабжен электронной системой, имеющей 4 датчика.We consider the elastic system of the car as a linear system. A random signal is applied to the input of the speed limitation system from the side of the road profile, which, as a first approximation, is considered white noise. The car is equipped with an electronic system having 4 sensors.

Сигнал подают на коррелятор, определяющий по переменным составляющим импульсные переходные функции объекта. Автокорреляционной функцией сигнала х - бокового перемещения является импульсная функция видаThe signal is fed to the correlator, which determines the impulse transient functions of the object by the variable components. The autocorrelation function of the signal x - lateral displacement is the impulse function of the form

Figure 00000005
Figure 00000005

где δ(τ) - единичная импульсная функция.where δ (τ) is the unit impulse function.

При этомWherein

Figure 00000006
Figure 00000006

где Θ(τ) - импульсная переходная функция.where Θ (τ) is the pulse transition function.

Меняя параметр сдвига τ и вычисляя взаимно корреляционную функцию входа и выхода объекта, получаем точки графика импульсной переходной функции объекта.Changing the shift parameter τ and calculating the cross-correlation function of the input and output of the object, we obtain the graph points of the pulse transition function of the object.

Преимуществом указанного способа является то, что объект исследуется в процессе нормальной эксплуатации, когда при длительной работе входной сигнал можно рассматривать как стационарный случайный процесс. При этом имеет место большая помехозащищенность.The advantage of this method is that the object is investigated during normal operation, when during continuous operation the input signal can be considered as a stationary random process. In this case, there is a large noise immunity.

Получают при помощи коррелятора зависимости x(t) и θ(t), то есть переходные функции для бокового перемещения и поворота, и подают их далее на электронное вычислительное устройство, которое находит соответствующие АФЧХ.The dependences x (t) and θ (t) are obtained using the correlator, that is, transition functions for lateral movement and rotation, and then they are fed to an electronic computing device that finds the corresponding AFCs.

Для этого вычисляем интегралыTo do this, we calculate the integrals

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

где верхний предел интегрирования на самом деле является конечным и подбирается путем контрольных просчетов, когда значения ReW(iω) и ImW(iω) практически перестают меняться в зависимости от верхнего предела интегрирования.where the upper limit of integration is actually finite and is selected by means of control miscalculations, when the values of ReW (iω) and ImW (iω) practically cease to change depending on the upper limit of integration.

В результате получим АФЧХ линейного и углового перемещения центра масс: W11(iω) и W22(iω) соответственно. По построенным АФЧХ фиксируют характерные частоты - экстремальные точки АФЧХ, соответствующие минимальному значению мнимой составляющей ωn и максимальному значению вещественной составляющей ωn max. По зафиксированным значениям ωn и ωn max определяют постоянные времениAs a result, we obtain the AFC of the linear and angular displacements of the center of mass: W 11 (iω) and W 22 (iω), respectively. According to the constructed AFC, the characteristic frequencies are recorded - the extreme points of the AFC corresponding to the minimum value of the imaginary component ω n and the maximum value of the real component ω n max . The fixed values of ω n and ω n max determine the time constants

Figure 00000009
Figure 00000009

где Tn2, Tn1 - соответственно инерционная постоянная времени и постоянная времени демпфирования n-го колебательного звена. Смотри: Ю.Н.Санкин. Динамика несущих систем металлорежущих станков. - М.: Машиностроение, 1986, - 96 с.where T n2 , T n1 - respectively, the inertial time constant and the damping time constant of the nth vibrational link. See: Yu.N. Sankin. The dynamics of the bearing systems of metal cutting machines. - M.: Mechanical Engineering, 1986, - 96 p.

В работе: Динамические характеристики вязкоупругих систем с распределенными параметрами. Санкин Ю.Н. Издательство Саратовского университета, 1977, дано теоретическое представление передаточной функции, являющейся математической моделью эквивалентной упругой системыIn the work: Dynamic characteristics of viscoelastic systems with distributed parameters. Sankin Yu.N. Saratov University Press, 1977, gives a theoretical representation of the transfer function, which is a mathematical model of an equivalent elastic system

Figure 00000010
Figure 00000010

где

Figure 00000011
- соответствующие матрицы коэффициентов усиления n-го колебательного звена
Figure 00000012
, обозначая
Figure 00000013
, N - число существенно проявляющихся витков АФЧХ.Where
Figure 00000011
- the corresponding matrix of gain factors of the n-th vibrational link
Figure 00000012
denoting
Figure 00000013
, N is the number of significantly manifesting turns of the AFC.

