SE452581B - Forfarande for att undertrycka oonskade reglerforlopp i bromsanleggningar med efterslepningsreglering samt kopplingsanordning for forfarandets genomforande - Google Patents

Description

452 581 positiva och negativa värden för hjulaccelerationen, före- giver instabil hjulrörelse och utlöser reglerförlopp. Genom snabba ändringar av ett fordonshjuls drivmoment kan i driv- ledningen, i chassit eller i hjulupphängningen uppstå däm- pade svängningar, vilka som bekant lyder differentialformeln för svängningar varvid X betecknar svängningsamplituden, X0 svängningens utgàngsvärde (t=D) och är en av friktionen och den svän- gande massan avhängig faktor. Under reglering av ett for- donshjul uppstår nu ständigt sådana ändringar i drivmomen- tet. Detta sker framför allt därígenom att under bromstryc- kets stegringsfas, under vilken bromsmomentet är förhär- skande, fordonets fjäderelement är förspända och under bromstryckets minskningsfas plötsligt avspänns. Därigenom fullföljer den på axeln fästa sensorn, med vilken vridför- hållandet mäts, gentemot det med hjulet roterande sensor- hjulet en relativ rörelse och avtecknar den i hastighetsom- rådet förklingande svängningen. Vid en utvärdering av sen- sorsignalerna konstateras därför hastighetsdifferenser och ändrinagr, vilka kan påbörja reglercyklar, fastän fordons- hjulet roterar stadigt.

Sådana reglerförlopp, som baserar på feltolkningar, inverkar framför allt ofördelaktigt på bromsanläggninngens energiför- brukning, reglerkomforten och bromseffekten. I värsta fall kan till och med chassisvängningar 'byggas upp'. Tvära frik- tionsändringar kan likaledes leda till svängningsliknande tillstånd.

Dessutom har det hänt att fordonshjulen växelvis fördröjs och acceleras pà s.k. vàgformade vägsträckor. Därvid uppstår risken att det elektroniska reglerorganet tolkar fördröj- ningsfasen som reglerfas och felaktigt påbörjar en tryck- 452 581 minskning.

Uppfinningen har därför som uppgift att utveckla ett förfa- rande, med vilka oönskade, särskilt genom chassi- eller axelsvängningar utlösbara reglerförlopp kan undertryckas, utan att därigenom svarskänsligheten och regleringens snabb- het som reaktion på blockeringstendenser minskas.

Det har nu visat sig att denna uppgift kan lösas pà ett överraskande enkelt, tekniskt mycket avancerat sätt, om vid ett förfarande enligt beskrivningen ovan ett för reglerin- gens pàbörjande väsentligt tröskelvärde varieras i avhängig- het av det reglerade hjulets startacceleration.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen över- vakas hjulets startacceleration ständigt och, om denna acce- leration överskrider ett i förväg bestämt gränsvärde, höjs det för regleringens påbörjande väsentliga tröskelvärdet i avhängighet av storleken hos startaccelerationen efter en med tiden förklingande funktion, dvs. enligt en e-funktion eller en linjär funktion och därigenom minskas periodvis regleringens känslighet.

Några ytterligare fördelaktiga utföringsformer av uppfin- ningen beskrivs i de bifogade sekundära kraven.

Uppfinningen beror således på insikten att oönskade genom svängningar förorsakade reglerförlopp kan undertryckas genom att variera ett för reglerförloppets pábörjande väsentligt tröskelvärde och att de för detta tröskelvärdets variering erforderliga informationerna kan härledas ur det reglerade hjulets startacceleratíon.

