SE466302B - Foerfarande och anordning foer drivkraftreglering vid motorfordon - Google Patents

Description

466 302 acceleration, snabba styrvinkeländringar, genom olika mängder och fördelning av laster, däcktillstånd, däcktryck, körbane- tillstånd samt körbanans stigning och lutning i twàied men även genom inexakt montering av givarna, kan falska resultat både uppmätas och framräknas. Därigenom måste antingen toleransområ- det för räknevärdet utvidgas kraftigt, varigenom en 'verksam reglering förhindras, eller också måste mät- och räkneresulta- ten bli exaktare, dvs. befrias från förfalskande inflytanden.

Föreliggande uppfinning syftar till att föreslå ett förfarande som tar hänsyn till och eliminerar alla de nämnda möjligheterna till förfalskning av mät- och räknevärdena och som på detta sätt möjliggör en exakt fungerande drivkraftregle- ring. Uppfinningen avser också att åstadkomma en anordning för utövande av detta förfarande.

Syftet med uppfinningen uppnås i huvudsak genom den i känneteckendelen' av patentkravet 1 angivna kombinationen av särdrag. I enlighet därmed grundar sig uppfinningen på en fler- faldig bearbetning av skillnaden mellan mätvärdet och räknevär- det och en därpå följande påverkan av räknevärdet eller åt- minstone en parameter i den använda beräkningsformeln. I stäl- let för påverkan av räknevärdet ligger också en påverkan av mätvärdet för minskning av skillnaden inom ramen för uppfin- ningen, även om denna möjlighet icke beskrivs uttryckligen.

Förfarandet enligt uppfinningen tillämpas i en anord- ning i enlighet med känneteckendelen av patentkravet 2.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar ett funktions- schema över förfarandet respektive anordningen, fig 2 visar ett funktionsschema över en första korrektionsenhet, fig 3 visar ett funktionsschema över en andra korrektionsenhet och fig 4 visar ett funktionsschema över en komparatorenhet.

Det i. det följande beskrivna utföringsexemplet anger ett förfarande respektive en anordning för utövande av' det- samma, där som en storhet, vilken karakteriserar det stationära körtillståndet, utnyttjas fordonets tväracceleration ay. Om man i stället för tväraccelerationen använder girhastigheten eller varvtalsskillnaden hos framhjulen, ändrar sig vare sig för- farandet eller anordningen utan endast den använda beräknings- F! »l 466 302 formeln och den däri variabla parametern.

För enkelhets skull beskrivs i den följande anordningen för utövande av förfarandet enligt uppfinningen och med hjälp av funktionssättet hos denna anordning förklaras sedan själva förfarandet.

I fig 1 visas ett funktionsschema över anordningen.

Innanför det av en punktstreckad linje inramade fältet visas den egentliga uppfinningen, och utanför detta fält ligger den anordning som är känd genom DE-A-3 545 715, som först helt kort skall beskrivas.

För de övriga förklaringarna skall till grund läggas ett motorfordon med konventionell drivning, dvs. med drivna bakhjul och styrbara framhjul.

Utsignalerna från givare, som mäter hjulvarvtalen n1 till n4 hos fordonshjulen, styrvinkeln ß, tväraccelerationen ay och eventuellt ytterligare storheter, förs till en anpassnings- krets. Därvid är givarna för de nämnda storheterna antydda medelst cirklar medan ytterligare, här emellertid icke erfor- derliga storheter eller givare endast symboliseras medelst pilar.

I anpassningskretsen justeras utsignalerna från givarna till det stationära området för egenstyrförhållandet hos for- donet, dvs. vid bestämda körbetingelser (färd rakt framåt på en i tvärriktningen icke lutande körbana utan acceleration eller bromsning av fordonet) korrigeras varvtalssignalerna på sådant sätt att de blir lika stora och styrvinkelsignalen liksom tvär~ accelerationssignalen sätts till noll. På motsvarande sätt be- handlas de via"änpassningskretsen 1 förda och på andra ställen behövliga signalerna. Detta sker alltid adaptivt, då betingel- serna, såsom beskrivits ovan, är uppfyllda.

Ur de korrigerade varvtalssignalerna härleds på icke visat sätt en signal för fordonshastigheten v. Denna och den korrigerade styrvinkelsignalenß förs nu till en räkneenhet R, som därur med hjälp av någon förutbestämd formel, exempelvis: aïf-rEr-ë <1) 466 302 varvid ay = fordonets tväracceleration A = en konstant v = fordonets hastighet B = styrvinkeln EG = egenstyrgradienten hos fordonet 1 = fordonets axelavstånd, beräknas ett räknevärde RR för fordonets tväracceleration.

