RU2751471C1 - Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof - Google Patents
Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751471C1 RU2751471C1 RU2020140514A RU2020140514A RU2751471C1 RU 2751471 C1 RU2751471 C1 RU 2751471C1 RU 2020140514 A RU2020140514 A RU 2020140514A RU 2020140514 A RU2020140514 A RU 2020140514A RU 2751471 C1 RU2751471 C1 RU 2751471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- wheel
- wheels
- angle
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к антиблокировочным системам (АБС), противобуксовочным системам (ПБС) и системам курсовой устойчивости (СКУ) грузовых автомобилей, автобусов и прицепов. Известны способы управления АБС/ПБС транспортными средствами, при которых по сигналам с датчика скорости колеса вычисляется скорость, ускорение колес, скорость транспортного средства и величины проскальзывания, буксования колес. Полученные величины проскальзывания, буксования и ускорения колес сравнивают с заданными пороговыми величинами - «уставками». При достижении их равенства подаются управляющие команды на изменение тормозного или крутящего момента колес (Патент США 4969100, кл. G01P 3/4, 1990; Патент США 5224043, кл. В60Т 8/32, 1993; Патент США 5012417, кл. В60Т 8/32, 1991; Патент РФ 2038235. Противоблокировочная тормозная система автопоезда. A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. Опубл, в Б.И., 1995, №18).The invention relates to transport engineering, namely to anti-lock braking systems (ABS), traction control systems (PBS) and exchange rate stability systems (SKU) of trucks, buses and trailers. Known methods for controlling the ABS / PBS vehicles, in which, according to the signals from the wheel speed sensor, the speed, acceleration of the wheels, the speed of the vehicle and the amount of slippage, slipping of the wheels are calculated. The obtained values of slipping, slipping and acceleration of the wheels are compared with predetermined threshold values - "settings". Upon reaching their equality, control commands are given to change the braking or torque of the wheels (US Patent 4969100, class G01P 3/4, 1990; US patent 5224043, class B60T 8/32, 1993; US patent 5012417,
Все эти способы управления имеют ряд существенных недостатков и основаны на использовании зависимости коэффициента сцепления колеса ФХ с опорной поверхностью от степени проскальзывания (буксования) колеса S. Задачей управления АБС/ПБС по известному способу является поддержание величины проскальзывания или буксования колеса в узком интервале значений вблизи Sкp, соответствующему максимальному значению ФХ. Задача нахождения текущего значения Sкp, соответствующего максимальному значению ФХ, по кинематическим параметрам колеса не может быть решена, так как ни одна из текущих координат максимального значения ФХ диаграммы ФХ-S непосредственно не может быть измерена. Поэтому заранее задается ожидаемая вероятная величина Sкp - «уставка». Действительная величина Sкp может изменяться в широких пределах в процессе движения - от 0,1 (на мокрых дорогах и гололедице) до 0,8 (на сухом асфальте). Поэтому подводимый к колесу тормозной или крутящий момент может не соответствовать максимальному значению ФХ.All these control methods have a number of significant drawbacks and are based on the use of the dependence of the coefficient of adhesion of the wheel Ф Х with the supporting surface on the degree of slipping (slipping) of the wheel S. S KP, corresponding to the maximum value V X. The task of finding the current value S cr , corresponding to the maximum value of Ф Х , according to the kinematic parameters of the wheel, cannot be solved, since none of the current coordinates of the maximum value Ф Х of the Ф Х -S diagram cannot be measured directly. Therefore, the expected probable value S cr is set in advance - the "setpoint". The actual value of S cr can vary over a wide range during movement - from 0.1 (on wet roads and icy conditions) to 0.8 (on dry asphalt). Therefore, the braking or torque applied to the wheel may not correspond to the maximum value of Ф Х.
Практическое использование параметра проскальзывания (буксования) вызывает ряд затруднений, так как в процессе торможения невозможно вычислить скорость автомобиля по датчику угловой скорости колеса, к тому же определение линейной скорости автомобиля вносит погрешности в процесс регулирования, в связи с чем этот способ регулирования не обеспечивает адаптивности АБС/ПБС. При этом «уставка» по заданной величине проскальзывания (буксования) не может обеспечить оптимальные тормозной или тяговый режимы в различных дорожных условиях, когда максимальная величина ФХ соответствует Sкp, значительно отличающейся от заданной «уставки» (А.К. Фрумкин. Регуляторы тормозных сил и антиблокировочных систем. М., 1981).Practical use of the slippage (slipping) parameter causes a number of difficulties, since during braking it is impossible to calculate the vehicle speed using the wheel angular speed sensor; moreover, the determination of the vehicle's linear speed introduces errors in the control process, and therefore this control method does not provide the ABS adaptability / PBS. In this case, the "setpoint" for a given value of slippage (slipping) cannot provide optimal braking or traction modes in various road conditions, when the maximum value of Ф Х corresponds to S cr , significantly different from the specified "setpoint" (A.K. Frumkin. Brake regulators forces and antiblocking systems. M., 1981).
Использование такого параметра, как ускорение колеса не устраняет полностью основного недостатка - отсутствия адаптации к дорожным условиям. Это связано с тем, что ускорение колеса, соответствующее началу блокирования или буксования колеса, зависит от множества факторов (Петров В.А. Теоретические основы разработки антиблокировочных систем. Автомобильная промышленность, 1984, №2).The use of such a parameter as wheel acceleration does not completely eliminate the main drawback - the lack of adaptation to road conditions. This is due to the fact that the acceleration of the wheel, corresponding to the beginning of blocking or slipping of the wheel, depends on many factors (Petrov VA Theoretical foundations of the development of anti-lock braking systems. Automotive industry, 1984, No. 2).
В этих способах управления не использована информация о действительном значении радиальной нагрузки на колесо, необходимой для обеспечения оптимального управления АБС/ПБС. Это приводит к тому, что при движении транспортного средства на крутых поворотах, дорогах с уклонами АБС/ПБС могут снижать тормозную и тяговую эффективность из-за перераспределения нагрузок на колеса. Применение известных АБС/ПБС с таким способом управления для полноприводных транспортных средств связано с необходимостью решения ряда технически сложных задач.These control methods do not use information about the actual value of the radial load on the wheel, which is necessary to ensure optimal ABS / RBS control. This leads to the fact that when the vehicle moves on sharp turns, roads with slopes, ABS / PBS can reduce braking and traction efficiency due to the redistribution of loads on the wheels. The use of known ABS / PBS with such a control method for all-wheel drive vehicles is associated with the need to solve a number of technically complex problems.
