EA017953B1 - Motion control method of antilock brake system for a transport vehicle - Google Patents
Motion control method of antilock brake system for a transport vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- EA017953B1 EA017953B1 EA201001250A EA201001250A EA017953B1 EA 017953 B1 EA017953 B1 EA 017953B1 EA 201001250 A EA201001250 A EA 201001250A EA 201001250 A EA201001250 A EA 201001250A EA 017953 B1 EA017953 B1 EA 017953B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- braking
- wheel
- maximum
- braking torque
- brake
- Prior art date
Links
Landscapes
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в антиблокировочных системах тормозов автомобилей и других транспортных средств.The invention relates to the field of engineering and can be used in anti-lock braking systems for cars and other vehicles.
Известен способ управления антиблокировочной системой в процессе торможения транспортного средства, при котором измеряют тормозной момент на колесе и в зависимости от его величины уменьшают тормозное давление на колодки тормоза, причем система управления чувствительна к двум сигналам - величине усилия включения тормоза, прикладываемого оператором, и тормозному моменту, развиваемому тормозом [1].A known method of controlling an anti-lock system in the process of braking a vehicle, in which the braking torque at the wheel is measured and, depending on its size, the braking pressure on the brake pads is reduced, and the control system is sensitive to two signals - the amount of the braking force applied by the operator and the braking torque developed by the brake [1].
Недостатком известной системы является ограничение величины тормозного момента, развиваемого тормозом, установленным оператором значением тормозного момента. Другими словами, регулирование тормозного момента происходит относительно величины тормозного момента, установленного оператором, а не величины тормозного момента, оптимального с точки зрения процесса торможения. Это, в свою очередь, приводит к недостаточному использованию тормозного усилия на колесе и, как следствие, приводит к снижению эффективности торможения.A disadvantage of the known system is the limitation of the braking torque developed by the brake, the brake torque set by the operator. In other words, the regulation of the braking torque occurs relative to the magnitude of the braking torque set by the operator, and not the magnitude of the braking torque optimal from the point of view of the braking process. This, in turn, leads to insufficient use of the braking force on the wheel and, consequently, leads to a decrease in braking efficiency.
Известен также способ управления процессом экстренного торможения транспортного средства, по которому измеряют изменение величины тормозной силы, одновременно измеряют величину прижимного усилия и при достижении величины тормозной силы максимального значения ограничивают дальнейшее увеличение прижимного усилия, а при изменении величины тормозной силы корректируют величину прижимного усилия так, чтобы отношение величин прижимного усилия и тормозной силы оставались постоянным [2].There is also known a method of controlling the process of emergency braking of a vehicle, by which the change in the magnitude of the braking force is measured, at the same time the magnitude of the pressing force is measured and, when the value of the braking force reaches the maximum value, the further increase in the pressing force is limited, and when the magnitude of the braking force is adjusted, the magnitude of the pressing force is adjusted so that the ratio of the clamping force and the braking force remained constant [2].
Недостатком этого способа является сложность его реализации, заключающаяся в измерении двух сигналов: тормозной силы и величины прижимного усилия на тормозных колодках в различных несопоставимых условиях. Это приводит к тому, что в различных условиях (влажность, износ тормозных накладок, различные дорожные условия и проч.) постоянство отношения величин тормозной силы и величины прижимного усилия на тормозных колодках не являются однозначными, и то, что подходит к одним условиям торможения, может не соответствовать другим условиям. В конечном итоге способ может быть реализован только в определенных дорожных условиях.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, consisting in the measurement of two signals: the braking force and the magnitude of the clamping force on the brake pads in various incomparable conditions. This leads to the fact that in different conditions (humidity, brake lining wear, various road conditions and so on.) The constancy of the ratio of the braking force values and the magnitude of the pressing force on the brake pads are not unambiguous, and what is suitable for one braking condition can do not meet other conditions. In the end, the method can be implemented only in certain road conditions.
Известны также алгоритмы управления антиблокировочной системой тормозов автомобилей, включающие измерение фактически реализуемого тормозного момента в зависимости от условий в пятне контакта колеса с дорогой, включение/отключение тормозного привода при отрицательной производной фактически реализуемого тормозного момента [3, 4].The control algorithms for the anti-lock braking system of cars are also known, which include measurement of the actual braking torque depending on the conditions in the contact patch of the wheel with the road, enabling / disabling the braking drive with a negative derivative of the braking torque that is actually realized [3, 4].