Under grundläggande av en digitalt arbetande helhetsanordning sker detta löpande med bestämda tidsintervall.

Detta räknevärde RR eller ett toleransområde, som i be- roende av fordonshastigheten v och styrvinkeln B omger detta värde, jämförs nu med en komparator K med det uppmätta värdet M av tväraccelerationen ay. Om mätvärdet M ligger över eller under räknevärdet RR eller utanför toleransområdet, avges reg- lersignaler ST för påverkan av hjulbromsarna eller ett effekt- reglerorgan till fordonsmotorn. De av reglersignalerna ST på- verkade anordningarna har icke visats i fig 1. Så långt gäller alltså den kända anordningen, som tjänar till att ständigt hålla fordonet inom gränserna för körstabiliteten.

Denna kända anordning tar dock icke hänsyn till den tidsmässiga fördröjning, med vilken det uppmätta värdet M upp- träder relativt räknevärdet RR till följd av' masströgheten, varför regleringen icke kan arbeta optimalt.

Av denna orsak är anordnat ett elektroniskt filter F, som i detta utföringsexempel i huvudsak motsvarar ett lågpass- filter av andra ordningen med en överföringsfunktion 2 _ 1 + A ' S + B' S F (S) “TTë-fs-I-D-fsíz <2*- Därvid har lagrats en tabell för olika värden på konstanterrn A, B, C och D, vilka är förutbestämda i beroende av åtminstonf fordonshastigheten v och förs till ett minne 2. Beroende på det momentana värdet av fordonshastigheten v (och eventuellt ytter- ligare, med en sträckad pil antydda storheter) förutbestäms olika filterkonstanter, som 'tidigare fastställts empiriskt i körförsök. Detta åstadkommer att 'räknevärdet RR utsätts för tidsfördröjningar som är beroende av åtminstone fordonshastig- heten v för att så noga som möjligt kunna överensstämma med 466 302- 5 mätvärdet M. Vid utgången av filtret F uppträder ett filtrerat räknevärde RF.

Nu kan det emellertid också inträffa att med en exakt injusterad tväraccelerationsgivare uppmäts en tväracceleration även om fordonet kör rakt fram utan acceleration, exempelvis vid i tvärriktningen lutande körbana eller vid enkelsidig be- lastning.

För att kunna kompensera sådana osäkerheter i mätningen är anordnad en första korrektionsenhet S, till vilken förs det filtrerade räknevärdet RF och mätvärdet M. I denna första kor- rektionsenhet S bildas skillnaden M - RF och detekteras under en förutbestämd tidsperiod av exempelvis 1 sek. Denna detekte- rade skillnad adderas till det filtrerade räknevärdet.

Därigenom påtvingas en överensstämmelse mellan mätning- en och räkningen om skillnaden ändrar sig endast långsamt.

Snabba och stora ändringar i skillnaden mellan mätvärdet och räknevärdet, som är typiska för färder inom gränsområdet för körstabiliteten, kommer emellertid icke att utjämnas på grund av tiden för medelvärdesbildningen, varför man icke inkräktar på detekteringen av färd inom gränsområdet med hjälp av den första korrektionsenheten S. Det på så sätt korrigerade räkne- verket RS jämförs på känt sätt i komparatorn K med mätvärdet.

Dessutom kan förutbestämmas ett maximalt tillåtligt värde för den uppmätta skillnaden, dvs. för korrektionen av räknevärdet. Såsom redan nämnts inledningsvis är den använda räkneformeln avpassad för stationära körtillstånd för att den icke skall bli alltför komplicerad. Då det stationära egenstyr- förhållandet hos fordonet ändras med belastningen, däcktill- ståndet osv., överensstämmer i allmänhet räknevärdet icke exakt med mätvärdena (vid konstanta koefficienter i räkneformeln). Av denna anledning är inrättad en andïä korrektionsenhet L, vilken på grundval av skillnaden mellan de tidsmässiga ändringarna av mätvärdet och räknevärdet ändrar en parameter i räkneformeln (1) - vid detta utföringsexempel egenstyrningsgradienten EG - i syfte att åstadkomma en minskning av denna skillnad.

För detta ändamål tillförs den andra korrektionsenheten L det filtrerade räknevärdet RF och mätvärdet M och bestämmer därur denna skillnad och avger till räkneenheten signaler för 466 302 ökning eller minskning av parametern EG beroende på om denna skillnad är positiv eller negativ eller över- eller underskri- der ett toleransområde kring värdet noll.