Det är dessutom viktigt, att resonansfrekvensen hos axlarna resp. hos de svängningsfrekvensen bestämmande fjäder-massa- systemen hos samtliga kända motorfordon begränsas till ett relativt snävt område av omkring 10-20 Hertz. Om man höjer det i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen varierade 452 581 tröskelvärdet i avhängighet av startaccelerationen i rikt- ning mot en minskning av regleringens svarskänslighet och återigen sänker det enligt en med tiden förklingande funk-' tion, t.ex. enligt en e-funktion, så kan man ur systemets resonansfrekvens genom räkning eller empiriskt härleda denna e-funktions tidskonstant.

Förfarandet och kopplingsanordningen enligt uppfinningen träder även vid plötsliga friktionsförändrinagr och stör- ningar fràn vägen i funktion. På dylika sträckor kan det hända att fordonshjulen i snabb föld växelvis retarderar och accelerar. Elektroniken kan då tolka retardationsfasen som att hjulet blir instabilt och reagera därpå med en minskning av bromstrycket. På vàgformade sträckor och vid störningar fràn vägbanan uppträder emellertid i motsats till en normal reglering av bromseftersläpningen stora startaccelerationer, då sträckan, som det iakttagna hjulet mäste tillryggalägga, på grund av störningarna från vägbanan, dvs. fördjupningar eller upphöjningar, är längre än de andra hjulens sträcka.

Genom denna startacceleration varieras enligt förfarandet i enlighet med uppfinningen tröskelvärdet och därigenom sänks övergående regleringens känslighet.

Ytterligare särdrag, fördelar och användningsmöjlígheter av uppfinningen framgår av den följande beskrivningen av ytter- ligare detaljer samt av ett utföringsexempel av uppfinningen med stöd av bifogade diagram och figurer.

- Figur 1 visar i ett diagram förloppet av fordons- och hjulhastigheten som funktion av tiden; - figur 2 visar i ett diagram accelerationens tidsförlopp; - figur 3 visar i ett blockdiagram en kopplingsanordning för förfarandets genomförande i enlighet med uppfinningen; och - figur 4 visar i ett diagram olika tidsfunktioner vid an- vändning av en integrator.

I figur 1 symboliserar V Fzg hastighetsförloppet hos ett bromsat motorfordon. Hjulhastigheten VR ' av ett regler- 452 581 bromsat hjul i det ideala tillståndet har ritats med hel- dragen linje och hjulhastigheten VR vid överlagring av en dämpad svängning med streckad linje.

På grund av axelsvängningarna överstiger hjulhastigheten'VR periodvis fordonshastigheten VFZQ . Därpå retarderas hjulet återigen så mycket att det i det sektionerade fältet F utan särskilda åtgärder skulle påbörjas en tryckminskning, fastän fordonshjulet återigen löper stabilt.

I enlighet med uppfinningen övervakas nu, såsom framgår av figur 2 i samband med figur 1, hjulets acceleration bI¿ ständigt och toppvärdet bR lagras. Ligger toppvärdet ovanför normalomràdet och överstiger ett i förväg bestämt gränsvärde sänks regulatorns känslighet genast eller efter en viss period. Detta sker t.ex. genom att variera tröskelvärdena -bNI jande. vilka är väsentliga för tryckminskningcykelns påbör- Tröskelvärdets variering sker efter en tidsfunktion, vilken vid tidpunkten för tröskelvärdessänkningen (tO=0) uppvisar ett största möjliga värde och förklingar med tiden, så att regulatorn efter tiden t>-to återigen blir känslig tills det normala tröskelvärdet -blqâterigen blir bestämmande.

Detta visas i figur 2. Vid tidpunkten t=t har hjulets acceleration bR med den överlagrade svängningen nått sitt toppvärde. Detta värde ligger ovanför det icke införda normalomràdet. Därför sänks den med den streckade linjen -bN symboliserade kopplingströskeln med beloppet Sc)= - K 'Bla vid tidpunkten to . Denna minskning av känsligheten förklingar med tiden, lämpligen efter en e-funktion enligt kurva l eller för enkelhetens skull lineärt enligt kurva 2.