Для получения перекрестных АФЧХ: W12(iω) и W21(iω) воспользуемся уже полученными значениями постоянных времени колебательных звеньев, коэффициенты усиления получают из выраженияTo obtain cross-sectional AFCs: W 12 (iω) and W 21 (iω), we will use the already obtained values of the time constants of the vibrational links, the gain factors are obtained from the expression

Figure 00000014
Figure 00000014

При построении теоретической модели была выявлена зависимость знака перекрестных АФЧХ - второе колебательное звено имеет отрицательный знак, поэтому при получении коэффициентов усиления подставляется знак "минус".When constructing the theoretical model, the dependence of the sign of the cross-section frequency response was revealed - the second oscillating link has a negative sign, therefore, when receiving gain factors, the minus sign is substituted.

Имея в распоряжении АФЧХ линейных и угловых перемещений центра масс, а также перекрестные АФЧХ, получим матрицу передаточных функций в видеHaving at the disposal of the AFC linear and angular displacements of the center of mass, as well as the cross AFC, we obtain the matrix of transfer functions in the form

Figure 00000015
Figure 00000015

Матрица передаточных функций характеризует динамику бокового перемещения точки, принятой за полюс, и динамику угловых перемещений вокруг этого полюса и представляет математическую модель упругой системы автомобиля в боковом движении.The matrix of transfer functions characterizes the dynamics of lateral movement of a point taken as a pole, and the dynamics of angular displacements around this pole and represents a mathematical model of the elastic system of a car in lateral movement.

Дополняя матрицу передаточных функций уравнениями неголономной связи шин с дорожным покрытиемComplementing the transfer function matrix with equations of nonholonomic connection of tires with a road surface

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

где β1, β2 - коэффициент деформации шин передней и задней оси; Х - поперечная координата центра тяжести автомобиля; х - поперечная координата прямоугольника, вершины которого - точки соприкосновения колес с дорожным покрытием; Θ - угол, определяющий направление автомобиля; θ - угол, определяющий направление прямоугольника, вершины которого - точки соприкосновения колес с дорожным покрытием; а1, а2 - расстояния от передней и задней оси до положения центра тяжести; V - скорость движения автомобиля.where β 1 , β 2 - strain coefficient of tires of the front and rear axles; X is the transverse coordinate of the center of gravity of the vehicle; x is the transverse coordinate of the rectangle, the vertices of which are the points of contact of the wheels with the road surface; Θ - angle determining the direction of the car; θ is the angle that determines the direction of the rectangle, the vertices of which are the points of contact of the wheels with the road surface; a 1 , a 2 - the distance from the front and rear axles to the position of the center of gravity; V - vehicle speed.

Передаточная матрица, соответствующая уравнениям неголономной связиTransfer matrix corresponding to nonholonomic constraint equations

Figure 00000018
Figure 00000018

Общая передаточная матрица Н системы является произведением W(iω) и W2(iω): Н=W(iω)·W2(iω).The general transfer matrix H of the system is the product of W (iω) and W 2 (iω): H = W (iω) · W 2 (iω).

Сделаем предположение, что кинематическое воздействие φ=φ(е) нелинейно зависит от некоторого параметра е, характеризующего начало возникновения заноса, и удовлетворяет следующим условиям:We make the assumption that the kinematic effect φ = φ (e) nonlinearly depends on some parameter e, which characterizes the onset of a drift, and satisfies the following conditions:

φ(е)Тe>0 при е≠0,φ (е) Т e> 0 for е ≠ 0,

φ(е)=0 при е=0,φ (e) = 0 for e = 0,

|φ(e)|≤М, где М>0,| φ (e) | ≤M, where M> 0,

Кроме того, нелинейность удовлетворяет условиюIn addition, nonlinearity satisfies the condition

Figure 00000019
Figure 00000019

где К>0 - коэффициент, характеризующий нелинейность, равный

Figure 00000020
where K> 0 is a coefficient characterizing the nonlinearity equal to
Figure 00000020

В таком случае, для того чтобы система была асимптотически устойчива, необходимо выполнение следующего матричного частотного неравенства:In this case, in order for the system to be asymptotically stable, the following matrix frequency inequality must be satisfied:

Figure 00000021
Figure 00000021

которое представляет собой матричный аналог частотного критерия Попова. Здесь q>0 - малая величина; I - единичная матрица.which is a matrix analogue of the Popov frequency criterion. Here q> 0 is a small quantity; I is the identity matrix.

