SU1107028A1 - Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels - Google Patents

Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels Download PDF

Info

Publication number
SU1107028A1
SU1107028A1 SU833554488A SU3554488A SU1107028A1 SU 1107028 A1 SU1107028 A1 SU 1107028A1 SU 833554488 A SU833554488 A SU 833554488A SU 3554488 A SU3554488 A SU 3554488A SU 1107028 A1 SU1107028 A1 SU 1107028A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
forces
wheels
angle
lateral
vehicle
Prior art date
Application number
SU833554488A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Рязанцев
Анатолий Михайлович Жуков
Original Assignee
Всесоюзный заочный машиностроительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный заочный машиностроительный институт filed Critical Всесоюзный заочный машиностроительный институт
Priority to SU833554488A priority Critical patent/SU1107028A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1107028A1 publication Critical patent/SU1107028A1/en

Links

Landscapes

  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

СПОСОБ УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО УГЛА СХОВДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, по которому измер ют боковые силы на обоих управл емых колесах при движении и регулируют угол схождени  в зависимости от величины и направлени  этих сил, отличающийс  тем, что, с цёЛью повьшени  поперечной устойчивости по скольжению транспортного средства при воздействии на него внешней боковой силы, дополнительно измер ют воздействующие на оба управл емых колеса силы, нормальные к поверхности дороги, устанавливают величину угла схождени , при которой направлени  боковых сил совпадают, а отношение величины боковых сил равно отношению величин сил, нормальных к поверхности дороги. (Л с ю ооA METHOD FOR INSTALLING AN OPTIMAL ACCELERATION ANGLE OF CONTROLLED WHEELS OF A VEHICLE, by which lateral forces are measured on both controllable wheels during movement and regulate the angle of convergence depending on the magnitude and direction of these forces, characterized in that, with transverse stability, when an external lateral force is applied to it, the forces acting on both controlled wheels, normal to the road surface, are additionally measured, establish the angle of convergence , in which the directions of the lateral forces coincide, and the ratio of the magnitude of the lateral forces is equal to the ratio of the magnitudes of the forces normal to the road surface. (L o y oo