Предложенные меры по улучшению функционирования АБС/ПБС при движении транспортного средства на поворотах (Патент США 5504680, кл. В60К 28/16, 1996; Патент США 4902076, кл. В60Т 8/58, 1990), на дорогах с уклонами (Патент США 4964047, кл. В60Т 8/32, 1990; Патент США 5458212, кл. В60К 28/16, 1995) и при использовании АБС/ПБС для полноприводных транспортных средств (Патент США 5009279, кл. В60К 28/16, 1991) приводят к значительному усложнению АБС/ПБС и увеличивают их стоимость, что не всегда приемлемо. Эти способы управления недостаточно помехоустойчивы из-за использования в управлении АБС/ПБС кинематических параметров колеса, степени проскальзывания, буксования и ускорения колеса в условиях помех, вызванных неровностями дороги, колебаниями масс автомобиля, которые могут приводить к появлению ложных или несвоевременных команд. Работа АБС/ПБС становится не эффективной, сопровождается сбоями.Proposed measures to improve the functioning of the ABS / PBS when the vehicle is moving around corners (US Patent 5504680, CL B60K 28/16, 1996; US Patent 4902076, CL B60T 8/58, 1990), on roads with slopes (US Patent 4964047 , CL
Рассмотренные способы управления АБС/ПБС по своему принципу действия не обеспечивают поддержания тормозного или тягового режима в области максимального значения коэффициента сцепления колеса с дорогой. Найти предельную величину подводимого тормозного или крутящего момента к колесу без блокирования или буксования практически невозможно. Таким АБС/ПБС в юзовом режиме свойственны колебания тормозного или крутящего момента. При больших амплитудах циклических колебаний нарушается комфортабельность (появляется дергание), а элементы конструкции автомобиля испытывают дополнительные динамические нагрузки.The considered methods of ABS / PBS control, according to their principle of operation, do not ensure the maintenance of the braking or traction regime in the region of the maximum value of the coefficient of adhesion of the wheel to the road. It is practically impossible to find the limiting value of the supplied braking or torque to the wheel without blocking or slipping. Such ABS / PBS in skid mode is characterized by fluctuations in braking or torque. At high amplitudes of cyclic vibrations, comfort is disturbed (twitching appears), and the structural elements of the car experience additional dynamic loads.
Известные способы управления АБС/ПБС требуют производить сложные и громоздкие вычисления с наличием сложных вычислительных средств - микропроцессоров, имеющих сложный алгоритм функционирования, что снижает надежность, увеличивает стоимость АПБЛТБС и их эксплуатации.The known methods of ABS / PBS control require complex and cumbersome calculations with the presence of complex computing facilities - microprocessors with a complex functioning algorithm, which reduces reliability, increases the cost of APBLTBS and their operation.
Тем не менее, в соответствии с Соглашением «О принятии единообразных технических предписаний для колесных транспортных средств, предметов оборудования и частей, которые могут быть установлены и/или использованы на колесных транспортных средствах, и об условиях взаимного признания официальных утверждений, выдаваемых на основе этих предписаний» Добавление 12: Правила №13, пересмотр 8, пункт 5.2.1.32, 3 марта 2014 - все современные транспортные средства должны быть оснащены системами курсовой устойчивости, предназначенными устранить отмеченный выше недостаток и обеспечить курсовую устойчивость, а также предотвратить опрокидывание во время выполнения маневров.However, in accordance with the Agreement on the Adoption of Uniform Technical Requirements for Wheeled Vehicles, Items of Equipment and Parts That Can Be Installed and / or Used on Wheeled Vehicles, and on the conditions for mutual recognition of approvals issued on the basis of these requirements »Appendix 12: Regulation No. 13,
В результате этого современные системы безопасности транспортных средств оснащаются СКУ (например, электронный блок управления СКУ WABCO с серийным номером №4460650520, EBS3 - Тормозная система с электронным управлением. Описание системы, URL: www.wabco-auto.com), в состав которой входит датчик угловой курсовой скорости вокруг вертикальной оси ТС и линейных ускорений с осями чувствительности, лежащий в плоскости рамы и направленных вдоль продольной и поперечной осей ТС. При этом АБС, ПБС и СКУ работают автономно и не зависят друг от друга.As a result, modern vehicle safety systems are equipped with an IMS (for example, the electronic control unit of the IMS WABCO with serial number 4460650520, EBS3 - Electronically controlled braking system. System description, URL: www.wabco-auto.com), which includes the sensor of the angular exchange rate around the vertical axis of the vehicle and linear acceleration with the axes of sensitivity, lying in the plane of the frame and directed along the longitudinal and transverse axes of the vehicle. In this case, the ABS, PBS and IMS operate autonomously and do not depend on each other.
В этом случае можно создать оптимальные по отдельности системы АБС/ПБС/СКУ, однако вся система АБС/ПБС/СКУ будет неоптимальной. Для того, чтобы синтезировать оптимальную систему АБС/ПБС/СКУ, ее необходимо сделать полностью наблюдаемой, то есть кроме измерения угловой скорости вокруг оси Z(ωZ) и линейных ускорений по осям X и Y (
Данный недостаток частично устранен в известных способе и системе электронного контроля устойчивости (СКУ) для транспортного средства (Европейский патент №2374676 (А1), МПК В60Т 8/1755, опубликовано 2011-10-12), в которых в состав АБС/ПБС/СКУ введена навигационная система -система позиционирования, измеряющая параметры движения ТС - скорость и координаты его движения. Электронный блок управления (ЭБУ) запрограммирован на уменьшение бокового заноса транспортного средства путем уменьшения разницы между предполагаемым направлением транспортного средства и/или скоростью рыскания и фактическим направлением транспортного средства и/или скоростью рыскания путем внесения изменений в работу тормозов транспортного средства и/или блока управления двигателем. Система СКУ получает входные данные от датчиков скорости вращения колес, датчика положения рулевого колеса, датчика скорости рыскания и датчика поперечного ускорения. Система СКУ также получает ввод, который указывает, по крайней мере, свойство дороги, на которой находится транспортное средство, при этом дорога, на которой находится транспортное средство, определяется из системы позиционирования, которая использует базу данных карт, а свойство определяется из карты базы данных.This disadvantage is partially eliminated in the known method and system of electronic stability control (SKU) for a vehicle (European patent No. 2374676 (A1), IPC В60Т 8/1755, published 2011-10-12), in which the ABS / PBS / SKU a navigation system was introduced - a positioning system that measures the parameters of the vehicle's movement - the speed and coordinates of its movement. The electronic control unit (ECU) is programmed to reduce vehicle side-skid by reducing the difference between the estimated vehicle direction and / or yaw rate and the actual vehicle direction and / or yaw rate by modifying the operation of the vehicle's brakes and / or the engine control unit ... The SCU system receives input data from the wheel speed sensors, the steering wheel position sensor, the yaw rate sensor and the lateral acceleration sensor. The IMS system also receives an input that indicates at least a property of the road on which the vehicle is located, with the road the vehicle is on is determined from a positioning system that uses a map database, and the property is determined from a database map. ...
Недостатком описанного метода является то, что используемая в работе СКУ система позиционирования имеет заранее загруженную базу данных дорог для определения сцепления ТС с дорогой, в которую не вносятся оперативные изменения (например, при осадках или обледенении дороги), что может привести к ошибкам в работе всей системы. Помимо этого, система позиционирования имеет «слепые» зоны: туннели, леса, плотная застройка, где невозможно определить точное местоположение ТС. Также хранение базы данных дорог требует большой объем памяти, что требует использование мощного микропроцессора.The disadvantage of the described method is that the positioning system used in the operation of the IMS has a pre-loaded database of roads to determine the adhesion of the vehicle to the road, which is not subject to operational changes (for example, in case of precipitation or icing of the road), which can lead to errors in the operation of the entire systems. In addition, the positioning system has "blind" zones: tunnels, forests, dense buildings, where it is impossible to determine the exact location of the vehicle. Also, storing the road database requires a large amount of memory, which requires the use of a powerful microprocessor.