Недостатком известных алгоритмов управления является небольшое запаздывание растормаживания колеса, поскольку, во-первых, когда существуют условия возникновения боковой силы в колесах: движение по радиусу, движение в режиме микст, срыв тормозного момента наступает значительно раньше и управление тормозной антиблокировочной системой бесполезно, пока не восстановится нормальное сцепление колеса с дорогой. Поэтому использование указанных алгоритмов управления необходимо начинать с упреждением.A disadvantage of the known control algorithms is a slight delay in dismounting the wheel, because, firstly, when there are conditions for the occurrence of lateral force in the wheels: driving along the radius, driving in mixed mode, stopping the braking moment occurs much earlier and controlling the anti-lock braking system is useless until it recovers normal grip wheels with the road. Therefore, the use of these control algorithms must be started with anticipation.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, реализуемый с помощью устройства, содержащего тормозной привод, датчик тормозного усилия, модулятор, фильтр электрического сигнала и блок дифференцирования [5]. Этот способ заключается в том, что при достижении тормозным моментом экстремума, тормозной привод отключают. Достижение тормозным моментом экстремума определяют с помощью дифференцирования сигнала и определения величины производной этого сигнала, равной 0. Именно это событие служит причиной управляющего воздействия на принудительное отключение привода тормоза.Closest to the proposed method is a method implemented using a device comprising a brake actuator, a brake force sensor, a modulator, an electrical signal filter and a differentiation unit [5]. This method consists in the fact that when the braking moment reaches an extremum, the braking drive is disconnected. The achievement of the extremum by the braking moment is determined by differentiating the signal and determining the magnitude of the derivative of this signal, equal to 0. It is this event that causes the control action to forcibly disable the brake drive.
К недостаткам этого способа следует отнести недостаточно верный выбор стратегии управления антиблокировочной системой при торможении, заключающийся в том, что способ должен различать экстренное торможение от служебного. Другим недостатком этого способа является то, что он не адаптивен к характеристикам системы тормоз - колесо - опорная поверхность - режим торможения, которые в силу различных факторов (температура, влажность, масса, проводимость и др.) могут оказывать существенное влияние на процесс управления антиблокировочной системой. И, наконец, данный способ обладает теми же недостатками, что и предыдущее устройство.The disadvantages of this method include the insufficiently correct choice of the strategy for controlling the anti-lock system during braking, which consists in the fact that the method must distinguish emergency braking from the service one. Another disadvantage of this method is that it is not adaptive to the characteristics of the brake-wheel-bearing-surface-braking system, which, due to various factors (temperature, humidity, mass, conductivity, etc.), can have a significant impact on the control of the anti-lock system . And finally, this method has the same disadvantages as the previous device.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности торможения и устойчивости движения транспортных средств в процессе торможения как экстренного, так и служебного, при различных режимах движения, за счет максимального использования коэффициента сцепления колеса с дорогой и с адаптацией процесса регулирования к переменным характеристикам системы тормоз -колесо опорная поверхность - режим торможения, при этом необходимо учитывать другие силовые факторы процесса торможения.The problem solved by the invention is to increase the braking efficiency and stability of vehicle movement in the process of braking both emergency and service, under various driving conditions, by maximizing the use of the wheel adhesion coefficient and adapting the regulation process to the variable characteristics of the brake-wheel system the bearing surface is the braking mode, while it is necessary to take into account other force factors of the braking process.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе управления антиблокировочной системой торможения транспортного средства, по которому измеряют, обрабатывают, анализируют сигналы, пропорциональные фактически реализуемым колесами силовым факторам, возникающим в пятне контакта колесо-дорога, операцию автоматического выключения/включения тормозного привода осуществляют при обнаружении изменения силовых факторов, повторяют эту операцию, а завершают операцию выключения/включения тормозного привода при возрастании силовых факторов, согласно изобретению,The task is solved by the fact that in the known method of controlling the anti-lock braking system of a vehicle, by which signals measured proportional to the force factors actually realized by the wheels, arising in the wheel-road contact patch are measured, the operation of automatic switching off / on of the brake drive is carried out when detecting changes in power factors, repeat this operation, and complete the operation of switching off / on the brake actuator with increasing power factors tori according to the invention
- 1 017953 выявляют достижение максимума силового фактора на любом из колес при нарастании силового фактора по линейному закону, начинают операцию выключения/включения силового фактора на тех колесах, на которых обнаружен максимум силового фактора, а завершают операцию выключения/включения привода, когда силовой фактор начинает повышаться, либо процесс торможения прекращен.- 1 017953 reveal the achievement of the maximum power factor on any of the wheels when the power factor increases according to a linear law, begin the operation of turning off / on the power factor on those wheels on which the maximum of the power factor is detected, and complete the operation of turning off / on the drive when the power factor starts to increase, or the braking process is terminated.
Поставленная задача решается также и тем, что достижение максимума силового фактора выявляют путем исследования сигнала соответствующего фактически реализуемому колесом тормозному моменту.The task is also solved by the fact that the achievement of the maximum of the power factor is detected by examining the signal corresponding to the braking torque actually realized by the wheel.