Kurvan återges approximativt enligt sambandet 452 581 6 __'E_ S=SO'8 T ; varvid det största möjliga värdet SO är proportionellt mot startaccelerationens toppvärde bR och T innebär tidskon- stanten i det dämpat svängande systemet.

Kurvan 2 är en rak linje, vars lutning bestäms av kvotienten SO /tz .

Genom den periodiska minskningen av regulatorns känslighet resp. genom höjningen av det för tryckminskningens påbör- jande väsentliga tröskelvärdet enligt kurva l eller kurva 2 i figur 2 undertrycks den börjande tryckminskningen utan de åtgärder enligt uppfinningen vid tidpunkten tl , då accele- rationen bR har nätt tröskelvärdet -bN . En tryckminskning sker icke längre i det visade exemplet av en reglerad broms- ning, trots att regulatorns känslighet vid tidpunkten t2 (om kurvan 2 gäller) eller approximativt vid tidpunkten t3 (om e-funktionen enligt kurva l gäller) återigen har stigit till sitt ursprungliga värde.

En utföringsform av en kopplingsanordning för förfarandets genomförande visas i figur 3. Accelerationssignalen blmatas i det här visade utföringsexemplet in till en toppvärdeslik- riktare 3 och jämförs löpande med hjälp av komparatorn 4 med det i steg 3 alstrade toppvärdet. Har toppvärdet Élšnàtts vid likriktarens 3 utgång och ligger detta värde ovanför ett i förväg bestämt gränsvärde eller normalvärde, multipliceras toppvärdet É R i multiplikatorn 5 med konstanten 6 i steg 6 och en tidsstorhet 7 startas, som sätter i gäng en divisor 8. Dessutom när produkten K- gI¿via en omkopplare 9 ett minne 10 och via detta in till divisorn 8.

Därefter pâverkas omkopplaren 9 och via divisorn 8 uppstår funktionen 452 581 K-%R/e Detta värde leds via minnet 10 till en andra komparator ll och jämförs där med momentanvärdet bR .Komparatorn ll defi- nierar kopplingströskeln för tryckminskningens påbörjande; en signal vid utgången llA föranleder en ytterligare steg- ring av bromstrycket och ett konstanthållande av trycket, medan en signal vid utgången llB medför en tryckminskning.

Via den streckade signalledningen 7A och en omkopplare 12 kan dessutom ett, genom jämförelse av hjulhastigheten Vllmed fordonshastigheten VEZQ eller referenshastigheten i en kom- parator, alstrat eftersläpningskriterium pâverkas, eller, såsom visas i figur 3, periodvis skiljas från ingången till en komparator 14, vilken jämför eftersläpningssignalen med ett i steg 15 alstrat tröskelvärde och via sina utgångar l4A, l4B tillåter tryckminskning, tryckkonstanthållning eller tryckstegring.

Kopplingsanordningen enligt figur 3 kunde även ersättas av en dator, som realiserar sammankopplingen av hastighets- och accelerationssignalerna på egentligen känt sätt med mjuk- vara.

Förskjutningen av de för tryckminskningens påbörjande väsentliga tröskelvärdena resp. minskningen av regulatorns känslighet begränsas ej enbart till accelerationens tröskel- värden, utan kan även inom elektroniken ske genom påverkan av härledda storlekar. Exempelvis skulle det vara tillfyl- lest, om inom den elektroniska bearbetningen en integrator 'höjs' med ett bestämt, i avhängighet av startaccelerationen ändrat tröskelvärde med motsvarande belopp och om det skulle säkerställas, att denna integrator alltid genom en motsva- rande motkoppling inom en kort period, svarande mot tiden t2 eller t3 i figur 2, skulle gå mot noll.