Данный недостаток, в свою очередь, частично устранен в заявке на изобретение US 2019322256 (А1) от 24.10.2019, в соответствии с которой в состав АБС/ПБС/СКУ для ТС с прицепом в колеса прицепа дополнительно введены колесные модули, установленные на ободе колес, содержащие датчик ускорения, который соединен с соответствующим вращающимся колесом, и передатчик для беспроводной передачи информационного сигнала с датчика ускорения о радиальном и касательном ускорении колеса в блок управления АБС/ПБС/СКУ.This drawback, in turn, was partially eliminated in the application for invention US 2019322256 (A1) dated 10.24.2019, according to which wheel modules installed on the wheel rim are additionally introduced into the ABS / PBS / SKU for a vehicle with a trailer in the trailer wheels containing an acceleration sensor, which is connected to the corresponding rotating wheel, and a transmitter for wireless transmission of an information signal from the acceleration sensor about the radial and tangential acceleration of the wheel to the ABS / PBS / SKU control unit.
Недостатком данного способа является то, что используемая беспроводная передачи информационного сигнала подвержена сбоям в работе Недостатком данного способа является то, что используемая беспроводная передачи информационного сигнала подвержена сбоям в работе из-за внешних электромагнитных воздействий. Кроме этого, для работы колесного модуля требуется сложная беспроводная система с электрическим питанием.The disadvantage of this method is that the used wireless transmission of the information signal is susceptible to malfunctions. The disadvantage of this method is that the used wireless transmission of the information signal is susceptible to malfunctions due to external electromagnetic influences. In addition, a sophisticated electrically powered wireless system is required to operate the wheeled module.
Известен способ управления опрокидыванием для транспортного средства (патент DE10344835 В4, В60Т, 03.11.2005 параграфы 6, 20, 17-31 всего 10 с.), включающий следующие этапы: определение угла поворота, скорости колеса (оборотов в минуту - об / мин), угла крена, скорости крена, скорости рыскания и скорости транспортного средства, определяемых в соответствии с изменение условий движения транспортного средства; Обработка угла поворота и скорости вращения колес, обнаруженных таким образом, с помощью уравнения динамики транспортного средства, чтобы вычислялись продольная скорость, поперечная скорость, скорость рыскания, скорость крена, угол крена, угол скольжения и коэффициент скольжения; Прогнозирование временно генерируемого угла скольжения, в то время как скорость рыскания, скорость крена, угол крена и скорость транспортного средства, обнаруженные таким образом, и значения, вычисленные с использованием уравнения динамики транспортного средства, обрабатываются фильтром Калмана (220); Расчет поперечной силы в шине на основе предсказанного таким образом угла скольжения; Выполнение подпрограммы принятия решения перед опрокидыванием, с помощью которой оценивается возможность возникновения опрокидывания на основе вычисленной таким образом поперечной силы шины; Прогнозирование боковой скорости с использованием фильтра Калмана (220) в подпрограмме принятия решения перед опрокидыванием, когда существует вероятность того, что опрокидывание произойдет; и выполнение подпрограммы принятия решения об опрокидывании, с помощью которой оценивается опрокидывание на основе предсказанной таким образом поперечной скорости.There is a known method of rollover control for a vehicle (patent DE10344835 B4, B60T, 03.11.2005
В немецком патенте речь идет о системе управления опрокидыванием транспортного средства и защите пассажиров путем автоматического регулирования натяжения ремней безопасности.The German patent deals with a rollover control system for a vehicle and the protection of passengers by automatically adjusting the tension of the seat belts.
Однако наличие очевидных ошибок в признаках формулы изобретения, а именно, в математических уравнениях ставит под сомнение осуществимость и работоспособность заявленных в нем способа и системы.However, the presence of obvious errors in the features of the claims, namely, in mathematical equations, casts doubt on the feasibility and operability of the method and system declared therein.
В патенте РФ №2324611 от 20.05.2008, принимаемом в качестве прототипа, предложен способ управления АБС/ПБС транспортного средства в процессе торможения или тягового режима, в котором вычисляют производную по времени функции квадрата сигнала датчика скорости вращения колеса, затем электрический сигнал, пропорциональный производной, подают в экстремальный регулятор, находят экстремум сигнала, соответствующего экстремуму тормозной или тяговой мощности на колесе и максимальному сцеплению колеса с опорной поверхностью, поддерживают текущее значение сигнала вблизи экстремума, при отклонении сигнала от экстремума больше установленной величины по сигналам экстремального регулятора формируют и подают управляющие сигналы на модулятор давления тормозного привода или на устройства регулирования крутящего момента и проводят операцию уменьшения/увеличения давления в тормозном приводе или крутящего момента колеса.In the patent of the Russian Federation No. 2324611 from 05/20/2008, taken as a prototype, a method for controlling the ABS / PBS of a vehicle during braking or traction mode is proposed, in which the time derivative of the function of the square of the signal of the wheel speed sensor is calculated, then an electrical signal proportional to the derivative , is fed to the extreme regulator, the extremum of the signal corresponding to the extremum of the braking or traction power on the wheel and the maximum adhesion of the wheel to the supporting surface is found, the current value of the signal is maintained near the extremum; to the pressure modulator of the brake drive or to the torque control devices and carry out the operation of decreasing / increasing the pressure in the brake drive or the torque of the wheel.
Экстремум сигнала находят по методу запоминания экстремума или по приращению сигнала.The extremum of the signal is found by the method of memorizing the extremum or by the increment of the signal.
Управление торможением или тяговым режимом осуществляют раздельно для каждого колеса или для группы колес блоком управления АБС/ПБС, объединенным с модулятором давления в один узел и подключенным к датчику скорости вращения колеса.The braking or traction mode is controlled separately for each wheel or for a group of wheels by an ABS / PBS control unit combined with a pressure modulator in one unit and connected to a wheel speed sensor.
Однако данный способ также обладает существенным недостатком, т.к. экстремум функции определяют по вычислению производной по времениHowever, this method also has a significant disadvantage, since the extremum of the function is determined by calculating the time derivative
С другой стороны АБС/ПБС работают автономно и оптимальны по коэффициентам сцепления каждого колеса. Однако коэффициенты сцепления каждого колеса отличаются друг от друга, углы увода и поворота управляемых колес по одной оси не равны друг другу, а касательные реакции, действующие на правое и левое колесо одной оси, не одинаковы (в том числе и в случае создания стабилизирующих воздействий за счет изменения крутящих моментов на ведущих колесах). Это приводит к появлению боковых сил.On the other hand, ABS / PBS work autonomously and are optimal in terms of adhesion to each wheel. However, the adhesion coefficients of each wheel differ from each other, the slip and steering angles of the steered wheels along one axis are not equal to each other, and the tangential reactions acting on the right and left wheels of one axle are not the same (including in the case of creating stabilizing effects for by changing the torque on the driving wheels). This leads to the appearance of lateral forces.