För undvikande av förfalskningar, särskilt av' medel- värdesbildningen i den första korrektionsenheten S och skill- nadsbestämningen i den andra korrektionsenheten L vid instatio- nära körtillstånd, hindras medelvärdesbildningen eller skill- nadsbestämningen i dessa enheter vid uppträdandet av regler- signaler ST, vilket har antytts i fig 1 medelst en punkt- streckad tillförsel av signalen ST till korrektionsenheterna S och L.

Uppfinningen åstadkommer alltså i huvudsak en fasför- skjutning av räknevärdet och en korrektion av detta och räkneformeln genom flerfaldig utvärdering av skillnaden mellan mätvärde och räknevärde.

I fig 2-4 har visats utföringsexempel på den första och andra korrektionsenheten liksom på komparatorn.

Sålunda visas i fig 2 ett utföringsexempel på den första korrektionsenheten S. Denna uppvisar på ingångssidan ett subtraktionsorgan 3, i vilket bildas skillnaden M - RF mellan mätvärdet och det filtrerade räknevärdet. Denna skillnad bildas löpande (intermittent) och förs till en efterföljande, med punktstreckade linjer inramad, medelvärdesbildare 4. Denna be- står av en seriekoppling av ett n-stegigt skiftregister 5, ett adderorgan 6 med n ingångar liksom ett divideringsorgan 7.

Den i subtraktíonsorganet 3 bildade skillnaden M - RF överförs taktvis i skiftregistret 5 och förs ut vidare ett steg med varje takt. De i skiftregisterstegen befintliga värdena adderas taktvis i adderingsorganet 6 och den bildade summan w divideras därefter med talet n i divideringsorganet 7. Antalet n skiftregistersteg erhålls ur den önskade varaktigheten av medelvärdesbildningen (exempelvis 1 sek), dividerat med takt- tiden (0,1 sek). I detta exempel erhålls ur de valda värdena talet 10 för n.

Det vid utgången av divideringsorganet 7 och samtidigt utgången från medelvärdesbildaren 4 uppträdande värdet mot- svarar den under den förutbestämda tidsperioden bestämda skill- naden. Detta värde adderas med rätt förtecken till det filtre- '4ea 302 rade räknevärdet RF i ett adderingsorgan 8. Den erhållna summan är utgångsvärdet Rs från den första korrektionsenheten, vilket förs till komparatorn K. Genom den med ST betecknade pilen, som är riktad mot skiftregistret 5, skall antydas att under tidsperioden för utgångssignalen ST från komparatorn K förblir skiftregistret 5 blockerat, för att såsom redan tidigare påvisats icke inkräkta på medelvärdesbildningen genom instatio- nära förlopp.

I fig 3 visas ett utföringsexempel på den andra korrek- tionsenheten L. Också denna korrektionsenhet tillförs mätvärdet M och det filtrerade räknevärdet RF.

I ett med punktstreckad linje inramat block 9 bestäms först för vart och ett av de båda värdena för sig dessas tids- mässiga ändring. Detta beskrivs först för räknevärdet RF.

Detta räknevärde RF överförs nämligen till ett skift- register 10, som åtminstone är försett med två steg, och skjuts igenom detta i en förutbestämd takt. Beroende på om det tids- intervall, inom vilket ändringen av räknevärdet RF skall be- stämmas, motsvarar taktintervallet eller en multipel av detta, erfordras två eller motsvarande antal skiftregistersteg. I ett efter skiftregistret 10 följande subtraktionsorgan 11 subtra- heras det äldsta värdet RÉ1 från den yngsta värdet RF Den er- 2. hållna skillnaden RF2 RF1 = AR utgör ett mått på den tids- mässiga ändringen ARF/At = (RF2 - RF1)/(tz - tï). På exakt samma sätt bestäms skillnaden M - M = AM för mätvärdet som 2 1 mått på dettas tidsmässiga ändring AM/At = (M2 _ M1)/(t2-t1).

De vid utgången från de bägge subtraktionsorganen 11 uppträdande värdena subtraheras från varandra i ett ytterligare subtraktionsorgan 12, så att vid utgången från subtraktions- organet 12 uppträder skillnaden D = AM - AR med rätt förtecken.

Denna skillnad D är noll om mätvärdet och räknevärdet går parallellt med varandra, men är negativt om räknevärdet stiger kraftigare eller sjunker mindre än mätvärdet; och det är slut- ligen positivt om räknevärdet stiger mindre eller faller kraf- tigare än mätvärdet.