Figur 4 åskådliggör förloppen vid användning av en inte- grator. I det övre diagrammet i figur 4 har återigen hastig- 452 581 heten VR av ett reglerbromsat hjul ritats som funktion av tiden t. Fordonshastigheten är betacknad med V F29. Som refe- rensstorlek för mätningen av reglerstorlekarna för broms- trycket tjänar i detta utföringsexempel under vissa regler- faser, speciellt under fördörjningsfasen, fordonets refe- renshastighet V Ref , som exempelvis kan erhållas genom en rak linje med lutningen -lg, varvid g betecknar jordaccele- rationskonstanten (g=9,8lms _ ).

I det nedre diagrammet i figur 4 har integrationsvärdet resp. värdet i vid integratorns utgång ritats som funktion av tiden. Till tidpunkten t4 motsvarar i differensen mellan hjulhastigheten VR_ och referensstorleken VRef . Ytstorle- karna F och F' är därför lika. Vid tidpunkten t5 har i det visade utföringsexemplet startaccelerationen nätt gränsvär- det, sâ att enligt förfarandet i enlighet med uppfinningen det för regleringens pábörjande väsentliga tröskelvärdet förändras. Detta sker här genom en 'höjning' av integratorn vid tidpunkten t5 med värdet I. Enligt uppfinningen är I avhängig av startaccelerationens bR toppvärde, såsom detta skildrats i samband med figur 2.

Minskningen av tröskelvärdets höjning inträder i utförings- exemplet enligt figur 4 vid tidpunkten t6 , då hjulhastig- heten Vlzhos det startaccelerade hjulet åter minskar. Mot- svarande de tidigare beskrivna exemplen kan en återföring av integratorn ske enligt en e-funktion eller längs en linje med en lutning som avstämts mot det svängande systemets tidskonstant. I många fall räcker det emellertid även att medelst en motkoppling låta integratorn automatisk löpa mot noll. En àterföring i avhängighet av hjulförloppet i jäm- förelse med fordonshastigheten kan likaledes tänkas.

Dylika integrationsförlopp kan vid användning av program- styrd elektronik likaledes utföras som programsteg.

Claims (18)

452 581 Patentkrav

1. Förfarande för att undertrycka oönskade, t.ex. av chassi- eller axelsvängningar utlösbara reglerförlopp i bromsanlägg- ningar med eftersläpningsregleríng, vid vilka hjulvridför- hàllandet mäts och bromstrycket regleras i avhängighet av eftersläpnings- och/eller accelerationsparametrarna, och vid vilket eftersläpningsregleringen påbörjas vid passerandet av i förväg bestämda tröskelvärden för eftersläpningen och/- eller accelerationen, k ä n n e t e c k n a t av att ett för regleringen väsentligt tröskelvärde varieras i avhängighet av startaccelerationen i det reglerade hjulet.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att startaccelerationen ständigt övervakas och att, när start- accelerationen passerat ett i förväg bestämt gränsvärde, det tröskelvärde, som bestämmer regleringens pàbörjande, höjs i avhängighet av startaccelerationens storlek enligt en med tiden avtagande funktion och därigenom tidvis minskar regle- ringens känslighet.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att det för regleringens pàbörjande väsentliga tröskelvärdet höjs, så snart startaccelerationen passerat gränsvärdet.

4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att det för regleringens pàbörjande väsentliga tröskelvärdet höjs med fördröjning, när startaccelerationen överskrider gränsvärdet.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att höjningen av det för regleringen väsentliga tröskelvärdet utlöses vid början av minskningsfasen för bromstrycket, vilken omedelbart följer på startaccelerationsfasen.

6. Förfarande enligt nàgot av kraven 2-5, k ä n n e t e c k- 452 581 10 n a t av att tröskelvärdet höjs med ett med startaccelera- tionens toppvärde proportionellt värde.

7. Förfarande enligt något av kraven 2-6, k ä n n e t e c k- n a t av att tröskelvärdets höjning avtar approximativt enligt en e-funktionskurva.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att tröskelvärdet höjs approximativt enligt funktionen -L S = S ' e T varvid S betecknar tröskelvärdets höjning, So startvärdet (t=0) för tröskelvärdeshöjningen och T tidskonstanten i det för svängningar stimulerbara fjäder-massa-systemet.