Поставленная задача решается также и тем, что достижение максимума силового фактора выявляют путем исследования сигнала, соответствующего фактически реализуемому колесом боковому усилию, при этом приоритетным фактором начала управления является достижение максимума бокового усилия.The task is also solved by the fact that the achievement of the maximum of the power factor is detected by examining the signal corresponding to the lateral force actually realized by the wheel, and the priority of the beginning of control is the achievement of the maximum lateral force.
Поставленная задача решается также и тем, что достижение максимума силового фактора выявляют путем сравнения производной сигнала, соответствующего фактически реализуемому колесом силовому фактору с нулем и второй производной этого сигнала с величиной, близкой к нулю, при этом отдельно исследуют сигналы, пропорциональные тормозному моменту и боковому усилию.The task is also solved by the fact that the achievement of the maximum power factor is detected by comparing the derivative of the signal corresponding to the force factor actually realized by the wheel with zero and the second derivative of this signal with a value close to zero, while separately studying signals proportional to the braking torque and lateral force .
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена блок-схема способа управления антиблокировочной тормозной системой транспортного средства;FIG. 1 is a flowchart of a method for controlling an anti-lock braking system of a vehicle;
на фиг. 2 - осциллограмма изменения тормозных моментов: М1 - момент на переднем колесе с дисковым тормозом; М2 - момент на заднем колесе с барабанным тормозом при служебном торможения автомобиля ВАЗ-2108;in fig. 2 - oscillogram of changes in braking moments: M1 - the moment on the front wheel with a disc brake; M2 - the moment on the rear wheel with a drum brake during service braking of a VAZ-2108;
на фиг. 3 - диаграмма изменения коэффициентов сцеплений колеса с опорной поверхностью в его продольном и в боковом направлениях для тормозного и в тягового режимов в зависимости от относительного скольжения пятна контакта колеса (известный уровень техники);in fig. 3 is a diagram of the change in the coupling coefficients of the wheel with the supporting surface in its longitudinal and lateral directions for the braking and traction modes depending on the relative sliding of the contact patch of the wheel (prior art);
на фиг. 4 - фрагмент осциллограммы экстренного торможения колес автомобиля ВАЗ-2108: а' - угловая скорость переднего колеса с дисковым тормозом; Ь' - угловая скорость заднего колеса с барабанным тормозом; М - тормозные моменты: а - момент на дисковом тормозе; Ь - момент на барабанном тормозе (опорная поверхность - мокрый асфальт, начальная скорость торможения - ν=22, 2 м/с);in fig. 4 - fragment of the oscillogram of emergency braking of the wheels of the VAZ-2108: a 'is the angular velocity of the front wheel with a disk brake; B 'is the angular velocity of the rear wheel with a drum brake; M - the brake moments: and - the moment on a disk brake; B is the moment on the drum brake (the supporting surface is wet asphalt, the initial braking speed is ν = 22, 2 m / s);
на фиг. 5 - осциллограмма изменения боковой реакции на заднем левом колесе при экстренном торможении по условию микст (скорость начала торможения 20 км/ч);in fig. 5 - oscillogram of the side reaction on the left rear wheel during emergency braking according to the mixed condition (the speed of the onset of braking is 20 km / h);
на фиг. 6 - алгоритм управления торможением автомобиля;in fig. 6 - vehicle braking control algorithm;
на фиг. 7 - графическое обоснование определения аварийного режима торможения с использованием вычисления производных.in fig. 7 is a graphical justification for determining the emergency braking mode using the calculation of derivatives.
На фиг. 1 схематично показан четырехколесный автомобиль 1 с колесами 2. В колесах смонтированы колесные тормоза 3 автомобиля, исполнительные механизмы 4 приводов колесных тормозов, трубопроводы 5 рабочего тела (жидкость, воздух и т.п.) тормозной системы автомобиля. В колесных тормозах установлены датчики 6 измерения боковых реакций колес автомобиля и электронные датчики 7 измерения тормозных моментов на колесах. В исполнительных механизмах приводов колесных тормозов установлен модулятор давления 8. Главный тормозной цилиндр 9 (распределитель) приводится от силы Р нажатия на педаль тормозного привода. Всей системой управляет блок управления 10.FIG. 1 schematically shows a four-wheel vehicle 1 with wheels 2. Wheel brakes 3 of the car, actuators 4 of the wheel brake actuators, pipelines 5 of the working fluid (fluid, air, etc.) of the braking system of the car are mounted in the wheels. In the wheel brakes installed sensors 6 measuring the side reactions of the wheels of the car and electronic sensors 7 measuring the braking torque on the wheels. A pressure modulator 8 is installed in the actuators of the wheel brake actuators. The master brake cylinder 9 (distributor) is driven by the force P pressing the brake pedal. The entire system is controlled by the control unit 10.