Проблема заключается в том, что, как показали исследования, в случае действия боковой силы, приложенной в центре тяжести транспортного средства (далее ТС) с любым типом привода и схемой рулевого управления, упомянутые ТС начинают совершать криволинейное движение, несмотря на то, что угол поворота управляемых колес равен нулю (Жилейкин М.М. Теоретические основы повышения показателей устойчивости и управляемости колесных машин на базе нечеткой логики. М: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 238 .с).The problem is that, as studies have shown, in the event of a lateral force applied at the center of gravity of a vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) with any type of drive and a steering scheme, these vehicles begin to make a curvilinear motion, despite the fact that the angle of rotation steered wheels is equal to zero (Zhileikin M.M. Theoretical foundations for increasing the stability and controllability of wheeled vehicles on the basis of fuzzy logic. M: Publishing house of the Bauman Moscow State Technical University, 2016. 238.s).
Задача состоит в том, чтобы оснастить современные транспортные средства системами динамической стабилизации, предназначенными устранить отмеченный выше недостаток и обеспечить курсовую устойчивость, а также предотвратить опрокидывание во время выполнения маневров.The task is to equip modern vehicles with dynamic stabilization systems designed to eliminate the above disadvantage and ensure directional stability, as well as prevent rollover during maneuvers.
Техническим результатом является создание способа управления АБС/ПБС/СКУ и устройства для его осуществления, позволяющих существенно уменьшить погрешности определения параметров движения транспортного средства для обеспечения динамической устойчивости, предотвращения опрокидывания и повышения безопасности режима экстренного торможения.The technical result is to create a method for controlling the ABS / PBS / SKU and a device for its implementation, which can significantly reduce the errors in determining the parameters of the vehicle movement to ensure dynamic stability, prevent rollover and increase the safety of the emergency braking mode.
Предпосылками для обеспечения работы систем АБС/ПБС/СКУ в одном устройстве является применение микромеханического бесплатформенного инерциального блока (МБИБ), состоящего из микромеханических акселерометров и гироскопов, а также высокопроизводительного микроконтроллера, датчиков угловой скорости колес и угла поворота рулевого колеса, модуляторов давления тормозного привода и дифференциальных клапанов на ведущей и передней осях.The prerequisites for ensuring the operation of the ABS / PBS / SKU systems in one device is the use of a micromechanical strapdown inertial unit (MBIB), consisting of micromechanical accelerometers and gyroscopes, as well as a high-performance microcontroller, wheel speed and steering wheel angle sensors, brake pressure modulators and differential valves on the drive and front axles.
Технический результат достигается для способа управления антиблокировочной системой, противобуксовочной системой и системой курсовой устойчивости транспортного средства в процессе торможения или тягового режима, в соответствии с которым обрабатывают электрические сигналы, характеризующие динамику колес, в том числе, скорости вращения колес, вычисляют параметры, характеризующие сцепление колес с опорной поверхностью, находят по методу приращений экстремум сигнала, характеризующего динамику колес, в соответствии с которым уменьшают/увеличивают давление в тормозном приводе колес раздельно для каждого колеса или группы колес посредством электронного блока управления антиблокировочной системы и/или противобуксовочной системы транспортного средства, тем, что в режиме экстренного торможения транспортного средства дополнительно обрабатывают электрические сигналы, характеризующие его динамику, а экстремум сигнала, характеризующего динамику колес, задают из условия исключения их проскальзывания и одновременно по состоянию угла наклона поперечной оси транспортного средства предотвращают его опрокидывание, сбрасывая тягу двигателя.The technical result is achieved for a method of controlling the anti-lock system, traction control system and vehicle stability control system during braking or traction mode, in accordance with which electrical signals characterizing the dynamics of the wheels, including the speed of rotation of the wheels, are processed, parameters characterizing the wheel grip are calculated with a support surface, by the method of increments, the extremum of the signal characterizing the dynamics of the wheels is found, according to which the pressure in the brake drive of the wheels is reduced / increased separately for each wheel or group of wheels by means of the electronic control unit of the anti-lock system and / or the traction control system of the vehicle; that in the emergency braking mode of the vehicle, electrical signals characterizing its dynamics are additionally processed, and the extremum of the signal characterizing the dynamics of the wheels is set from the condition of eliminating their slippage and at the same time, according to the state of the angle of inclination of the transverse axis of the vehicle, they prevent it from overturning, dumping the engine thrust.
Кроме того, для получения электрических сигналов, характеризующих динамику транспортного средства, используют микромеханический бесплатформенный инерциальный блок.In addition, a micromechanical strapdown inertial unit is used to obtain electrical signals characterizing the vehicle dynamics.
Кроме того, в качестве электрических сигналов, характеризующих динамику транспортного средства, используют продольную скорость, полученную интегрированием сигнала о продольном ускорении, угол разворота продольной оси вокруг вертикальной оси и угол наклона поперечной оси транспортного средства относительно плоскости местного горизонта.In addition, the longitudinal speed obtained by integrating the longitudinal acceleration signal, the angle of rotation of the longitudinal axis about the vertical axis and the angle of inclination of the lateral axis of the vehicle relative to the plane of the local horizon are used as electrical signals characterizing the dynamics of the vehicle.
Кроме того, при задании экстремума сигнала, характеризующего динамику колес, по сигналам о скорости их вращения определяют линейную скорость колес автомобиля, коэффициенты скольжения каждого колеса и суммарный коэффициент сцепления транспортного средства с опорной поверхностью, вычисляют коэффициенты сцепления для каждого колеса, определяют экстремумы коэффициентов сцепления от коэффициентов скольжения каждого колеса по методу приращений и, в соответствии с этими экстремумами, формируют управляющие сигналы для изменения давления в тормозном приводе колес.In addition, when setting the extremum of the signal characterizing the dynamics of the wheels, the signals about the speed of their rotation determine the linear speed of the vehicle wheels, the slip coefficients of each wheel and the total coefficient of adhesion of the vehicle to the supporting surface, calculate the adhesion coefficients for each wheel, determine the extrema of the adhesion coefficients from slip coefficients of each wheel by the method of increments and, in accordance with these extrema, generate control signals for changing the pressure in the brake drive of the wheels.
Кроме того, одновременно, для предотвращения опрокидывания транспортного средства, определяют текущее значение угла наклона поперечной оси транспортного средства относительно плоскости местного горизонта и сравнивают его с заданным углом отрыва колес от опорной поверхности, причем, в случае достижения текущего значения угла наклона величины заданного угла отрыва с коэффициентом запаса, равным 0,5, производят сброс тяги двигателя.In addition, at the same time, to prevent overturning of the vehicle, the current value of the angle of inclination of the transverse axis of the vehicle relative to the plane of the local horizon is determined and compared with a predetermined angle of separation of the wheels from the support surface, moreover, in the case of reaching the current value of the angle of inclination of the value of the predetermined angle of separation with with a safety factor equal to 0.5, the engine thrust is dumped.
Кроме того, одновременно с сигналами о скорости вращения колес определяют сигналы тангенциального и радиального ускорения колес и с их учетом определяют коэффициенты сцепления для каждого колеса.In addition, signals of tangential and radial acceleration of the wheels are determined simultaneously with the signals about the speed of rotation of the wheels and, taking them into account, the adhesion coefficients for each wheel are determined.