9. Förfarande enligt något av kraven 2-6, k ä n n e t e c k- n a t av att tröskelvärdets höjning förklingar approxi- mativt lineärt.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att tröskelvärdet höjs approximativt enligt funktionen t S = So (l-T) - varvid S betecknari tröckelvärdets höjning, S startvärdet (t=0) för trösklevärdeshöjningen och T tidskonstanten i det för svängningar stímulerbara fjäder-massa-systemet.

11. ll. Förfarande enligt något av kraven l-10, k ä n n e - t e c k n a t av att tröskelvärdet för accelerationen och/- eller eftersläpningen varieras i avhängighet~av startaccele- 452 581 ll rationen.

12. Kopplingsanordning för förfarandets genomförande enligt något av kraven l-ll, k ä n n e t e c k n a d av att i denna bildas en mot startaccelerationens toppvärde (bR ) propor- tionell storlek och multipliceras med en i förväg bestämd faktor (K), att den mot toppvärdet (b R) proportionella storleken jämförs med den momentana hjulaccelerationen (b Rad ), att det är anordnat ett minne (10) för lagring av det multiplicerade toppvärdet samt en tidsfaktor (9), vars tidsfunktíon är kopplad till det lagrade värdet, varigenom det uppstår en tidsberoende utgàngsstorlek, vilken är jäm- förbar med den momentana hjulacceleratíonen (b ) i en andra komparator (ll), via vars utgång bromstryckförloppet är reglerbart respektive regleringens pàbörjande i avhängig- het av startaccelerationen är varierbar.

13. Kopplingsanordning enligt krav 12, k ä n n e t e c k - n a d av att ett ytterligare kopplingssteg (12) är anslut- ningsbart vid tidsfaktorns (7) utgång, med vilket ett genom jämförelse av fordonets referenshasti ghet (vpzg ) med hjul- hastigheten (VR ) härlett eftersläpningskriterium är vid tidsfaktorn (7) pàverkbart, så länge utgàngssignalen varar.

14. Kopplingsanordning enligt krav l2 eller 13, k ä n n e - t e c k n a d av att denna uppvisar en integrator, i vilken hjulhastighetens (VR_) avvikelse från ett referensvärde, t.ex. fordonets referenshastighet (VRef ), är inmatningsbar och vars integral respektive utgàngsvärde (i) är varierbar i avhängighet av startaccelerationen eller av ett av start- acceleratíonen härlett värde och från vars utgàngsvärde (1) bromstryckförloppet är pâverkbart.

15. Kopplingsanordning enligt krav 14, k ä n n e t e c k - n a d av att integratorns utgàngsvärde (i) är, så snart startacceleratioen (vid tidpunkten t ) passerar ett gräns- värde, varierbart respektive 'höjbart' med ett i förväg bestämt värde i riktning av en minskning av regleringens u, ww--w . 452 581 12 svarskänslíghet, samt att íntegratorn omedelbart eller med fördröjning efter 'höjningen' är kontinuerligt eller stegvis àterställbar.

16. Kopplingsanordning enligt krav 15, k ä n n e t e c k - n a d av att integratorns utgángsvärde (i) efter 'höjningen' är självständigt återställbart.

17. Kopplingsanordning enligt krav 15 eller 16, k ä n n e - t e cak n a d av att áterställandet av integratorns utgångs- värde (i) påbörjas omedelbart (tidpunkt t 5) efter 'höj- ningen'.

18. Kopplingsanordníng enligt krav 15 eller 16, k ä n n e - t e c k n a d av att àterställandet av integratorns utgångs- värde (i) påbörjas efter passerandet av ett tröskelvärde för accelerationen (tidpunkkt t ). 6