Utsignalen från subtraktionsorganet 12 förs till en av två komparatorer 13 och 14 bildad fönsterkomparator, i vilken det jämförs med två gränsvärden +X och -X, som bestämmer ett 466 502 toleransomrâde för värdet "noll". Om D är mera negativ än gränsvärdet -X, så avges av komparatorn 13 en utsígnal EG+, medan om D är positivare än gränsvärdet +X, så avges av kompa- ratorn 14 en utsígnal EG-_ Bägge utsignalerna löper över var sitt spärrgaller 15, 16, som de endast kan passera om ingen styrsignal ST föreligger vid komparatorns K utgång (fig 1).

Samtidigt blockeras skiftregistren 10 så länge som en regler- signal ST föreligger, vilket har antytts medelst en pil ST vid det punktstreckade blocket 9.

De bägge signalerna EG+ och EG- går såsom visas i fig 1 som utsignaler från den andra korrektionsenheten L till räkne- enheten R, där de så länge de består åstadkommer en ändring av parametern EG i räkneformeln (1). En signal EG+ åstadkommer en ökning av värdet EG och därmed, eftersom detta värde står i nämnaren till formeln (1), en minskning av räknevärdet RR för tväraccelerationen ay. Pâ motsvarande sätt åstadkommer en signal EG- en minskning av värdet EG och därmed en ökning av räknevärdet RR i riktningen för den korrektion som skall ut- föras.

Genom en ändring av parametern EG i små steg med en förutbestämd frekvens (t.ex. 3/sek) hindras en förfalskning av räkneresultatet. För att undvika förfalskningar vid instatio- nära styrmanövrer kan det maximala värdet för anpassningen av räknevärdet RR begränsas.

I fig 4 visas ett utföringsexempel på den kända, men i DE-A-3 545 715 icke närmare beskrivna komparatorn K. Såsom framgår av fig 1 tillförs komparatorn K nätvärdet M och det korrigerade räknevärdet RS och där jämförs mätvärdet med ett kring räknevärdet bildat toleransintervall. Bredden av detta intervall. är beroende av' fordonshastigheten cxfli styrvinkeln.

För bestämning av toleransintervallet är enligt fig 4 anordnad en lagrad tabell 17, i vilken förtecknats värden :T beroende av fordonshastigheten v och styrvinkeln, vilka värden avges i beroende av de aktuella värdena på v och B. Om tole- ransintervallet är symmetriskt i förhållande till räknevärdet, så räcker ett enda värde T, men i annat fall måste ett positivt värde +T och ett negativt värde -T vara lagrat. Om det sist- nämnda är fallet, adderas i ett additionsorgan 19 det utmatade

Claims (11)

466 5022 värdet +T till det korrigerade räknevärdet RS. Summan RS + T bildar det övre gränsvärdet. I motsvarighet härtill, adderas i ett andra additionsorgan 18 värdet -T till det korrigerade räknevärdet Rs. Summan. RS - T bildar det undre gränsvärdet. - Med dessa bägge gränsvärden jämförs mätvärdet M i två komparatorer 20 och 21. Utsignalerna från dessa bägge kompara- torer sammanfattas via en ELLER-grind 22 till en reglersignal ST, som uppträder om mätvärdet antingen underskrider det undre gränsvärdet eller överskrider det övre gränsvärdet. Denna reglersignal ST används vidare på känt sätt för reglering av hjulbromsarna och/eller ett effektreglerorgan till motor- fordonsmotorn, vilket icke visas på ritningen. Med de beskrivna åtgärderna tillförsäkras att man säkert och tillförlitligt kan med enkla mätningsåtgärder detek- tera om ett motorfordon närmar sig gränsområdet för tväraccele- rationen och detta oberoende av belastningstillståndet, däck- utrustningen, körbanan eller andra parametrar. Hela den be- skrivna anordningen kan realiseras genom på lämpligt sätt pro- grammerade mikroprocessorer eller mikrodatorer. P a t e n t k r a v

1. Förfarande för drivkraftreglering vid motorfordon i syfte att upprätthålla stabila körtillstånd, varvid en för det stationära körtillståndet karakteriserande parameter uppmäts och ett för denna parameter adekvat räknevärde beräknas medelst fordonshastigheten och styrvinkeln, varjämte mätvärdet och räknevärdet jämförs med varandra och reglersignaler för brom- sarna och/eller ett effektreglerorgan för fordonsmotorn alstras i beroende av resultatet av jämförelsen, k ä n n e t e c k - n a t a v att räknevärdet fasfördröjs i beroende av minst en kördynamisk mätstorhet (V), att skillnaden mellan det fasför- Öröjdâ räkflevärdêt (RF) och mätvärdet (M) underkastas en medel- 466 302 10 värdesbildning under en förutbestämbar tidsperiod och detta bildade värde adderas till det fasfördröjda räknevärdet, varpå det sålunda korrigerade räknevärdet (RS) jämförs med mätvärdet, att skillnaden (D) mellan de med bestämda tidsintervall upp- kommande skillnaderna mellan på varandra följande mätvärden och fasfördröjda räknevärden bildas och en bestämd parameter (EG) för beräkning av räknevärdet (RR) varieras i motsvarighet till värdet av den nämnda skillnaden.