Description

1 Изобретение относитс  к транспорт ному машиностроению и может быть использовано в исследовани х по выбору оптимального схождени  управл емых колес транспортных средств, а также в конструкци х автомобилей. Известен способ установки оптимал ного схождени  управл емых колес транспортного средства, заключающийс в том, что измер ют боковые силы на обоих управл емых колесах при движении и регулируют угол схождени  в зависимости от величины направлени  этих сил. В известном способе регули ровку угла схождени  заканчивают при достижении нулевых значений величины i боковых сил на обоих управл емых колесах tl .; Недостатком известного способа установки оптимального угла схождени  управл емых колес  вл етс  недос таточна  бокова  устойчивость при движении транспортного средства под дейст вием внешних боковых сил,например при движении на косогоре, повороте и т.д Это св зано с тем, что не обеспечиваетс  создание на каждом управл емом колесе максимальной суммарной боковой реакции, преп тствующей отклонению направлени  движени  транспортного средства от заданного из-за воздействи  внешних боковых ci. Цель изобретени  - повьшение попе речной устойчивости по скольжению транспортного средства при воздейстВИИ на него внешней боковой силы. Эта цель достигаетс  тем, что сог ласно способу установки оптимального угла схождени  управл емых колес транспортного средства, по которому измер ют боковые.; силы на обоих управл емых колесах при движении и регулируют угол схождени  в зависимости от величины и направлени  этих сил, дополнительно измер ют воздействуюгдие . на оба управл емых колеса силы, нормальные к поверхности дороги , устанавливают величину угла схож дени  при которой направлени  боковых сил совпадают, а отношение величины боковых сил равно отношению величин сил нормальных к поверхности дороги. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ на фиг. 2 - схема сил, действующих на управл емые колеса при угле схождени , равном ну лю при движении транспортного сред28 ства по косогору; на фиг. 3 - схема боровых сил на управл емых колесах, обусловленных установкой управл емых колес с углом схождени  S-, вид сзади; на фиг. 4.- то же, вид сверху; на фиг. 5 - схема результирующих боковых сил на управл емых колесах, обусловленных совместным вли нием внешней боковой силы f и углом схождени  &; на фиг. 6 - блок-схема устройства. При движении транспортного средст по косогору с параллельно установленными колесами, угол схождени  равен нулю (фиг.-2), на обоих управл емых колесах будут создаватьс  равные боковые реакции,определ емые по формуле X-V2Gsino(. |oic: SiHQt, где пл - масса транспортного средства, приход ща с  на рассматриваемую ось; Q - ускорение свободного падени ; 1.-. угол наклона дороги в поперечной плоскости. Нормальные реакции на левом и правом управл емых колесах будут различны и равны соответственно. RA-ftCOSO SOi)) Rr |CcosoL-|s(), - высота центра т жести транспортного средства над поверхностью дороги; Ь - коле  транспортного средства. Предельные по сцеплению боковые силы на каждом управл емом колесе определ ютс  по формулам Улуч1ах -«А И Ynmay - n, где и - коэффициент сцеплени . Так как верхнее правое колесо нагружено меньшей нормальной силой , то при увеличении внешней боковой силы (в данном случае силы, равной гла5т 4) верхнее правое управл емое колесо потер ет сцепление с дорогой раньше, чем нижнее левое управл емое колесо, нагруженное большей нормальной силой . Потер  сцеплени  верхнего правого управл емого колеса с дорогой сопровождаетс  скачкообразным уменьшением силы трени  колеса с дорогой, то уменьшает суммарную боковую реакцию на обоих колесах, преп тствующую боковому перемещению транспортного средства. При установке управл емых колес с углом схождени , отличным от нул , на них создаютс  дополнительные боковые силыйУ, , равные по величине и противоположные по направлению (фиг. 3 и 4). Эти дополнительные боковые силы складываютс  с боковыми силами, обусловленными действием внешней боковой силы. Дл  предотвращени  потери сцеплени  боковые силы на управл емых колесах должны быть пропорциональны нормальньм силам, действующим на эти колеса. Чем больше колесо нагружено нормальной силой, тем больше величина предельной по сцеплению боковой силы, реализуемой этим колесом, т. е. тем большую величину боковой силы можно реализовать на этом колесе без потери сцеплени . По предлагаемому способу при движении транспортного средства при действии на него внешней боковой силы, т. е. дл  случа  , когда нормальные силы на обоих управл емых колесах различны, устанавливают тако угол схождени , чтобы результирующие боковые силы на каждом управл емом колесе были направлены в одну сторон и пропорциональны нормальным силам, действующим на соответствующие колеса . Дл  этого при движении транспорт ного средства дополнительно измер ют нормальные силы, действующие на управл емые колеса. Если нормальные силы на обоих управл емых колесах различны, то регулируют угол схождени , создава  дополнительные боковые силы, обусловленные углом схождени , и регулировку угла схождени  заканчивают при достижении одинакового направлени  боковых сил и равенства отношений боковых и нормальных сщ н обоих управл емых колесах,т.