При нажатии на педаль тормозного привода автомобиля с силой Р рабочее тело по трубопроводам тормозной системы 5 через главный тормозной цилиндр 9 и модулятор давления 8 воздействует на исполнительные механизмы приводов колесных тормозов 4, в результате чего происходит торможение колесных тормозов 3. При возникновении тормозных моментов на колесных тормозах электронные датчики измерения тормозных моментов 7 и боковых реакций колес 6 выдают электрические сигналы, пропорциональные тормозным моментам и силам. Электрические сигналы передаются в электронный блок управления 10. Электронный блок управления производит дифференцирование электрических сигналов, пропорциональных тормозным моментам и боковым реакциям. В последующем электронный блок осуществляет проверку линейного характера изменений боковой реакции Яз и тормозного момента М вычислением вторых производных силовых факторов и сравнение их с нулем. Если изменение боковой реакции Яз происходит по нелинейному закону, то система не осуществляет управления. При условии, что соблюдается линейный закон нарастания боковой реакции Яб, при этом обнаруживается его максимум, А.о , то электронный блок формирует сигнал управления на модулятор 8, который производит отключение тормозного привода колесного тормоза 4. Если экстремум боковой реакции Яб отсутствует, то электронный блок проверяет линейность нарастания тормозного момента на колесах. Если наблюдается линейный закон нарастания тормозных моментов на колесах, электронный блок проверяет существова^ = о ние экстремумов & .When you press the brake pedal of the vehicle with a force P, the working fluid through the pipelines of the brake system 5 through the brake master cylinder 9 and the pressure modulator 8 acts on the actuators of the wheel brake actuators 4, resulting in braking of the wheel brakes 3. When the braking torque occurs on the wheel brakes Brakes electronic sensors measuring the braking torque 7 and the lateral reactions of the wheels 6 issue electrical signals proportional to the braking torques and forces. Electrical signals are transmitted to the electronic control unit 10. The electronic control unit produces a differentiation of electrical signals proportional to the braking torque and lateral reactions. Subsequently, the electronic unit verifies the linear nature of the changes in the side reaction of Yaz and the braking moment M by calculating the second derivatives of the force factors and comparing them with zero. If the change in lateral Yaz reaction occurs according to a non-linear law, then the system does not control. Provided that the linear law of increasing lateral response Ib is observed, its maximum is detected, Ao, then the electronic unit forms a control signal to modulator 8, which disconnects the brake brake of the wheel brake 4. If there is no extremum of lateral reaction Ib , then the electronic unit checks the linearity of the rise of the braking moment on the wheels. If there is a linear increase in the braking torque on the wheels, the electronic unit checks the existence of extremes &.
При обнаружении максимумов тормозных моментов М1 электронный блок 10 управления формирует сигнал управления на модулятор 8, который осуществляет отключение привода тормозного механизма того колеса, на котором обнаружен максимум тормозного момента. При нелинейном законе нарастания тормозного момента на колесах процесс торможения выполняется в режиме, заданном водителем транспортного средства.Upon detection of the maximum of the braking torques M 1, the electronic control unit 10 generates a control signal to the modulator 8, which switches off the brake actuator of the wheel on which the maximum of the braking torque is detected. When the nonlinear law of increase of the braking torque on the wheels, the braking process is performed in the mode specified by the driver of the vehicle.
- 2 017953- 2 017953
Поясним существо процесса автоматического управления торможением автомобиля. Процесс торможения автомобиля принято классифицировать на два вида: служебное и экстренное торможение автомобиля водителем. При служебном торможении автомобиля тормозные моменты, развиваемые колесными тормозными механизмами, не превосходят моменты, которые могут быть реализованы колесами по условиям их сцепления с дорогой. Максимальные тормозные моменты, которые могут быть реализованы колесами, по условиям их сцепления с дорогой равны МС1|1 = ХгГдГ(РсП1 где Мс. -тормозной момент на ί-м колесе по условиям их сцепления с дорогой; Ν1 - нормальная реакция опорной поверхности на ί-тое колесо; гд1 - динамический радиус качения ί-го колеса; рсц1 - коэффициент сцепления ί-го колеса с дорогой.Let us explain the essence of the process of automatic control of braking a car. The process of braking the car can be classified into two types: service and emergency braking of the car by the driver. During service braking of the car, the braking moments developed by the wheel brakes do not exceed the moments that can be realized by the wheels according to the conditions of their adhesion to the road. The maximum braking moments, which can be implemented by wheels, on the conditions of traction are C1 M | 1 = X T dT (where M RsP1 with -tormoznoy moment on ί-th wheel under the terms of traction; Ν 1 - normal. the reaction of the supporting surface on the ί-th wheel; g d1 - the dynamic rolling radius of the ί-th wheel; pc1 - the coefficient of adhesion of the ί-th wheel with the road.