Указанный технический результат достигается также для устройства управления антиблокировочной системой, противобуксовочной системой и системой курсовой устойчивости транспортного средства, содержащего датчики угловой скорости колес, подключенные к электронному блоку управления, модулятор давления тормозного привода каждого колеса и блок управления двигателем, тем, что в устройство введены микромеханический бесплатформенный инерциальный блок, датчик угла поворота рулевого колеса и блок дифференциальных клапанов на ведущей и передней осях, электронный блок управления содержит микропроцессор, узел контроля и блок ключей, причем микромеханический бесплатформенный инерциальный блок подключен к первому входу микроконтроллера, ко второму входу которого подключены датчики угловой скорости колес, к его третьему входу подключен датчик угла поворота рулевого колеса, к первому выходу - узел контроля, ко второму выходу - блок ключей, а к третьему - блок управления двигателем, первый выход блока ключей подключен к модулятору давления тормозного привода каждого колеса, второй выход - ко второму входу узла контроля, третий выход - к блоку дифференциальных клапанов на ведущей и передней осях, второй вход которого подключен к выходу модулятора давления тормозного привода каждого колеса, второй выход модулятора давления тормозного привода каждого колеса подключен к третьему входу узла контроля электронного блока управления, а третий - соединен с тормозными камерами каждого колеса.The specified technical result is also achieved for the control device for the anti-lock system, traction control system and vehicle stability control system, containing wheel speed sensors connected to an electronic control unit, a brake pressure modulator of each wheel and an engine control unit, by the fact that a micromechanical a strapdown inertial unit, a steering wheel angle sensor and a block of differential valves on the driving and front axles, an electronic control unit contains a microprocessor, a control unit and a key block, and a micromechanical strapdown inertial unit is connected to the first input of the microcontroller, to the second input of which the angular rate sensors are connected wheels, the steering wheel angle sensor is connected to its third input, the control unit is connected to the first output, the key block is connected to the second output, and the engine control unit is connected to the third output, the first output of the key block which is connected to the pressure modulator of the brake drive of each wheel, the second output to the second input of the control unit, the third output to the block of differential valves on the driving and front axles, the second input of which is connected to the output of the pressure modulator of the brake drive of each wheel, the second output of the brake pressure modulator drive of each wheel is connected to the third input of the control unit of the electronic control unit, and the third is connected to the brake chambers of each wheel.
Кроме того, микромеханический бесплатформенный инерциальный блок выполнен на основе трех ортогонально расположенных микромеханических акселерометров и трех микромеханических гироскопов с цифровым выходом по интерфейсу CAN.In addition, the micromechanical strapdown inertial unit is based on three orthogonally located micromechanical accelerometers and three micromechanical gyroscopes with a digital output via the CAN interface.
Кроме того, на датчики угловой скорости колес жестко установлены двухосные микромеханические акселерометры с ортогонально расположенными осями чувствительности, направленными вдоль продольной оси и вертикальной оси транспортного средства, а их выходы подключены ко второму входу микропроцессора.In addition, biaxial micromechanical accelerometers with orthogonally located sensitivity axes directed along the longitudinal axis and the vertical axis of the vehicle are rigidly mounted on the wheel speed sensors, and their outputs are connected to the second input of the microprocessor.
Кроме того, входы и выходы микропроцессора выполнены с возможностью соединения по интерфейсу CAN.In addition, the inputs and outputs of the microprocessor are made with the possibility of connecting via the CAN interface.
Предлагаемый способ управления АБС/ПБС/СКУ и устройство для его осуществления поясняется следующими рисунками.The proposed method for controlling the ABS / PBS / IMS and the device for its implementation is illustrated by the following figures.
На фиг. 1 приведена блок схема системы АБС/ПБС/СКУ.FIG. 1 shows a block diagram of the ABS / PBS / SKU system.
На фиг. 2 приведена блок-схема датчика угловой скорости и линейных ускорений колес.FIG. 2 shows a block diagram of the wheel speed and linear acceleration sensor.
На фиг. 3 показаны силы и моменты, действующие на колеса во время торможения и система координат, связанная с колесом.FIG. 3 shows the forces and moments acting on the wheels during braking and the coordinate system associated with the wheel.
На фиг. 4 представлен пример зависимости коэффициента сцепления ФХ от коэффициента скольжения S (Фх-S диаграмма) для 4 колес при одинаковых дорожных условиях.FIG. 4 shows an example of the dependence of the adhesion coefficient Ф Х on the slip coefficient S (Фх-S diagram) for 4 wheels under the same road conditions.
На фиг. 5 показаны углы увода и поворота осей автомобиля в повороте по часовой стрелки.FIG. 5 shows the angles of withdrawal and rotation of the vehicle axles in clockwise rotation.
На фиг. 6 показано перемещение центра масс автомобиля после появления крена.FIG. 6 shows the movement of the center of gravity of the vehicle after the appearance of the roll.
На фиг. 7 приведена системы координат, связанная с центром масс автомобиля.FIG. 7 shows the coordinate system associated with the center of mass of the vehicle.
Представленный на рисунках вариант выполнения устройства и его элементов приведен, прежде всего, в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.The embodiment of the device and its elements shown in the figures is shown, first of all, for purposes of illustration and should not be construed as limiting the scope of claims.
На фиг. 1 обозначено:FIG. 1 indicates:
1 - МБИБ;1 - MBIB;
2 - датчики угловой скорости и линейных ускорений колес 1-4;2 - sensors of angular speed and linear acceleration of wheels 1-4;
3 - датчик угла поворота рулевого колеса;3 - steering wheel angle sensor;
4 - электронный блок управления (ЭБУ);4 - electronic control unit (ECU);
5 - микропроцессор (МП);5 - microprocessor (MP);
6 - узел контроля;6 - control unit;
7 - блок ключей;7 - block of keys;
8 - модуляторы давления воздуха 1-4;8 - air pressure modulators 1-4;
9 - дифференциальный клапан на ведущей и передней осях;9 - differential valve on the driving and front axles;
10 - блок управления двигателем;10 - engine control unit;
ωXj, ωyj, ωZj - текущие угловые скорости автомобиля вокруг осей X, Y, Z;ω Xj , ωyj, ω Zj - current angular velocities of the car around the axes X, Y, Z;
ωkij - текущая угловая скорость i-ro колеса;ω kij - current angular velocity of the i-ro wheel;
На фиг. 2 обозначены:FIG. 2 are marked:
2 - датчик угловой скорости и линейных ускорений колес;2 - sensor of angular speed and linear acceleration of wheels;
2.1 - датчик угловой скорости колеса;2.1 - wheel speed sensor;
2.2 - двухосный акселерометр;2.2 - biaxial accelerometer;
2.3 - микроконтроллер (МК);2.3 - microcontroller (MK);
ωrij - текущая угловая скорость i-го колеса.ω rij - current angular velocity of the i-th wheel.
На фиг. 3 обозначено:FIG. 3 indicates:
ωк - угловая скорость колеса;ω to - the angular speed of the wheel;
кк - радиус колеса;k k - radius of the wheel;
Рх - сила реакции колеса с продольной осью;Рх is the reaction force of the wheel with the longitudinal axis;
Mf - момент сопротивления качению колеса;M f - rolling resistance moment of the wheel;
Мт - момент, создаваемый на колесе тормозным приводом;M t is the moment created on the wheel by the brake drive;
RX - продольная реакция колеса с тормозной опорой (тормозная сила);R X - longitudinal reaction of a wheel with a brake support (braking force);
RZ - нормальная реакция колеса.R Z - normal wheel reaction.
На фиг. 4 обозначены:FIG. 4 are marked:
1 - коэффициент сцепления в продольном направлении колеса 1;1 - coefficient of adhesion in the longitudinal direction of
S1j - текущее значение коэффициента скольжения 1 колеса;S 1j - the current value of the
2 - коэффициент сцепления в продольном направлении колеса 2;2 - coefficient of adhesion in the longitudinal direction of
S2j - текущее значение коэффициента скольжения 2 колеса;S 2j - the current value of the slip coefficient of the 2nd wheel;
3 - коэффициент сцепления в продольном направлении колеса 3;3 - coefficient of adhesion in the longitudinal direction of the
S3j - текущее значение коэффициента скольжения 3 колеса;S 3j - the current value of the slip coefficient of the 3rd wheel;
4 - коэффициент сцепления в продольном направлении колеса 4;4 - coefficient of adhesion in the longitudinal direction of the wheel 4;
S4j - текущее значение коэффициента скольжения 4 колеса.S 4j - the current value of the slip coefficient of the 4 wheels.
На фиг. 5 обозначены:FIG. 5 are marked:
1 - идеальная траектория ТС;1 - ideal vehicle trajectory;
2 - реальная траектория ТС;2 - the real trajectory of the vehicle;
О - мгновенный центр поворота;О - instantaneous center of rotation;
ωZ - угловая скорость автомобиля вокруг оси Z;ω Z is the angular velocity of the vehicle around the Z axis;
δ1 - средний угол увода колес 1 (передней) оси;δ 1 - average wheel slip angle 1 (front) axle;
δ1 лев - средний угол увода левого колеса передней оси;δ 1 lion - the average angle of the left wheel of the front axle;
δ1пр - средний угол увода правого колеса передней оси;δ 1пр - average angle of withdrawal of the right wheel of the front axle;
δ2 - средний угол увода колес 2 (задней) оси;δ 2 - average wheel slip angle 2 (rear) axle;
δ2 лев - средний угол увода левого колеса задней оси;δ 2 lev - the average angle of the left wheel of the rear axle;
δ2пР - средний угол увода правого колеса задней оси;δ 2пР - the average angle of the right wheel of the rear axle;
ΘР - угол поворота рулевого колеса;Θ Р - angle of rotation of the steering wheel;
θ - угол разворота продольной оси транспортного средства (угол рыскания).θ - the angle of the vehicle's longitudinal axis (yaw angle).
На фиг. 6 обозначены:FIG. 6 are marked:
mц 1 - положение центра масс автомобиля при отсутствии крена; )m c 1 - the position of the center of mass of the vehicle in the absence of a roll; )
mц 2 - положение центра масс автомобиля при наличии крена;m c 2 - the position of the center of mass of the vehicle in the presence of a roll;
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
mц 1g - сила тяжести, действующая на центр масс ТС в отсутствии крена;m c 1 g - the force of gravity acting on the center of mass of the vehicle in the absence of roll;
mц 2g - сила тяжести, действующая на центр масс ТС при наличии крена;m c 2 g - the force of gravity acting on the center of mass of the vehicle in the presence of a roll;
ψj - текущий угол крена транспортного средства;ψ j is the current roll angle of the vehicle;
ψo - угол отрыва колес транспортного средства;ψ o - the angle of separation of the wheels of the vehicle;
YZ - оси географической системы координат OXYZ (центр О и ось X не показаны);YZ - axes of the geographic coordinate system OXYZ (center O and X-axis are not shown);
Y1Z1 - оси приборной и автомобильной систем координат OX1Y1Z1 (центр О и ось X1 не показаны).Y 1 Z 1 - the axes of the instrument and automotive coordinate systems OX 1 Y 1 Z 1 (the center O and the X 1 axis are not shown).
На фиг. 7 приведены:FIG. 7 shows:
OXYZ - географическая система координат;OXYZ - geographic coordinate system;
OX1Y1Z1 - система координат, связанная с рамой автомобиля и совпадающая с приборной системой координат (ПСК) МБИБ;OX 1 Y 1 Z 1 - coordinate system associated with the vehicle frame and coinciding with the instrument coordinate system (UCS) of MBIB;
OX2Y2Z2 - вспомогательная система координат, используемая для связи географической и ПСК;OX 2 Y 2 Z 2 - auxiliary coordinate system used to link the geographic and UCS;
ψ - угол крена ПСК;ψ is the roll angle of the PSC;
ϕ - угол дифферента ПСК;ϕ is the trim angle of the UCS;
θ - угол рыскания ПСК.θ is the yaw angle of the UCS.
При осуществлении способа управления антиблокировочной системой (АБС), противобуксовочной системой (ПБС) и системой курсовой устойчивости (СКУ) транспортного средства в процессе торможения или тягового режима, для формирования управляющих сигналов, необходимых для работы СКУ, используется МБИБ, датчики угловых скоростей колес и датчик угла поворота рулевого колеса, на основе информации с которых вычисляются углы увода колес - углы крена ф и рыскания 9. При этом для предотвращения опрокидывания необходимо, чтобы текущий угол крена был меньше угла отрыва колес ф0, а для стабилизации движения по курсу необходимо исключить рассогласование угла курса и угла поворота рулевого колеса. При этом уменьшается погрешность управления за счет исключения операций дифференцирования и учета всех факторов движения. Для работы АБС/ПБС на основе МБИБ и датчика угловой скорости и линейного ускорения колес высчитываются значения коэффициентов проскальзывания и коэффициентов сцепления каждого колеса. В этом случае управляющим сигналом является значение коэффициента сцепления, которое поддерживается на максимальном уровне. На каждом шаге отсчета вычисляются:When implementing the method of controlling the anti-lock braking system (ABS), traction control system (PBS) and the vehicle stability control system (SKU) during braking or traction mode, MBIB, wheel speed sensors and a sensor are used to generate control signals necessary for the SKU operation. the angle of rotation of the steering wheel, on the basis of the information from which the angles of wheel slip are calculated - the angles of roll f and
- продольная скорость VX автомобиля,- longitudinal speed V X of the vehicle,
- угол разворота продольной оси θ ТС,- the angle of rotation of the longitudinal axis θ of the vehicle,
- угол наклона поперечной оси автомобиля ψ относительного плоскости местного горизонта,- the angle of inclination of the transverse axis of the vehicle ψ relative to the plane of the local horizon,
- линейная скорость i-ro колеса Vкi,- linear speed of the i-ro wheel V кi ,
- коэффициент скольжения каждого колеса по продольной оси Si,- coefficient of sliding of each wheel along the longitudinal axis S i ,
- суммарный коэффициент сцепления каждого колеса по продольной оси ФХ ∑ с опорной поверхностью,- the total coefficient of adhesion of each wheel along the longitudinal axis Ф Х ∑ with the supporting surface,
и далее определяется критическое значения коэффициента скольжения Sкp для каждого колеса, после чего формируется сигнал управления.and then the critical value of the slip coefficient S cr for each wheel is determined, after which a control signal is generated.
Блок схема устройства управления АБС/ПБС/СКУ приведена на фиг. 1. Устройство для управления антиблокировочной, противобуксовочной систем и системы курсовой устойчивости транспортного средства содержит микромеханический бесплатформенный инерциальный блок (МБИБ) 1, датчик угловой скорости и линейного ускорения колес 2 (2.1 и 2.2 - см. фиг. 2) и датчик угла поворота рулевого колеса 3. Выходы с датчиков 1-3 по интерфейсу CAN подключены к входам 5.1-5.3 микропроцессора (далее МП) 5 электронного блока управления (ЭБУ) 4. Выход 5.4 МП 5 соединен с входомA block diagram of the ABS / PBS / CKU control device is shown in Fig. 1. A device for controlling the anti-lock, traction control and vehicle stability system contains a micromechanical strapdown inertial unit (MBIB) 1, an angular velocity and linear acceleration sensor of wheels 2 (2.1 and 2.2 - see Fig. 2) and a steering
7.1 блока ключей 7, выход 5.5 соединен с входом 6.1 узла контроля 6, а выход 5.6 соединен с входом 10.1 блока управления двигателем 10. Выход 7.2 блока ключей 7 и выход 8.3 модулятора 8 соединены с соответствующими входами7.1 of the
6.2 и 6.3 узла контроля 6. Выход 7.3 блока ключей 7 соединен с входом 8.1 модулятора давления тормозного привода 8 колес 1-4, выход которого 8.4 соединен с тормозными камерами каждого колеса. Выход 8.2 модулятора 8 соединен с входом 9.2 блока дифференциальных клапанов 9 ведущей и передней осей. Выход 7.4 блока ключей 7 соединен с входом 9.1 блока дифференциальных клапанов 9 ведущей и передней осей.6.2 and 6.3 of the
Блок-схема датчика угловой скорости и линейных ускорений колеса представлена на фиг. 2. Сигнал с датчика угловой скорости колеса 2.1 подается на вход 2.3.1 микроконтроллера (МК) 2.3, а сигнал с двухосного акселерометра 2.2 подается на вход 2.3.2 МК 2.3. Выход 2.3.3 МК 2.3 через интерфейс CAN соединен с входом 5.2 МП 5 ЭБУ 4 (см. фиг 1).A block diagram of the wheel angular velocity and linear acceleration sensor is shown in FIG. 2. The signal from the wheel speed sensor 2.1 is fed to the input 2.3.1 of the microcontroller (MK) 2.3, and the signal from the biaxial accelerometer 2.2 is fed to the input 2.3.2 MK 2.3. Output 2.3.3 MK 2.3 through the CAN interface is connected to the input 5.2
Работа АБС/ПБС/СКУ заключается в следующем.The work of the ABS / PBS / SKU is as follows.
В режиме АБС сигналы датчиков угловых скоростей колес 2 постоянно поступают на вход электронного блока управления (ЭБУ) 4. Сигналы колесных датчиков преобразовываются в прямоугольные импульсы, частота которых эквивалентна угловой скорости колеса. При торможении автомобиля в соответствии с выбранным законом (алгоритмом) управления АБС при возникновении опасности блокирования колеса ЭБУ выдает управляющий сигнал на блок ключей 7, который, в свою очередь, подает напряжение питания (24 В) на обмотки катушек клапана отсечки и клапана сброса соответствующего модулятора давления 8 в тормозной камере. В этом случае перекрывается подача сжатого воздуха в тормозную камеру, и одновременно тормозная камера сообщается с атмосферой. Происходит быстрый сброс давления воздуха в тормозной камере, уменьшается тормозной момент, приложенный к колесу, и предотвращается блокирование колеса. В дальнейшем колесо начинает ускоряться, и частота сигнала датчика угловой скорости колеса 2 увеличивается. В соответствии с алгоритмом управления, при достижении определенного значения угловой скорости колеса или ее производных, ЭБУ 4 через блок ключей отключает напряжение на обмотке катушки клапана сброса модулятора давления 8. Падение давления воздуха в тормозной камере прекращается и происходит выдержка давления на постоянном уровне. При дальнейшем росте частоты сигнала скорости колеса ЭБУ 4 и блок ключей 7 обесточивают обмотку катушки клапана отсечки и сбрасывают давление в тормозной камере, в результате чего тормозной момент начинает повышаться. Цикл повторяется до полной остановки автомобиля.In the ABS mode, the signals from the angular velocity sensors of the
По сигналам датчиков скорости вращения колес 2 в МП 5 вычисляются текущие линейные скорости колес Vkij автомобиля (фиг. 3), а по информации с продольного акселерометра МБИБ 1 путем интегрирования вычисляются текущая продольная скорость VXj транспортного средства в соответствии с формулами:According to the signals of the
где ωкjj - текущая угловая скорость i-го колеса, rкi - радиус i-го колеса, VX0 - начальная скорость автомобиля (в момент начала торможения), 
Текущие коэффициенты скольжения каждого колеса Si в МП 5 находятся по выражению:The current slip coefficients of each wheel S i in
где Vkij - текущая линейная скорость i-ro колеса.where V kij is the current linear speed of the i-ro wheel.
При этом текущий суммарный коэффициент сцепления 
где 
Определяются текущие значения коэффициентов сцепления ФХij от коэффициентов скольжения каждого колеса Sjj и определяются экстремумы текущих коэффициентов сцепления 
если 
если 
По методу приращения формируется управляющий сигнал, который уменьшает/увеличивает давление через модулятор в тормозном приводе колес раздельно для каждого колеса или группы колес блоком управления.According to the increment method, a control signal is generated, which decreases / increases the pressure through the modulator in the brake drive of the wheels separately for each wheel or group of wheels by the control unit.
В режиме ПБС в тяговом режиме движения автомобиля при трогании автомобиля с места, когда к ведущим колесам транспортного средства прикладывается тяговый момент превышающий момент сцепления ведущих колес, происходит буксование ведущих колес. Сигналы датчиков угловых скоростей ведущих колес 2 поступают в ЭБУ 4 и обозначают наличие вращения колес, в то время как скорость автомобиля близка к нулю (сигнал с датчиков угловых скоростей передних колес отсутствует или слишком мал). В этом случае ЭБУ 4 через блок ключей 7 подает напряжение на обмотки дифференциальных клапанов 9, установленных перед тормозными камерами, и сжатый воздух поступает из воздушного баллона в тормозную камеру буксующего колеса. Происходит притормаживание колеса и уменьшение его угловой скорости. Одновременно ЭБУ подает управляющий сигнал на блок управления двигателем 10, уменьшающий подачу топлива в двигатель и, следовательно, тяговый момент на ведущих колесах автомобиля. При определенных значениях угловой скорости ведущих колес и скорости автомобиля происходит отключение напряжения на обмотке дифференциального клапана 9, торможение колеса прекращается и цикл повторяется до тех пор, когда скорость автомобиля возрастет до значения, как правило, выше 15 км/ч ПБС отключается.In the PBS mode in the traction mode of the vehicle when starting off, when the traction moment is applied to the driving wheels of the vehicle, which exceeds the moment of adhesion of the driving wheels, the driving wheels slip. The signals from the angular velocity sensors of the
В режиме СКУ сигналы от МБМБ 1 по шине CAN поступают на вход ЭБУ 4 и несут информацию об проекциях на три оси системы координат угловых скоростей и ускорений автомобиля. Одновременно с датчика угла поворота рулевого колеса 3 информация по шине CAN поступает также на вход ЭБУ 4. В соответствии с алгоритмом управления курсовой устойчивостью автомобиля при выполнении маневра перемены полосы движения или при движении в повороте, когда траектория движения транспортного средства отклоняется от заданной траектории движения, ЭБУ 4 выдает управляющие сигналы на блок управления двигателем 10 для уменьшения крутящего момента на ведущих колесах автомобиля, а также при необходимости через блок ключей 7 подает напряжение на обмотку дифференциального клапана 9 правого или левого колеса (в зависимости от конкретной ситуации).In the IMS mode, signals from
Текущий угол разворота (угол рыскания, курсовой угол) продольной оси 0j транспортного средства (фиг. 5) вычисляется по формуле:The current turning angle (yaw angle, heading angle) of the longitudinal axis 0j of the vehicle (Fig. 5) is calculated by the formula:
где θ0 - отклонение от направления по оси X в момент начала торможения, ωZj - текущая угловая скорость ТС вокруг оси Z.where θ 0 is the deviation from the direction along the X axis at the moment of the start of braking, ω Zj is the current angular velocity of the vehicle around the Z axis.
Происходит притормаживание колеса и возникает стабилизирующий момент.The wheel is braked and a stabilizing moment occurs.
В случае угрозы отрыва колес автомобиля от опорной поверхности и опрокидывания при достижении критических значений поперечного ускорения ЭБУ 4 выдает управляющие сигналы на блок управления двигателем 10 для уменьшения скорости движения и одновременно на обмотки катушек дифференциальных клапанов 9 на передней и задней осях, расположенных по правому или левому борту автомобиля.In the event of a threat of separation of the vehicle wheels from the supporting surface and overturning when critical values of lateral acceleration are reached, ECU 4 issues control signals to the
Текущий угол наклона поперечной оси транспортного средства относительно плоскости местного горизонта (фиг.6) рассчитывается по выражению:The current angle of inclination of the transverse axis of the vehicle relative to the plane of the local horizon (Fig. 6) is calculated by the expression:
где 
Текущее значение ψj сравнивается с заданным углом отрыва колес ψ0, от опорной поверхности и, если текущее значение угла наклона ψj автомобиля становится равным углу отрыва ψo с коэффициентом запаса, равным 0,5, то есть если имеет место равенство ψj=0,5ψo, а также при наличии углового рассогласования δ≠0, происходит притормаживание колес правого или левого борта автомобиля. После устранения угрозы опрокидывания система приходит в исходное положение контроля движения.The current value ψ j is compared with the given wheel lift-off angle ψ 0 from the support surface and, if the current value of the tilt angle ψ j of the car becomes equal to the lift-off angle ψ o with a safety factor equal to 0.5, that is, if the equality ψ j = 0.5ψ o , as well as in the presence of an angular misalignment δ ≠ 0, the wheels of the right or left side of the car are braked. After the threat of overturning has been eliminated, the system returns to its original position of motion control.
Таким образом, достигается технический результат, которым является создание способа управления АБС/ПБС/СКУ и устройства для его осуществления, позволяющих существенно уменьшить погрешности определения параметров движения транспортного средства для обеспечения динамической устойчивости, предотвращения опрокидывания и повышения безопасности режима экстренного торможения.Thus, the technical result is achieved, which is the creation of a method for controlling the ABS / PBS / SKU and a device for its implementation, which can significantly reduce the errors in determining the parameters of the movement of the vehicle to ensure dynamic stability, prevent rollover and increase the safety of the emergency braking mode.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140514A RU2751471C1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140514A RU2751471C1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2751471C1 true RU2751471C1 (en) | 2021-07-14 |
Family
ID=77019638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140514A RU2751471C1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2751471C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819157C1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-14 | Юрий Николаевич Кузин | Vehicle braking control method and device for implementation thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4134831C2 (en) * | 1991-10-22 | 1995-05-18 | Mannesmann Ag | Arrangement for determining a coefficient of friction information |
| DE10344835B4 (en) * | 2002-12-27 | 2005-11-03 | Hyundai Motor Co. | Rollover control method and system for a vehicle |
| EP3297862A1 (en) * | 2015-05-20 | 2018-03-28 | AVL Commercial Driveline & Tractor Engineering GmbH | Method for controlling a wheel rotational speed of at least one wheel of a drivable axle of a two-track vehicle having two drivable axles, and two-track vehicle having at least two drivable axles |
-
2020
- 2020-12-09 RU RU2020140514A patent/RU2751471C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4134831C2 (en) * | 1991-10-22 | 1995-05-18 | Mannesmann Ag | Arrangement for determining a coefficient of friction information |
| DE10344835B4 (en) * | 2002-12-27 | 2005-11-03 | Hyundai Motor Co. | Rollover control method and system for a vehicle |
| EP3297862A1 (en) * | 2015-05-20 | 2018-03-28 | AVL Commercial Driveline & Tractor Engineering GmbH | Method for controlling a wheel rotational speed of at least one wheel of a drivable axle of a two-track vehicle having two drivable axles, and two-track vehicle having at least two drivable axles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819157C1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-14 | Юрий Николаевич Кузин | Vehicle braking control method and device for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1479581B1 (en) | An integrated sensing system for an automotive system | |
| EP3153375B1 (en) | Robust tire forces estimation system | |
| EP3153374B1 (en) | Method for estimating tire forces from can-bus accessible sensor inputs | |
| US7010409B2 (en) | Reference signal generator for an integrated sensing system | |
| US9403415B2 (en) | GPS based pitch sensing for an integrated stability control system | |
| US7590481B2 (en) | Integrated vehicle control system using dynamically determined vehicle conditions | |
| US7600826B2 (en) | System for dynamically determining axle loadings of a moving vehicle using integrated sensing system and its application in vehicle dynamics controls | |
| US6631317B2 (en) | Attitude sensing system for an automotive vehicle | |
| CN103407451B (en) | A kind of road longitudinal and additional forces method of estimation | |
| EP1346856B1 (en) | A system and method for determining the roll angle of a vehicle | |
| US8219282B2 (en) | System for dynamically determining vehicle rear/trunk loading for use in a vehicle control system | |
| EP2433840B1 (en) | Motion control unit for vehicle based on jerk information | |
| US7480547B2 (en) | Attitude sensing system for an automotive vehicle relative to the road | |
| EP1452353A2 (en) | A vehicle dynamic control system and method | |
| US9662974B2 (en) | Torque control for vehicles with independent front and rear propulsion systems | |
| CN104487297A (en) | Braking/driving force control device | |
| CN104507767A (en) | Braking/driving force control device | |
| US7668637B2 (en) | Technique for determining motor vehicle slip angle while accounting for road banks | |
| US20190389473A1 (en) | Method and apparatus for accelerometer based tire normal force estimation | |
| JP2002053058A (en) | Device and method for determining operation of vehicle and dynamic parameter | |
| CN102196957B (en) | Driving dynamics controller with slip-angle-based steering intervention | |
| RU2751471C1 (en) | Method for controlling anti-lock braking system, anti-skidding system and road-holding system of vehicle and apparatus for implementation thereof | |
| RU2819157C1 (en) | Vehicle braking control method and device for implementation thereof | |
| JP2000019002A (en) | Device for estimating mass of vehicle |