е. при вы полнении услови  Yn «п При выполнении указанных действий результирующа  бокова  сила на каждом управл емом колесе будет уменьшатьс  при уменьшении нормальной сил предотвраща  тем самым потерю сцеплени  этим колесом, а при увеличении нормальной силы бокова  сила будет увеличиватьс , увеличива  силу сопро тивлени  боковому перемещению транспортного средства. Способ реализуетс  следующим образом . На транспортном средстве установлены датчики 1 боковых сил, действующих на управл емые колеса 2 (фиг, 1), датчики 3 нормальных сил, действующих на те же колеса, подключенные к блоку 4 управлени , вырабатывающему управл ющий сигнал на исполнительный орган 5, регулируюи{нй длину поперечной т ги 6 и тем самым схождение управл емых колес. При движении транспортного средства под действием боковых сил (на повороте, на косогоре, под действием бокового ветра) сигнал с датчиков боковых 1 и нормальных 3 сил, действующих на колеса, поступает в блок 4 управлени , который в функции этих сигналов вырабатывает команду к управлению на исполнительный орган регулирующий схождение колес таким образом, чтобы боковые силы на управл емых колесах быпи бы направлены в одну сторону (против внешней боковой силы, действующей на транспортное средство) и были бы пропорциональны нормальным силам, действующим на эти же колеса. Дл  этого исполнительный орган сообщает управл емым колесам определенный угол схождени , значение которого можно определить следующим образом. Предположим, что на управл емый мост транспортного средства действует внешн   бокова  сила , котора  при параллельно поставленных колесах вызывает на них боковые реакции от поверхности дороги Yv Эти силы направлены в одну сторону и равны по величине. При угле 8- схождени  управл емых колес по вл ютс  дополнительные боковые силы aX, действующие с стороны поверхности дороги на колеса . Эти силы равны по величине и направлены внутрь управл емого моста навстречу друг другу A AYn-VCCr где К - коэффициент увода колеса; сГ - угол увода колеса. В рассматриваемом случае угол уво-, да равен половине угла схождени  и тогда | В соответствии с предлагаемым способом отношение суммарных боковых сил должно равн тьс  отношению нормальных сил :ii 05Ул-лУА Уравнение равновеси  вертикаль ных сил й,Ял-а 0, где G - нагрузка, приход ща с  Ha управл емый мост. Уравнение равновеси  моментов действующих на управл емый мост в поперечной плоскости Н - р .ii- -V-b П ,. 2 fi а Из решени  этих двух уравнений находим нормальные силы, действую на колеса в функции боковой силы «Л-.«-|Подставл   эти значени  в (2) ходим значение боковых сил дУд ,д необходимых дл  образовани  сумма ных боковых реакций, пропорционал ных нормальным силам и завис щих угла схождени  управл емых колес 8 Подставл   в (1) найденное значение , определ ем угол увода и необходимое значение угла схождени  управл емых колес А лУл ТпБлок управлени  вырабатывает команды управлени  на исполнительный орган образом, чтобы обеспечить указанную зависимость угла схождени  от внешней боковой силы, действующей на транспортное средство. При пр молинейном движении транспортного средства по горизонтальной поверхности в соответствии с формулой 3 угол схождени  равен нулю, т.е. колеса сохран ют параллельность, между собой. Таким образом согласно прёдлагаемому способу предотвращаетс  потер  сцеплени  с дорогой одного управл емого колеса раньше другого, что повьппает боковую устойчивость при движении транспортного средства при действии на него внешней боковой силы. Предлагаемый способ позвол ет повысить боковую устойчивость при движении транспортного средства, снизить износ шин и расход топлива.1 The invention relates to the transport engineering industry and can be used in studies on the choice of the optimum convergence of the controlled wheels of vehicles, as well as in the structures of automobiles. A known method of setting the optimum convergence of the controlled wheels of the vehicle, which consists in measuring the lateral forces on both the controlled wheels during movement and adjusting the angle of convergence depending on the magnitude of the direction of these forces. In the known method, the adjustment of the convergence angle is completed when zero values of i lateral forces are reached at both controllable wheels tl.; A disadvantage of the known method of setting the optimum angle of convergence of the steering wheels is insufficient lateral stability when the vehicle is moving under the influence of external lateral forces, for example, when driving on a slope, turning, etc. This is due to the fact that controllable wheel of the maximum total lateral reaction, which prevents the vehicle from moving direction from the specified one due to the influence of external lateral ci. The purpose of the invention is to increase the lateral stability of a vehicle when exposed to an external lateral force. This goal is achieved in that according to the method of setting the optimum convergence angle of the controlled wheels of the vehicle, on which the side wheels are measured; The forces on both steered wheels while moving and adjust the angle of convergence depending on the magnitude and direction of these forces, additionally measure the impact. For both controllable wheels, the forces normal to the road surface establish the magnitude of the angle similar to that at which the directions of the lateral forces coincide, and the ratio of the magnitude of the lateral forces is equal to the ratio of the magnitudes of the forces normal to the road surface. FIG. 1 shows a device implementing the method of FIG. 2 is a diagram of the forces acting on the control wheels at a convergence angle equal to zero when the vehicle is moving along a slope; in fig. 3 is a diagram of boring forces on controlled wheels, due to the installation of controlled wheels with an angle of convergence S-, rear view; in fig. 4.- the same, top view; in fig. 5 is a diagram of the resulting lateral forces on the driven wheels, due to the joint influence of the external lateral force f and the convergence angle &; in fig. 6 is a block diagram of the device. When the vehicle is moving along a slope with wheels installed in parallel, the convergence angle is equal to zero (Fig. -2), on both controlled wheels equal side reactions will be created, defined by the formula X-V2Gsino (. | Oic: SiHQt, where pl - vehicle mass per axle under consideration; Q - acceleration of free fall; 1.