Следовательно, тормозные моменты, развиваемые тормозными механизмами М1 при служебном торможении меньше моментов, развиваемых колесными тормозными механизмами колес 3, т.е.Consequently, the braking moments developed by the braking mechanisms M 1 during service braking are fewer than the moments developed by the wheel braking mechanisms of the wheels 3, i.e.
М1 < МСц1.M 1 <M S C 1 .
Результатами экспериментальных исследований установлено, что характерным признаком служебного торможения является то, что тормозной момент при служебном торможении нарастает по нелинейному закону (см. фиг. 2). Кроме того, максимум тормозного момента достигает по нелинейному закону и с уменьшением скорости нарастания тормозного момента.The results of experimental studies have established that a characteristic feature of service braking is that the braking torque during service braking increases according to a non-linear law (see Fig. 2). In addition, the maximum braking torque reaches a non-linear law and with a decrease in the rate of rise of the braking torque.
При экстренном торможении автомобиля тормозные моменты, развиваемые колесными тормозами больше, чем те моменты, которые могут реализовать колеса по условиям их сцепления с дорогой, т.е.During emergency braking of a car, the braking moments developed by the wheel brakes are greater than those moments that wheels can realize according to the conditions of their adhesion to the road, i.e.
М1 > Мсц1, поэтому происходит блокировка тормозящих колес. При блокировке колес происходит скольжение их пятен контактов относительно опорной поверхности. При скольжении пятен контактов колеса относительно опорной поверхности начинают резко падать коэффициенты их сцеплений с дорогой и в боковых направлениях. Этот факт изучается в теории автомобиля (см. фиг. 3). На фиг. 3 представлены диаграммы изменения коэффициентов сцеплений в продольном рпр и в боковом рб направлениях колес при его работе в тормозном и в тяговом режимах в зависимости от продольного скольжения пятна контакта колеса 8, выраженного в процентах. Из диаграммы видно, что при максимальном значении коэффициентов сцеплений в продольном направлении как в тормозном, так и в тяговом режимах коэффициент сцепления в боковом направлении является минимальным. Соответственно, и предельные по условиям сцепления колес боковые силы становятся минимальными. Это явление положено в основу функционирования антиблокировочной системы (АБС).M 1 > Msc 1 , therefore, the braking wheels are locked. When the wheels are locked, their contact spots are sliding relative to the supporting surface. When the wheel contact stains slip relative to the supporting surface, the coefficients of their griping with the road and in the lateral directions begin to fall sharply. This fact is studied in the theory of the car (see Fig. 3). FIG. 3 shows changes in friction coefficient p chart longitudinally straight and laterally directions pe wheel during its operation in the braking and traction modes depending on the contact area of the longitudinal sliding wheels 8, expressed as a percentage. It can be seen from the diagram that at the maximum value of the coupling coefficients in the longitudinal direction, both in the brake and in the traction modes, the coefficient of adhesion in the lateral direction is minimal. Accordingly, the lateral forces that are limiting in terms of the adhesion conditions of the wheels become minimal. This phenomenon is the basis for the functioning of the anti-blocking system (ABS).
Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что процесс экстренного торможения характеризуется тем, что максимум тормозного момента достигается линейным нарастанием момента (см. фиг. 4). После достижения максимума происходит спад тормозного момента. Спад тормозного момента объясняется падением коэффициента сцепления, которое провоцируется скольжением пятна контакта колеса относительно опорной поверхности. Физическая сущность данного процесса может быть объяснена диаграммой изменения коэффициентов сцеплений, представленной на фиг. 3.Analysis of the results of experimental studies showed that the process of emergency braking is characterized by the fact that the maximum braking torque is achieved by a linear increase in torque (see Fig. 4). After reaching the maximum, a decrease in the braking moment occurs. The decline of the braking moment is due to a drop in the friction coefficient, which is triggered by the sliding of the contact patch of the wheel relative to the supporting surface. The physical nature of this process can be explained by the diagram of the change in the coefficients of adhesions shown in FIG. 3
Главной задачей управления торможением является выбор критерия формирования сигналов управления модулятором давления рабочей среды в тормозном приводе 8 (см. фиг. 1). В качестве критерия формирования сигналов нами выбран максимум тормозного момента.The main task of controlling braking is the selection of the criterion for the formation of control signals for the working medium pressure modulator in the brake actuator 8 (see Fig. 1). As a criterion for the formation of signals, we chose the maximum braking torque.