2. Anordning för utövande av förfarandet enligt patent- kravet 1 och försedd med givare för detektering av fordons- hastigheten, styrvinkeln och ett mätvärde för en storhet som karakteriserar det stationära körtillståndet, särskilt fordo- nets tväracceleration, girhastighet eller den till styrvinkeln hörande varvtalsskillnaden mellan de styrbara hjulen på en axel, samt en anpassningskrets för justeringen av givarna, en räkneenhet för beräkning av ett för mätvärdet adekvat och till fordonshastigheten och styrvinkeln hörande räknevärde eller ett toleransområde kring detta räknevärde medelst en förutbestämd räkneformel, samt en komparatorenhet, i vilken mätvärdet är av- sett att jämföras med räknevärdet eller dettas toleransområde, och vars utsignaler är reglersignaler för bromsarna och/eller ett effektreglerorgan till fordonets motor, k ä n n e t e c k - n a d a v att ett elektriskt filter (F) är anordnat, vars filterparameter (Ä, B, C, D) är förutbestämbar i beroende av åtminstone fordonshastigheten (V) och till vilket utsignalen (RR) från räkneenheten (R) är anordnad att föras, att en första korrektionsenhet (S) är anordnad, till vilken utsignalen (RF) från filtret (F) och mätvärdet (M) förs som ingångsstorheter och vilken bildar skillnaden mellan dessa bägge värden, underkastar denna skillnad en medelvärdesbildning under en förutbestämd tidsperiod och adderar resultatet till utsignalen (RF) från filtret (F), varefter det sålunda korrigerade räknevärdet (RS) tillsammans med mätvärdet (M) förs till komparatorenheten (K) som ingångsstorheter, att en andra korrektionsenhet (L) är anordnad, till vilken som ingångsstor- heter förs utsignalen (RF) från filtret (F) och mätvärdet (M) och vilken är anordnad att bilda skillnaden (AM - ARF) mellan de med bestämda tidsintervall (At) uppkommande skillnaderna AM;ARF) från på varandra [i 466 302 11 följande mätvärden (M1; M2) och filterutsignalerna (RF1; RF2), samt att en bestämd parameter (EG) i den i räkneenheten (R) an- vända räkneformeln varieras i motsvarighet till denna skillnad (AM -AR).

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att filtret (F) är ett lågpassfilter av andra ord- ningen.

4. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att ett maximivärde är förutbestämt för resultatet av medelvärdesbildningen i den första korrektionsenheten (S).

5. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att den andra korrektionsenheten (L) är anordnad att bilda skillnaden (AM - AR) mellan skillnaderna (AM; AR) först sedan mätvärdet och/eller räknevärdet har ändrat den för det stationära körtillståndet karakteriserande storheten med mer än ett förutbestämt minsta värde under ett bestämt tids- intervall Mtl

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n a d a v att den andra korrektionsenheten (L) är inrättad att avge en utsignal, om den bildade skillnaden avviker från värdet noll eller ligger utanför ett förutbestämt 'tolerans- intervall kring värdet noll.

7. Anordning enligt patentkravet 2 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att värdet för den bestämda parametern (EG) är anordnat att ökas eller minskas medelst utsignalen beroende på om den bildade skillnaden är större eller mindre än värdet noll eller dess toleransomrâde.

8. Anordning enligt patentkravet '7, k ä n n e t e c k - n a d a v att parametern (EG) är anordnad att vid förekomsten av en utsignal från den andra korrektionsenheten (L) ökas eller minskas med ett förutbestämt belopp eller andel.

9. Anordning enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d a v att ökningen eller minskningen av' para- metern (EG) är avsedd att ske med en förutbestämd maximal has- tighet.

10. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att i den andra korrektionsenheten (L) är skillna- den mellan på varandra följande filterutsignaler begränsnings- 466 302 12 bar till ett förutbestämt maximivärde.

11. Anordning enligt något av patentkraven 1-10, k ä n - n e t e c k n a d a v att korrigeringen av räknevärdet (RF) i den första korrektionsenheten (S) är blockerad vid förekomsten av en utsignal (ST) från komparatorenheten (K) och att utsigna- ler från den andra korrektionsenheten (L) undertrycks.