Далее рассмотрим интеграл от матричного неравенства в развернутом видеNext, we consider the integral of the matrix inequality in the expanded form

Figure 00000022
Figure 00000022

где

Figure 00000023
- преобразование Фурье от вектора управляющих воздействий; еТ=|х, θ|. Обозначение Re можно опустить в связи с тем, что мнимая часть подынтегральной функции в предыдущем выражении является нечетной и при интегрировании исчезаетWhere
Figure 00000023
- Fourier transform of the vector of control actions; e T = | x, θ |. The notation Re can be omitted due to the fact that the imaginary part of the integrand in the previous expression is odd and, when integrated, disappears

Figure 00000024
Figure 00000024

Вектор выходных параметров находится из соотношенияThe vector of output parameters is found from the relation

Figure 00000025
Figure 00000025

где e0(t) - вектор начальных параметров; Х - матрица импульсных переходных функций. Преобразуем вектор выходных параметров по Фурьеwhere e 0 (t) is the vector of initial parameters; X is the matrix of pulse transition functions. Transform the Fourier vector of output parameters

Figure 00000026
Figure 00000026

где

Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029
Where
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000029

Найдем, чтоFind that

Figure 00000030
Figure 00000030

Учитывая, что мнимая часть преобразования Фурье является нечетной функцией, можно написатьGiven that the imaginary part of the Fourier transform is an odd function, we can write

Figure 00000031
Figure 00000031

Применяя соотношение Парсеваля к вышеприведенному выражению, получимApplying the Parseval relation to the above expression, we obtain

Figure 00000032
Figure 00000032

Функции е(t) и e0(t) удовлетворяют условиям e(t)=0 e0(t)=0 при t<0 и t>Т, где Т - момент наблюдения. Поэтому получаемThe functions e (t) and e 0 (t) satisfy the conditions e (t) = 0 e 0 (t) = 0 for t <0 and t> T, where T is the moment of observation. Therefore, we obtain

Figure 00000033
Figure 00000033

Согласно предположению о выполнении условия нелинейности интеграл J>0 о выполнении следующего матричного частотного неравенства:According to the assumption that the nonlinearity condition is fulfilled, the integral J> 0 about the fulfillment of the following matrix frequency inequality:

Figure 00000034
Figure 00000034

Применим к правой части предыдущего выражения неравенство ШварцаWe apply the Schwarz inequality to the right side of the previous expression

Figure 00000035
Figure 00000035

Согласно условию, наложенному на нелинейность, можно написатьAccording to the condition imposed on nonlinearity, we can write

Figure 00000036
Figure 00000036

Введем обозначенияWe introduce the notation

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

С учетом новых обозначений неравенство перепишется в видеWith the new notation, the inequality is rewritten in the form

Figure 00000039
Figure 00000039

илиor

Figure 00000040
Figure 00000040

Матричное неравенство решается путем установления собственных значений матрицы

Figure 00000041
Re WΣ(iω), которые не должны равняться единице. Графически это означает, что годографы корней характеристического уравнения не должны охватывать единицу. Скорость, при которой годограф корня пересекает значение, равное единице, и есть критическая.Matrix inequality is solved by establishing the eigenvalues of the matrix
Figure 00000041
Re W Σ (iω), which should not be equal to one. Graphically, this means that the hodographs of the roots of the characteristic equation should not span unity. The speed at which the root hodograph crosses a value equal to one is critical.

Для численной проверки использованы исходные данные. Смотри Ю.Н.Санкин, М.В.Гурьянов. Курсовая устойчивость автомобиля как системы с многими степенями свободы // Вестник машиностроения. 2004, №9. С.36-40.For numerical verification, the initial data are used. See Yu.N. Sankin, M.V. Guryanov. Vehicle stability as a system with many degrees of freedom // Bulletin of mechanical engineering. 2004, No. 9. S.36-40.

На фиг.5 и 6 представлены импульсные переходные функции и соответствующие им АФЧХ, полученные с помощью численного интегрирования. На фиг.7 - перекрестная АФЧХ. АФЧХ λ1 и λ2 представлены на фиг.8 и 9, согласно которым критическая скорость Vкр=18 м/с.Figures 5 and 6 show the pulse transition functions and the corresponding AFCs obtained by numerical integration. In Fig.7 - cross AFC. AFC λ 1 and λ 2 are presented in Figs. 8 and 9, according to which the critical velocity V cr = 18 m / s.

Claims (1)