Однако сам факт обнаружения только максимума тормозного момента не является однозначным критерием формирования сигналов управления модулятором давления 8, так этот максимум может быть и при служебном торможении. Максимум тормозного момента при служебном торможении не означает скольжения пятна контакта колеса относительно поверхности дороги, так как у колеса имеется запас момента по условиям сцепления. Согласно фиг. 2 и 3 служебное торможение отличается от экстренного торможения характером нарастания тормозного момента. При служебном торможении автомобиля максимум тормозного момента достигается с уменьшением скорости его нарастания. В отличие от служебного торможения максимум тормозного момента при экстренном торможении достигается с постоянной скоростью его нарастания (см. фиг. 5).However, the mere fact of detecting only the maximum of the braking torque is not an unambiguous criterion for the formation of control signals for the pressure modulator 8, so this maximum can also be in service braking. The maximum braking torque during service braking does not mean sliding of the contact patch of the wheel relative to the road surface, since the wheel has a reserve of torque under the adhesion conditions. According to FIG. 2 and 3 service braking differs from emergency braking by the nature of the rise of the braking torque. During service braking of the car, the maximum of the braking torque is achieved with a decrease in the rate of its rise. Unlike service braking, the maximum of the braking torque during emergency braking is achieved with a constant rate of its rise (see Fig. 5).
Результатами экспериментальных исследований установлено, что скольжению пятна контакта колеса в боковом направлении сопутствует возрастание боковой реакции с постоянной скоростью его нарастания. Если же максимум боковой реакции колеса достигается с переменной скоростью его нарастания, то у колеса имеется еще запас боковой реакции по условиям его сцепления с опорной поверхностью дороги и скольжение пятна контакта в боковом направлении отсутствует.The results of experimental studies have established that the slip of the contact patch of the wheel in the lateral direction is accompanied by an increase in the side reaction with a constant speed of its rise. If the maximum of the side reaction of the wheel is reached with a variable speed of its rise, then the wheel still has a margin of side reaction according to the conditions of its adhesion with the supporting road surface and there is no slip of the contact patch in the lateral direction.
Основные задачи современных систем автоматического управления движением колесных машин при любых сигналах управления, формируемых водителями машин, осуществить коррекцию управления с целью максимального использования коэффициентов сцепления колес по различным условиям их сцепления с дорогой, а также обеспечить их устойчивость. На устойчивость движения колесных машин наибольшее влияние оказывают боковые реакции колес, зависящие от величины коэффициентов сцеплений колес в боковых направлениях. Коэффициенты сцеплений в продольном направлении влияют на эффективность торможения - ускорение замедления, тормозной путь, а коэффициент сцепления в боковом наThe main tasks of modern automatic control systems for the movement of wheeled vehicles with any control signals generated by drivers of cars, to carry out management correction in order to maximize the use of wheel adhesion factors for various conditions of their adhesion to the road, as well as to ensure their stability. The stability of the motion of wheeled vehicles is most influenced by the lateral reactions of the wheels, depending on the magnitude of the coefficient of adhesion of the wheels in the lateral directions. Coupling coefficients in the longitudinal direction affect braking efficiency — acceleration of deceleration, stopping distance, and lateral friction coefficient
- 3 017953 правлении обеспечивает устойчивость курсового движения автомобиля, т.е. сопротивляется заносу автомобиля при его торможении или транспортных режимах, при его движении по условию микст (существенное различие коэффициентов сцеплений по бортам машины или по криволинейной траектории), которое характеризуется большими центробежными силами, вынуждающих боковое скольжение колес. При любых равных условиях движения приоритетным сигналом управления является сигнал управления, обеспечивающий устойчивость движения машины, т.е. приоритетным является контроль за боковыми реакциями.- 3 017953 board ensures the stability of the course movement of the car, i.e. resists a vehicle skidding when it is braked or in transport modes, when it is moving according to the mixed condition (a significant difference in the clutch ratios along the sides of the car or along a curved trajectory), which is characterized by large centrifugal forces that drive the side slip of the wheels. Under any equal driving conditions, the priority control signal is the control signal ensuring the stability of the movement of the machine, i.e. priority is to control the side reactions.
На фиг. 5 представлено: Я - боковая реакция, действующая на колесо при торможении по условию микст; ω - угловая скорость вращения тормозящего колеса; Е - точка, соответствующая максиму боковой реакции; Е' - точка, соответствующая моменту времени достижения максимума боковой реакции.FIG. 5 presents: I - the lateral reaction acting on the wheel when braking according to the mixed condition; ω is the angular velocity of rotation of the braking wheel; E is the point corresponding to the maximal side reaction; E 'is the point corresponding to the time point of reaching the maximum side reaction.