-. inclination angle of the road in the transverse plane. Normal reactions on the left and right steering wheels will be different and equal, respectively. RA-ftCOSO SOi))) Rr | CcosoL- | s (), - the height of the center of the sheet of transport food above the road; B - kole vehicle. The limiting adhesion lateral forces on each controllable wheel are determined by the formulas Improved - “A AND Ynmay - n, where and is the coefficient of adhesion. Since the upper right wheel is loaded with a smaller normal force, as the external lateral force increases (in this case, a force equal to 5t 4), the upper right steerable wheel loses traction earlier than the lower left steerable wheel loaded with a greater normal force. Loss of adhesion of the top right steerable wheel with the road is accompanied by an abrupt decrease in the force of the wheel friction with the road, which reduces the total lateral reaction on both wheels, preventing the lateral movement of the vehicle. When installing controllable wheels with a convergence angle other than zero, they create additional side forces, equal in size and opposite in direction (Figs. 3 and 4). These additional lateral forces are added to lateral forces due to the action of an external lateral force. To prevent grip loss, the lateral forces on the driven wheels should be proportional to the normal forces acting on these wheels. The more the wheel is loaded with normal force, the greater the amount of limiting lateral force on the adhesion realized by this wheel, i.e. the greater the amount of lateral force that can be realized on this wheel without loss of adhesion. According to the proposed method, when the vehicle moves under the action of an external lateral force, i.e., in the case when the normal forces on both steered wheels are different, the angle of convergence is set so that the resulting lateral forces on each steered wheel are directed to one sides and proportional to the normal forces acting on the respective wheels. For this, when the vehicle is moving, the normal forces acting on the steering wheels are additionally measured. If the normal forces on both controlled wheels are different, they adjust the convergence angle, creating additional lateral forces due to the convergence angle, and adjusting the convergence angle to achieve the same direction of the lateral forces and equality of the relationship between the side and normal wheels of both controlled wheels, t. e. when the condition Yn "is fulfilled. When these actions are performed, the resultant lateral force on each steering wheel will decrease as the normal forces decrease, thereby preventing the wheel from loosing traction, and as the normal force increases, the lateral force will increase, increasing the resistance to lateral movement of the transport facilities. The method is implemented as follows. The vehicle has sensors 1 for lateral forces acting on the control wheels 2 (FIG. 1), sensors 3 on normal forces acting on the same wheels connected to the control unit 4 that generates a control signal to the actuator 5, regulates the length of the transverse thrust gi 6 and thereby the convergence of the driven wheels. When the vehicle is moving under the action of lateral forces (on a turn, on a slope, under the influence of a side wind), the signal from the lateral 1 and normal 3 forces acting on the wheels enters the control unit 4, which, as a function of these signals, generates a command to control the executive body regulating the convergence of the wheels so that the lateral forces on the driven wheels would be directed to one side (against the external lateral force acting on the vehicle) and would be proportional to the normal force It is acting on the same wheel. For this, the actuator informs the steered wheels a certain convergence angle, the value of which can be determined as follows. Suppose that an external lateral force acts on the controlled vehicle bridge, which, when the wheels are set in parallel, causes lateral reactions to them from the road surface Yv These forces are directed to one side and equal in magnitude. At an angle of 8-convergence of the steered wheels, additional lateral forces aX appear, acting from the side of the road surface on the wheels. These forces are equal in magnitude and are directed inside the controlled bridge towards each other A AYn-VCCr where K is the wheel slip coefficient; cG is the angle of the wheel slip. In the case under consideration, the angle is ув, and is equal to half the angle of convergence, and then | In accordance with the proposed method, the ratio of total lateral forces should be equal to the ratio of normal forces: ii 05Ul-LUA Equilibrium equation of vertical forces, YAL-a 0, where G is the load coming from Ha controlled bridge. The equilibrium equation of moments acting on the controlled bridge in the transverse plane H - p .ii-V-b P,. 2 fi From the solution of these two equations, we find the normal forces acting on the wheels as a function of the lateral force "L -." - | Substituting these values in (2) we find the value of the lateral forces dUd, necessary for the formation of the sum of lateral reactions normal forces and dependent angles of convergence of controlled wheels 8 Substituting the value found in (1), determining the angle of withdrawal and the required value of the angle of convergence of controlled wheels A LUL TpB the control unit generates control commands to the executive body in order to provide dependence of the angle of convergence of the outer side of the force acting on the vehicle. When the vehicle moves in a straight line on a horizontal surface in accordance with formula 3, the angle of convergence is zero, i.e. the wheels maintain parallelism among themselves. Thus, according to the proposed method, one of the controlled wheels loses traction with the road earlier than the other, which increases lateral stability when the vehicle is moving when an external lateral force acts on it. The proposed method allows increasing lateral stability when the vehicle is moving, reducing tire wear and fuel consumption.

Claims (1)

СПОСОБ УСТАНОВКИ ОПТИМАЛЬНОГО УГЛА СХОЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, по которому измеряют боковые силы на обоих уп лируют угол схождения в зависймости от величины и направления этих сил, отличающийся тем, что, с целью повышения поперечной устойчивости по скольжению транспортного средства при воздействии на него внешней боковой силы, дополнительно измеряют воздействующие на оба управляемых колеса силы, нормальные к поверхности дороги, устанавливают величину угла схождения, при которой направления боковых сил совпадают, а отношение величины боковых сил равно отношению величин сил, нормальных к поверхности равняемых колесах при движении и регудороги.METHOD OF INSTALLING AN OPTIMAL ANGLE CONVERGE OF THE CONTROLLED VEHICLE WHEELS, by which the lateral forces are measured on both, the convergence angle is measured depending on the magnitude and direction of these forces, characterized in that, in order to increase the lateral sliding resistance of the vehicle when the vehicle is exposed to external lateral forces, additionally measure the forces acting on both steered wheels, normal to the road surface, establish the value of the convergence angle at which the directions of the lateral forces coincide yut, and the ratio of the magnitude of the lateral forces is equal to the ratio of the magnitudes of the forces normal to the surface of the equal wheels during movement and regudor. Фиг. /FIG. / 1 1107028 21 1107028 2
SU833554488A 1983-02-18 1983-02-18 Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels SU1107028A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833554488A SU1107028A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833554488A SU1107028A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1107028A1 true SU1107028A1 (en) 1984-08-07

Family

ID=21050355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833554488A SU1107028A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1107028A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 905692, кл. G 01 М 17/06, 1980 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4967865A (en) Supplementary steering system
US5123497A (en) Automotive apparatus and method for dynamically determining centripetal force of a vehicle
EP0339617B1 (en) Fail-safe vehicle control system
US4703822A (en) Front and rear wheel steering device for a vehicle
US4989922A (en) Method of anti-lock brake control for motorcycle vehicle
JP2851385B2 (en) Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle
CA1315207C (en) Steering system for motor vehicle
US4905783A (en) Vehicular controller with differential wheel speed input
JP3096476B2 (en) Drive unit for motor vehicle
JPH04505737A (en) Vehicle steering system
JPS62295714A (en) Suspension for vehicle
EP0278692A3 (en) Tension actuator load suspension system
US5099940A (en) Rear wheel steering control system for vehicle
US5228719A (en) Automotive active suspension system for anti-rolling control
US6471218B1 (en) Vehicle suspensions
JPH0825470B2 (en) Rear wheel rudder angle control method
US5227974A (en) Rear wheel turning system for four-wheel steered vehicle
JPS60161255A (en) Auxiliary steering apparatus for car
JPH0585133A (en) Suspension device for vehicle
SU1107028A1 (en) Method of setting optimum toe-in angle of vehicle steered wheels
JPS63188512A (en) Vehicle attitude control device
JP3692773B2 (en) Reach forklift
JPH0452088Y2 (en)
US5608630A (en) Universal dynamic stabilizer
JP2851386B2 (en) Torque distribution control device for four-wheel drive vehicle