Устройство ограничения скорости автомобиля в зависимости от динамических характеристик и жесткости дорожного покрытия в боковом движении, включающее систему, прерывающую подачу топлива, отличающееся тем, что содержит два датчика 1, установленных на мосту и фиксирующих показания бокового ускорения моста и ускорения поворота моста, два последовательно включенных интегратора 2 и 3 для обработки сигналов с датчиков и выдачи переменных составляющих бокового перемещения и угла поворота, коррелятор, расположенный на кузове автомобиля, с установленными на нем двумя датчиками 4 - бокового ускорения кузова и ускорения поворота кузова, звено сдвига 5, перемножитель 6 и интегратор 7, предназначенный для определения по переменным составляющим импульсных переходных функций объекта, устройство определения абсолютной деформации грунта 8 с возможностью передачи последних на вход электронного устройства определения критической скорости автомобиля 9, определяющего значение критической скорости с использованием частотного критерия устойчивости, рассогласователь 13, разрывающий связь между датчиком положения педали подачи топлива 10 и электронным блоком управления впрыском 14 при достижении действительной скорости автомобиля, равной критической, тем самым ограничивая скорость автомобиля в прямолинейном движении.A device for limiting the speed of a car depending on the dynamic characteristics and stiffness of the road surface in lateral motion, including a system that interrupts the fuel supply, characterized in that it contains two sensors 1 mounted on the bridge and recording readings of lateral acceleration of the bridge and acceleration of turning the bridge, two series-connected integrator 2 and 3 for processing signals from sensors and issuing variable components of lateral displacement and angle of rotation, correlator located on the car body two sensors 4 that were updated on it — lateral acceleration of the body and acceleration of rotation of the body, shear link 5, multiplier 6, and integrator 7, designed to determine the transient components of the pulse transition functions of the object, a device for determining the absolute deformation of soil 8 with the possibility of transferring them to the input of an electronic device determine the critical speed of the car 9, which determines the value of the critical speed using the frequency stability criterion, the mismatch 13, breaking the connection between the position sensor of the fuel supply pedal 10 and the electronic injection control unit 14 when the actual vehicle speed is equal to critical, thereby limiting the speed of the vehicle in rectilinear motion.
RU2005114131/11A 2005-05-11 2005-05-11 Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement RU2285626C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114131/11A RU2285626C1 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114131/11A RU2285626C1 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2285626C1 true RU2285626C1 (en) 2006-10-20

Family

ID=37437832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114131/11A RU2285626C1 (en) 2005-05-11 2005-05-11 Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2285626C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468937C2 (en) * 2010-10-15 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of limiting automobile speed depending upon number of its passengers
RU2487026C2 (en) * 2010-10-13 2013-07-10 Ман Трак Унд Бас Аг Method and device for operation of vehicle, in particular, trackless vehicle or car
RU2504491C2 (en) * 2008-06-18 2014-01-20 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Method to render help to automobile drive under conditions approximating to stability limit
RU2526927C2 (en) * 2013-02-26 2014-08-27 Ирма Николаевна Аквильянова Automatic air-driven carrier decelerator at abrupt turns

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504491C2 (en) * 2008-06-18 2014-01-20 Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. Method to render help to automobile drive under conditions approximating to stability limit
RU2487026C2 (en) * 2010-10-13 2013-07-10 Ман Трак Унд Бас Аг Method and device for operation of vehicle, in particular, trackless vehicle or car
RU2468937C2 (en) * 2010-10-15 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Method of limiting automobile speed depending upon number of its passengers
RU2526927C2 (en) * 2013-02-26 2014-08-27 Ирма Николаевна Аквильянова Automatic air-driven carrier decelerator at abrupt turns

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Comprehensive tire–road friction coefficient estimation based on signal fusion method under complex maneuvering operations
US6816799B2 (en) Vehicle operating parameter determination system and method
Venhovens et al. Vehicle dynamics estimation using Kalman filters
Ghoneim et al. Integrated chassis control system to enhance vehicle stability
US7702442B2 (en) Control device for vehicle
US6351694B1 (en) Method for robust estimation of road bank angle
US20040030479A1 (en) Method and system for controlling the performance of a motor vehicle
US20090088918A1 (en) Vehicle control device
US20100057361A1 (en) System and method for stochastically predicting the future states of a vehicle
CN105073526A (en) Method for determining a vehicle reference speed and vehicle controller having such a method
JPH1035443A (en) Apparatus for presuming car body speed and coefficient of friction on road surface
US10124809B2 (en) Method, arrangement and system for estimating vehicle cornering stiffness
Wang et al. Road surface condition identification approach based on road characteristic value
US8041491B2 (en) Reconfigurable structure method of estimating vehicle lateral velocity
RU2285626C1 (en) Device for limiting speed of automobile depending of dynamic characteristics and stiffness of road pavement at sideward movement
Hahn et al. Real-time identification of road-bank angle using differential GPS
US10723360B2 (en) Apparatus and method for estimating radius of curvature of vehicle
CN106256652A (en) For the method controlling the output of power steering system
Beal Rapid road friction estimation using independent left/right steering torque measurements
Tavernini et al. Feedback brake distribution control for minimum pitch
Kim et al. Vehicle dynamics and road slope estimation based on cascade extended Kalman filter
JP5206490B2 (en) Vehicle ground contact surface friction state estimation apparatus and method
Lee et al. Development of collision avoidance system in slippery road conditions
US20170267280A1 (en) Systems and methods for feasible state determination in driver command interpreter
RU2261188C1 (en) Device for limiting automobile speed depending of dynamic characteristics in side movement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070512