Угловая скорость вращения тормозящего колеса достигает равенства нулю несколько позже, чем время достижения максимума боковой реакции колеса. Следовательно, это согласуется с диаграммами изменения коэффициентов сцепления. При экстренном торможении автомобиля по условию микст за счет возникновения разворачивающего момента происходит возникновение боковой реакции. Резкое возрастание боковой реакции свидетельствует о том, что тормозящее колесо после достижения максимума входит в стадию бокового скольжения. При боковом скольжении происходит его резкий спад, что и видно из осциллограммы (см. фиг. 5).The angular velocity of rotation of the braking wheel reaches equality to zero somewhat later than the time it takes to attain the maximum lateral reaction of the wheel. Consequently, this is consistent with the diagrams of changes in the coefficient of adhesion. Under emergency braking of a vehicle, according to the mixed condition, due to the unfolding moment, a side reaction occurs. The sharp increase in lateral reaction indicates that the braking wheel, after reaching a maximum, enters the stage of lateral sliding. During lateral sliding, its sharp decline occurs, as can be seen from the oscillogram (see Fig. 5).
Из осциллограммы видно, что процессу достижения максимума боковой реакции сопутствует линейный закон нарастания силы Я. Следовательно, в данной ситуации при формирования сигналов управления модулятором приоритетным критерием является обнаружение максимума боковой реакции, возраставшего по линейному закону, а не максимум тормозного момента. Следовательно, даже небольшие моменты, действующие на автомобиль при торможении по условию микст или на криволинейной траектории, могут легко развернуть машину, а водитель физически не будет способен справиться с управлением автомобилем.It is clear from the oscillogram that the process of reaching the maximum of the lateral reaction is accompanied by a linear law of increase in the self power I. Consequently, in this situation, when generating control signals for the modulator, the priority criterion is the detection of the maximum of the lateral reaction, which increased linearly, and not the maximum braking torque. Consequently, even small moments acting on a car when braking on a mixed condition or on a curved path can easily turn the car around and the driver will not be physically able to cope with driving.
С учетом изложенного алгоритм управления торможением автомобиля формирует сигнал управления приводом тормозной системы (исполнительным механизмом) в следующей последовательности.In view of the foregoing, the vehicle braking control algorithm generates a control signal for the brake system (actuator) in the following sequence.
С помощью датчиков 6 и 7 производится измерение электрических сигналов, пропорциональных боковым реакциям и тормозным моментам, фактически реализуемых колесами по условиям сцепления. По измеренным сигналам определяются производные от измеренных электрических сигналов. Проверяется линейность закона измерения сигналов боковых реакций вычислением второй производной измеренных сигналов. При линейном характере изменения боковых реакций проверяется наличие максимума боковой реакции. При обнаружении максимума боковой реакции формируется сигнал управления исполнительному механизму на отключение тормозного привода.With the help of sensors 6 and 7, electrical signals are measured that are proportional to the side reactions and braking torques actually realized by the wheels according to the adhesion conditions. Derivatives from measured electrical signals are determined from measured signals. The linearity of the measurement law of side reaction signals is checked by calculating the second derivative of the measured signals. With the linear nature of the change in side reactions, the presence of a maximum of the side reaction is checked. When a side reaction maximum is detected, a control signal is generated to the actuator to switch off the brake actuator.
При условии отсутствия максимума боковой реакции проверяется условие линейного закона нарастания тормозного момента. При наличии линейного закона нарастания тормозного момента отслеживается максимум тормозного момента.In the absence of a maximum of the lateral reaction, the condition of the linear law of increase of the braking moment is checked. In the presence of a linear law of increase of the braking torque, the maximum of the braking torque is monitored.
При обнаружении максимума формируется сигнал управления исполнительным механизмом, осуществляющего отключение тормозного привода. Операции включения/отключения тормозного привода осуществляется при обнаружении нарастания силовых факторов (боковые реакции, тормозные моменты) или при завершении воздействия на педаль тормоза автомобиля.When a maximum is detected, an actuator control signal is generated that trips the brake actuator. The on / off operation of the brake actuator is carried out when a rise in power factors is detected (side reactions, braking moments) or at the end of the impact on the car's brake pedal.
Из описания последовательности формирования сигналов управления тормозным приводом видно, что приоритетный сигнал управления тормозным приводом достигает максимума боковой реакции, изменявшегося по линейному закону.From the description of the sequence of formation of control signals of the brake actuator can be seen that the priority control signal of the brake actuator reaches a maximum of the lateral reaction, which changes according to a linear law.
Практическая возможность реализации предлагаемого устройства подтверждена изготовлением опытного образца, а его работоспособность доказана стендовыми и натурными испытаниями.The practical feasibility of the proposed device is confirmed by the manufacture of a prototype, and its efficiency has been proven by bench and field tests.
Применение предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:The use of the proposed device provides in comparison with the prototype the following advantages:
1) возможность практической реализации на любом транспортном средстве;1) the possibility of practical implementation on any vehicle;
2) максимальное использование коэффициента сцепления;2) maximum use of the coefficient of adhesion;
3) адаптацию к переменным характеристикам системы тормоз - колесо - опорная поверхность режим торможения.3) adaptation to the variable characteristics of the system brake - wheel - bearing surface braking mode.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1. Патент США, 4822113 кл. В60Т 8/52, 1987.1. US patent 4,822,113 Cl. B60T 8/52, 1987.
2. Патент РФ, 2013250, кл. В60Т 8/52, 1989.2. The patent of the Russian Federation, 2013250, cl. B60T 8/52, 1989.
3. Патент РФ 2103191, кл. В60Т 8/52, опубл. 27.01.1998.3. RF patent 2103191, cl. B60T 8/52, publ. 01/27/1998.
4. Патент РФ 2125517, кл. В60К 41/00, В60Т 1/02, опубл. 27.01.1999.4. RF patent 2125517, cl. В60К 41/00, В60Т 1/02, publ. 01/27/1999.
5. Патент РФ, 2034728, кл. В60Т 8/58, 1995 - прототип.5. Patent of the Russian Federation, 2034728, cl. В60Т 8/58, 1995 - prototype.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001250A EA017953B1 (en) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | Motion control method of antilock brake system for a transport vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001250A EA017953B1 (en) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | Motion control method of antilock brake system for a transport vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201001250A1 EA201001250A1 (en) | 2012-01-30 |
| EA017953B1 true EA017953B1 (en) | 2013-04-30 |
Family
ID=45540643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201001250A EA017953B1 (en) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | Motion control method of antilock brake system for a transport vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA017953B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2034728C1 (en) * | 1991-06-28 | 1995-05-10 | Олег Валентинович Синельников | Device to control vehicle wheel braking process |
| EP0748730A1 (en) * | 1995-06-14 | 1996-12-18 | Japan Electronics Industry, Ltd. | Control method for antilock braking systems with stress sensor |
| RU2125517C1 (en) * | 1997-09-25 | 1999-01-27 | Ким Валерий Андреевич | Mobile vehicle motion control method |
| EP1403628A2 (en) * | 1995-09-19 | 2004-03-31 | Japan Electronics Industry, Ltd. | Stress sensor for measuring vehicle wheel operating forces |
-
2010
- 2010-07-06 EA EA201001250A patent/EA017953B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2034728C1 (en) * | 1991-06-28 | 1995-05-10 | Олег Валентинович Синельников | Device to control vehicle wheel braking process |
| EP0748730A1 (en) * | 1995-06-14 | 1996-12-18 | Japan Electronics Industry, Ltd. | Control method for antilock braking systems with stress sensor |
| EP1403628A2 (en) * | 1995-09-19 | 2004-03-31 | Japan Electronics Industry, Ltd. | Stress sensor for measuring vehicle wheel operating forces |
| RU2125517C1 (en) * | 1997-09-25 | 1999-01-27 | Ким Валерий Андреевич | Mobile vehicle motion control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201001250A1 (en) | 2012-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8442737B2 (en) | Method for operating a vehicle brake system and vehicle brake system | |
| CA2935989C (en) | Method for controlling a brake device in a traction vehicle-trailer combination and brake device controlled according to said method | |
| JP5302749B2 (en) | Electric vehicle control device | |
| US7140697B2 (en) | Electric parking brake apparatus | |
| JP4993050B2 (en) | Vehicle control method and apparatus | |
| JP6243431B2 (en) | Adaptive brake system and method | |
| US7845739B2 (en) | Brake regulation system for motor vehicles | |
| JP3025261B2 (en) | Method and apparatus for generating operation signal of stop lamp for automobile | |
| JP2011507744A (en) | Apparatus and method for supporting driver of motorcycle in curve driving | |
| GB2317664A (en) | Brake systems for motor vehicles | |
| CN110662677B (en) | Method for estimating the total braking force, braking device and commercial vehicle or vehicle combination | |
| US11541853B2 (en) | Vehicle braking control device | |
| US20170210368A1 (en) | System and method for operating a vehicle brake | |
| Jitesh | Antilock braking system (ABS) | |
| US9162657B2 (en) | Automotive braking system | |
| US6079801A (en) | Method for electrically actuated braking of a motor vehicle and electrically actuated brake system | |
| US8231183B2 (en) | Traction control method | |
| WO2016092586A1 (en) | Braking/driving force control device and braking/driving force control method | |
| US11603083B2 (en) | Braking capacity decrease determining device | |
| CN102358274A (en) | Control device and control method for preventing braking deviation of automobile | |
| CN109476290A (en) | With the vehicle for playing dynamic auxiliary | |
| US9707967B2 (en) | Method of traction control for a motor vehicle | |
| EP1134138B1 (en) | Device for controlling braking force distribution in a motor vehicle | |
| JP2002037041A (en) | Method and device for detecting panic braking | |
| JP2006509680A5 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |