NO320851B1 - Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan - Google Patents

Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan Download PDF

Info

Publication number
NO320851B1
NO320851B1 NO20041541A NO20041541A NO320851B1 NO 320851 B1 NO320851 B1 NO 320851B1 NO 20041541 A NO20041541 A NO 20041541A NO 20041541 A NO20041541 A NO 20041541A NO 320851 B1 NO320851 B1 NO 320851B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
brake
acceleration
wheel
vessel
brake pressure
Prior art date
Application number
NO20041541A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20041541D0 (no
NO20041541L (no
Inventor
Oddvard Johnsen
Original Assignee
Oddvard Johnsen
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 Oddvard Johnsen filed Critical Oddvard Johnsen
Priority to NO20041541A priority Critical patent/NO320851B1/no
Publication of NO20041541D0 publication Critical patent/NO20041541D0/no
Priority to PCT/NO2005/000116 priority patent/WO2005100112A1/en
Priority to US10/599,783 priority patent/US7941261B2/en
Publication of NO20041541L publication Critical patent/NO20041541L/no
Publication of NO320851B1 publication Critical patent/NO320851B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00Alighting gear
    • B64C25/32Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/42Arrangement or adaptation of brakes
    • B64C25/426Braking devices providing an automatic sequence of braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1703Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for aircrafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

En bremsekontroller funksjon for optimal nedbremsing av et hjul tilhørende et fartøy som et fly, hvor bremsetrykk styres og reguleres ut fra fartøyets akselerasjon og forandringen av akselerasjon overtid i horisontalplanet. På den måten kan man bestemme kulminasjon og vendepunkt for akselerasjonen, hvor disse punktene angir maksimum bremseevne til enhver tid. Ved at man i sann tid her registrer akselerasjon og bakke hastighet som referanse og knytter dette opp mot øking og reduksjon av bremstrykket til bremsen, vil man oppnå et bremsetrykk som fullstendig reflekter de totale krefter som påvirker et fartøy eller et fly i forhold til underlaget.

Description

PATENTBESKRIVELSE
En bremse kontroll loop for optimal nedbremsing av et kjøretøy/fartøy eller fly i forhold til et hvert gitt underlag.
Oppfinnelsen har sitt primære anvendelses område på luftfartøy / fly som er avhengig av å komme til en rask stopp på en definert lengde etter landing eller et fly som må gjennomføre en "accelerate stop", sertifisert høysete bakkehastighet før stopp ved avgang. Det siste er en situasjon hvor flygeren må avbryte avgang i høy hastighet før fly har rukket å gå i luften, bli "airbome". Utforkjøring på bakken med fly viser store statistikk utslag. Ca 30 % av verdens flyulykker dreier seg om utforkjørsel enten ved avgang eller landing, og hvor årsaken kan være direkte eller indirekte knyttet til bremsenes funksjon i forhold til underlaget.
Dagens bremsesystemer for fly, herunder kalt anti-skid bremse logikk, overser en rekke forhold rundt både friksjonslover og fysiske naturlover, dette sett i forhold til en utbredt operasjon over varierende klimasoner i hele verden. Dette gjør innledningsvis godt utviklede bremser mindre effektive når de måtte trengs mest, når det er glattere enn på tørr baneoverflate.
Oppfinnelsen bygger på kunnskap om friksjonsadferd mellom et rullende hjul og underlag. Figur 1, "Prinsipp Friksjonskurve", illustrerer denne dagens aksepterte definisjoner knyttet til måling av friksjon på baner. Basis for friksjonskurven viser et økende bremsepådrag ved en konstant hastighet av måleapparat som fører målehjul. Påtegnet er det en rekke betegnelser. Disse er:
ll My (engelsk Mu) betegnelse for friksjon.
Slip Forholdet mellom fritt rullende og nedbremset
hjul.
PFN (peak friction number) Toppunktet for friksjon mellom hjul og underlag.
Tire Influence Curve Stigende kurve, venstre side av PFN. Denne delen av friksjonskurven som beskriver hjul/dekk material egenskaper.
Pavement Influence Curve Fallende kurve, høyre side av PFN angir
vegdekkets material beskaffenhet/ slitasje.
Beta vinkel (p), Tire Influence Curve vinkel, betegner graden av
egenskap til dekket.
Alfa vinkel (d), Pavement Influence Curve vinkel, betegner
graden av egenskap til underlaget.
PFN (2) Samme hjul ved annen hastighet og lavere
toppunkt for friksjon
Peak Friction Curve Hastighet varierende kurve for PFN.
Fig. 1 viser at assosiert friksjon, offisielt betegnet som My mellom et dekk og underlag vil variere, og at slipp tallet likeså vil variere med varierende grad av grensesjikt mellom dekk og underlag.
Adferdsmønstret i denne prosessen er at før oppbremsing vil ytre påførte krefter til et hjul i utgangspunktet kun registrere rullemotstand. Ved oppbremsing vil derfor etter hvert veigrepet forandre seg i pakt med bremsepådraget til en økt friksjon - My. Friksjonen vil etter hvert med påført/ økt bremsepådrag nå et toppunkt av friksjon, internasjonalt kalt PFN, (Peak Friction Number), og deretter vil friksjon avta ved ytterligere økt bremsepådrag. Slippet øker som et direkte resultat av økt bremse pådrag.
På tørt underlag kan punktet for gummiens elastikk overskrides ved slipp forhold utover PFN, hvor gummideler rives av, kanskje også deler av underlagets tekstur. Punktet hvor slipp overstiger toppunktet for friksjon mellom hjul og bakken betegnes gjerne som å [begynne] å skli. Dette punktet kan gjerne betegnes som en situasjon av " overbremsing". dvs. at det øves for mye bremse pådrag i forhold til underlagets beskaffenhet og hva som er tilgjengelig av friksjon i underlaget.
Figur 2. "Hastighets variable friksjonskurver", illustrerer hvordan hastighet påvirker friksjonsforløpet ved en hastighetsforandring, som for eksempel under en nedbremsing av et kjøretøy / farkost. Ingen farkoster bremser ned i kontant hastighet. De ulike kurvene er betegnet ved vj, V2 og V3 og har anmerket de ulike hastigheter sitt toppunkt. Det man ser er at for en farkost vil maksimal friksjon og assosiert slipp variere med hastighet. Ved å trekke en kurve gjennom alle de hastighets variable toppunktene vil man fa en slipp hastighetskurve. Vinkelen for denne kurven varierer med føreforhold. Ved godt føreforhold, som om sommeren, vil denne kurven være relativt bratt, mens ved regn, snø, is etc, vil kurven være flatere.
Friksjon er derfor ingen materialegenskap, men et samspill av krefter mellom hjul/dekk og underlag via et mellom liggende sjikt. Det vil påvirkes av type kontaminasjon (for eksempel medium som støv, pollen, vann, snø, is etc.), hastighet, trykk, temperatur etc, og vil derfor være en dynamisk funksjon.
Dette forklarer også hvorfor friksjon kan oppleves forskjellig, til eksempel for ulike fly eller kjøretøyer, og på tross av at de objektive uavhengige forhold i utgangspunktet er de samme.
Ut fra denne bakgrunn må man forsøke å forstå de elementer og forhold som påvirker et fly når dette skal forsøkes bremset ned fra hastigheter mellom 200 - 300 km/t til full stopp.
Behov for anti-skid bremsekontroll funksjoner innen flyindustrien kom som resultat av teknologisk utvikling, økt størrelse og operative vekter for fly. Dette medførte igjen større dimensjonerte hjul og bremsesystemer, og dermed også behov for servo-forsterkede bremser. Behovet var åpenbart å unngå å påføre slitasje og brennmerker på gummi, rettet mot risiko for eksploderte dekk hvis hjul stoppet delvis eller helt opp.
Tidlige anti-skid bremsesystemer benyttet direkte mekaniske løsninger som basis, for eksempel der individuelle hjul benyttet sentrifugalkraft teknikk som kontroll system for styring av bremsekontroll ventiler. Sentrifugalvekt styrte bremsekontroll ventiler forble slynget ut av hjulets omdreininger og holdt bremsetrykk ventil åpen for brems. "Kollaps" ved uteblitt rotasjon var et signal til bremsetrykk ventilen om å slippe opp bremsetrykk. I fly anti-skid servo- forsterkede bremse systemer benyttes alltid overtrykk som utgangspunkt på trykk fødesiden før distribusjons ventiler fordeler mulighet for moderert bremsetrykk til de enkelte jul, men først etter å ha passert anti-skid ventiler hvor returmulighet for overflødig bremsetrykk befinner seg.
Mer moderne elektroniske funksjoner tok etter hvert over for mekaniske løsninger, videre fikk industrien etter hvert en utvidet kunnskap om friksjon, en tilstand som ikke nødvendigvis alltid er like homogent fordelt over en rullebane flate eller vei. Ved direkte å utnytte dette grunnlag ble anti-skid bremseteknikk utviklet til å sammenligne hjul mot hjul for ved så å identifisere forskjell i omdreininger å moderere bremsetrykk. Alt i alt forfølger bremseindustrien fortsatt dette spor. Innen fly industri betegnes dette gjerne som "anti-skid bremse logikk" (ikke ABS som i bilindustrien). I dag identifiseres slike systemer i klasser av utvikling hvor "Mark I" og "II" for eks. dreier seg om tidlige systemer. "Mark III" kom senere i 60 årene, mens "Mark IV og Mark V" nå er de siste modeller på markedet. Det finnes imidlertid fortsatt svært mange fly i drift med "Mark 111" systemer.
Erfaring fra raskere utviklet elektronikk har indikert at i den vide skala av bakkehastigheter et fly opererer, kan anti-skid bremselogikk med fordel stykkes opp. Senere modeller har derfor utvidet anti-skid systemet til også å identifisere uregelmessig omdreining for hvert enkelt hjul individuelt, og hvor hvert hjul vil få sitt eget individuelle justerte bremsetrykk system. "Hjul mot hjul" sammenligning slik det har vært til og med Mark III modeller har derfor senere blitt tilpasset lavere hjulhastigheter mens individuell hjulregistrering logikk er programmert til å overta i høyere hjulhastigheter. Denne utvidede logikk spiller en fremtredende rolle i "Mark IV" og "V" modeller, hvor "hjul mot hjul" brukes for eksempel når fly treffer bakken og hvor hjulene vil stå stille før de spinner opp, mens når hjulene spinner opp til høyere hjulhastigheter registreres dette, og logikken vil forvandles. Man kan imidlertid med dette ikke se at hovedlogikk for anti-skid brems er forandret ut over en enkel - faktor løsning.
Et videre utvidet virkeområde i "Mark IV" og "V" anti-skid logikk modeller beregner også et bestemt fast optimalt slipp som da er definert i utgangspunkt. Ulike produsenter benytter ulike slipp tall, disse ligger i området 10-13 prosent. Dette fordrer oppdatering av nøyaktig bakke hastighet som en referanse, hvilket er tilgjengelig gjennom elektronisk registrering fra navigasjon data/ informasjonskilder, for eksempel hvor det i luftfartøy finnes flere typer navigasjonsreferanser som i sann tid kan registrere bakkehastighet og akselerasjon. Pulsor signal fra fritt rullede nesehjul har forøvrig også vært benyttet til dette formål. Intensjonen er å unngå høye ukontrollerbare slipp tilstander og å snevre inn en algoritmisk styringssløyfe i tro på bedre bremse effektivitet. Med dette har industriutvikling forsøkt å bringe inn en dobbel - faktor løsning, om enn med en svak referanse da en slik computer algoritme løsning vil måtte bli for upresis. En oppbremsing begrenset til et definert snevert slipp tall vil måtte ha begrensinger, trolig tenkt ut fra tørt underlag. Logikken vil ikke kunne dekke pålitelig styring av bremsepådrag i forhold til hastighetsvarierende mønster på våt, delvis våt, eller frosset føreforhold. Bremsepådrag vil dermed måtte bli mindre optimal. Overbremsing kan fortsatt lett oppstå ved glattere tilstander, nemlig fordi anti-skid logikk har utgangspunkt i hjulrotasjon variasjoner alene. Individuell hjulregistrering logikk vil også ha vanskelig for å identifisere kontinuerlig glatt overflate. PFN slip varierer heller ikke bare med tilstand for én hastighet, men for alle hastigheter, og dermed er det slettes ikke sikkert at en bremsetilstand blir optimalt utnyttet med tilnærmet utgangspunkt i for eks. i 10 eller 13 prosent over en hel hastighetsskala. Det som passer på tørr bane, passer nødvendigvis ikke for våt bane, og langt mindre for frossen bane. Spesielt erfares dette i lavere hastigheter hvor det på våt bane blir bedre bremsegrep i lavere hastigheter enn i høye, vann får tid til å unnslippe fira under hjulet, mens på frossen bane vil det bli omvendt. Ved lavere hastighet vil hjuldekket her få tid til å tine opp og dermed ødelegge mikro teksturens forventede evne til bremsegrep. Dette er et vel kjent fenomen.
Tatt ut fra friksjonsmålinger kan det dokumenteres at slipp helt opp mot 35 - 40 prosent synes å være mest gunstig og optimale ved slike sistnevnte tilstander.
Noen Mark III, men alle Mark IV og V anti-skid bremsesystemer har i tillegg til vanlig fotbremsing en automatisk bremse funksjon. "Auto Brake" som den heter, og fungerer vet at flygeren kan velge en automatisk computerstyrt nedbremsing, som er utrykt i "Auto Brake" grad av nivåer brems, 1,2, 3, Max og RTO. Siste funksjon gjelder kun avgang. Hvert av disse nivåene bestemmes av en valgt / ønsket retardasjon. Innen flybransjen benytter man for eks fot/sek som basis for et retardasjons tall, fremfor m/s<2> eller "g". Hvert av disse retardasjonsnivå har tilsvarende definert et maksimum bremsetrykk frem til proporsjonal bremsetrykk reguleringsventiler som sitter før anti-skid bremseventilene nær hjulbremsene. Intensjonen bak graderinger er at man også kan velge et lavere fot/sek<2> retardasjons tall der det finnes lang bremsedistanse tilgjengelig. Imidlertid ser man at flyprodusenter anbefaler å velge et høyt fot/ sek<2> retardasjons tall (høyt begrenset bremsetrykk) hvis det eksisterer risiko for glatte tilstander, men uten å ta hensyn til varierende bakkehastighet.
Problemet med denne logikk ligger imidlertid allerede i at man i utgangspunkt ikke kan oppnå en høyere retardasjon enn hva hjulet/ underflaten er i stand til å gi av bremse evne og da er man like langt. Det er vanskelig å forstå definisjon på valgte maksimale bremsetrykk, sett ut fra et hastighetsvarierende bremsemønster, da valgt logikk forsvares med å frigi det høye bremsetrykk på fødesiden via anti-skid reguleringsteknikk som i grunnen i utgangspunkt har en annen oppgave. Samtidig skal anti-skid logikk søke å tilnærme et ca 10 % slipp forhold, som tidligere nevnt er mest passende til tørre baneforhold, uten å ha fullgod referanse for det.
I utgangspunkt synes det å være å ønske noe man ikke kan oppnå, og informasjon til en ønsket optimal nedbremsing hentes dessuten ut fra en ensidig feil kilde, en definert akselerasjon. Dette påførte misforhold skal således rettes opp via en ganske separert anti-skid reguleringsteknikk. På fødetrykk siden vil det oppstå etter forholdene et alt for høyt bremsetrykk, likesom når man trår en bremsepedal helt inn, og skulle ikke anti-skid reguleringslogikk umiddelbart registrere ujevne føreforhold, vil man kunne oppleve tilstander med mange motstridende signaler fra anti-skid computer logikk, noe som gjerne blant flygere oppfattes som "hysterisk" bremseregulering. Rullebaner har gjerne mer homogene baneforhold enn veier, og med noe nedslitt banedekke i tillegg kan virkelig skremmende situasjoner lett oppstå. Ytterligere, ved forhold med sterk sidevind oppstår betydelig påvirkning av laterale krefter fartøyet, noe som igjen påvirker bremsevne og stoppdistanse tilsvarende negativt. Flere rullebane utforkjøringer tyder på det.
Det er nødvendig å se nærmere på anti-skid proporsjonal ventiler sin virkemåte. Primærhensikten er å pulsere/ porsjonere ut redusert bremsetrykk på gitt differensial komparativ kommando. Anti-skid proporsjonal ventiler pulser i meget raskt tempo (en frekvens på ca 50 millisekunder). Overordnet har moderne anti-skid bremse logikk 4 hovedoppgaver,
1. Reagere på registrert forskjell i omdreininger mellom to hjul,
2. Reagere på omdreiningsforstyrrelse i enkeltvise hjul,
3. Mildne ut resonans vibrasjoner i understellet,
4. Søke å holde et inntil maksimalt slipp (av prosent bestemt, 10 til 13%) sett i forhold til høy bakkehastighet ved sertifisering.
Prinsippet er innledningsvis utarbeidet fra å fungere ved høy bakkehastighet, høy friksjonsverdi og steil friksjonskurve. Under lavere friksjonsforhold, der hvor friksjonskurver opptrer mye flatere kan grensesnittet i forhold til PFN bli mer upresis. Tilbakemeldinger fra flygere tyder imidlertid på svikt under begge ytterkant forhold. Videre, når bane kontaminasjonen har en frossen konsistens vil varmeutvikling i dekk, grunnet friksjon og Normalkraft - Fn innflytelse, utvikle så mye varmeenergi i hjuldekk/ grensesjikt/ baneflate at mikro teksturen som er beregnet å gi bremsegrep kan smelte helt og gå over til vann, eventuelt til vann på is. Da får man vannplaning på is og grensesjiktet vil bli enda mer upresis. Et slikt punkt betegnes som aggregat forandring, og risiko for tap av bremse/ retningskontroll øker betraktelig med reduserende hastighet. Det burde derfor i utgangspunkt være mer hensiktsmessig å definere computer styringsmodeller for varierende hastigheter og varierende My verdier enn fra tørr banetilstand. Bilder fra virkeligheten viser et utvalg av svært foranderlige og komplekse bremseforhold. Industrien synes hittil å ha oversett dette, da interesseområdet ikke er primært rettet mot glatte tilstander, men tørr underflate hvor man skal utarbeide sertifiserte maksimalvekter. Siden friksjonsmåling er tidligere nevnt defineres dynamisk friksjon lik - My = Fh / Fn, (horisontal kraft over normalkraft). Tradisjonelt er My angitt og definert på en lineær skala fra 0 til 1. Fn er således en betydning komponent, sammen med Fh i identifikasjon av My. Imidlertid når det gjelder flyindustrien benytter de seg av en "prøve - feile" og empirisk data innsamling ved en øvelse av dynamisk akselerasjon for å gjennomføre en estimeringsmetode for å komme frem til et Fh/ Fn (airplane My) punkt for maksimal avgangsvekt. Dette punkt vil stemme med en dokumentert naturlov:
hvor
F: Kraft
M: Masse
A: Akselerasjon
men bare der. Denne naturlov kan også betegnes som en hastighets varierende naturlov (Newtons 2de lov). Under et innledningsvis nevnt bremsemønster vil det aller første som forandrer seg være A, og da må F forandres uansett om M er konstant. Skulle også M forandres (bli mindre enn maksimalt som under dynamiske akselerasjons tester) må også regnestykket gjøres om. Det er her design og logikk svikter flygeren fullstendig når han måtte trenge det aller beste, en totalt godt tilpasset hastighetsvarierende regulert anti-skid bremselogikk som åpner for både varierende F og M.
Oppfinnelsen tar utgangspunkt i å selvregulere et bremsepådrag for optimal nedbremsing av et hjul i forhold til et gitt underlag, et underlag hvis tilstand kan variere betydelig over distansen det skal bremses over. Som basis for styringen av bremsetrykk til en nedbremsing benytter man de reelle kreftene som påvirker fartøyet i kombinasjon med dets referanser. Et fartøys akselerasjon på bakken gir det totale bildet av alle krefter som til enhver påvirker et fartøy / fly, dette inkludert luftmotstand, rullemotstand, bremsemotstand og motstand påvirket av reversert motorkraft. Akselerasjonen vil til en hver tid angi fartøyets friksjon, oppadgående eller nedadgående. Derfor, ved å benytte akselerasjonenes forandring over tid i en gitt situasjon vil man finne kulminasjon eller vendepunkt, dette som et maksimalt punkt for friksjon, eller fartøyets bremseevne, PFN.
Oppfinnelsen oppnås ved system og metode som angitt i søknadens selvstendige krav log 2.
Oppfinnelsen krever ingen fysiske installasjoner eller montasje. For et moderne fly kan oppfinnelsen implementeres som en ren tilleggs algoritme i bremsekontroll enheten, "brake control unit". Oppfinnelsen vil kun fordre tilgang på data fra eksiterende flysystemer, hvor disse så rutes til bremsekontroller enheten.
For å illustrere hvordan oppfinnelsen virker tar man utgangspunkt i figur 3, illustrasjon, hvor man ser for seg et system som består av: • Ett eller flere akslinger med hjul/felger og dekk montert på et understell eller oppheng som er installert i et kjøretøy eller fly. Illustrasjonen tar utgangspunkt i en aksel og en felg/hjul. • Akslinger med felger er utstyrt med standard type hydraulisk brems med bremseskiver og klosser. • Bremsepådrag skjer gjennom et bremsetrykk som er et resultat av kjøretøyets hydrauliske bremse system som betegnes som system hydraulisk trykk, også kalt "system hydraulic pressure". • Bremsen funksjon er således videre fysisk regulert av en bremsetrykksregulator også kalt "brake metering valve". • Bremsetrykket før bremsetrykk regulatoren, som er bremsesystemets "system hydraulic pressure" er også kalt "upstream" trykk, mens trykket mellom bremsetrykk regulator og bremsen er også kalt "downstream" trykk. • Bremsetrykk regulatoren er styrt eller regulert av en kontroll sløyfe, heretter kalt "bremsekontroll loop" som mottar referanse signaler som angir kjøretøyets/flyets (bakke) hastighet og dets akselerasjon. • Fly har i dag nøyaktige hastighetsmålere som måler hastighet i lutten, også kalt "air speed" og bakkehastighet, også kalt "ground speed". Systemet for
denne oppfinnelsen benytter den registrerte bakkehastighet som referanse.
• Som akselerasjonsreferanse kan benyttes et flys treghets navigasjons instrumentering, også kalt Inertia Reference System (IRS), GPS baserte systemer eller andre systemer som kan registrere et fly / fartøys akselerasjon i
ulike plan.
• Moderne kommersielle fly registrer akslerasjonen i tre plan, horisontalt, også kalt "longitudinal", sideveis, også kalt "lateral" og vertikalt gjennom IRS systemet. For denne oppfinnelsen kan man som akselerasjonsreferanse benytte kun longitudinal akselerasjon, eller den vektor baserte akselerasjonen som er en resultant av longitudinal og lateral, heretter kalt "netto akselerasjon". Netto akselerasjonen er altså en funksjon av longitudinal og lateral akselerasjon regnet ut fra Pythagoras bergning av lengden på hypotenusen i en rettvinklet trekant, altså:
Hvor
Anetto : Netto akselerasjon
A|ong: Longitudinal akselerasjon Aiat: Lateral akselerasjon
Netto akselerasjon vil derfor være:
I en bremsekontroll loop kan man derfor benytte enten netto akselerasjon eller kun longitudinal akselerasjon. I illustrasjonsberegning vil man for enkelhets skyld benytte ordet akselerasjon for begge disse tilfeller, da disse ikke er vesentlig for selve grunnprinsippet i logikken. • Illustrasjonen angir oppfinnelsen i et tradisjonelt hydraulisk bremsesystem. Samme prinsippet kan også relateres og overføres til elektriske styrte bremser.
Figur 4, "fiow chart", illustrerer hvordan oppfinnelsens bremsekontroll loop kan virke. Her er
"h" : Hastighet, denominert i km/ t, miles/ t knop eller annen
hastighets referanse bergning
gt; Akselerasjon i sann tid denominert i m/ s2, ft/ s2 eller annen
referanse for akselerasjonsberegning.
gt-i Akselerasjon i forrige tidsenhet. Dette kan være et sekund eller
fraksjon av et sekund.
BP: Målt i " psi" eller annen enhet for trykk som er tilført bremsesystemet via " system hydraulic pressure ".
Boks 1.
HVISh>0
Her vil man definere om kjøretøyet har en hastighet i forhold til bakken gjennom en kontroll mot hastighets referanse.
Hvis "NEI" refereres det til Boks 2
Hvis "JA" refereres det til Boks 3
Boks 2.
SLUTT
Kjøretøyet har ingen hastighet, derfor ingen handling
Boks 3.
Gjennom Boks 1 er det etablert at kjøretøyet har hastighet.
Det påføres et bremsetrykk inkrement. Størrelsen på dette inkrementet må utarbeides gjennom erfaring, men antas å måtte ligge i området 10-25 psi.
Boks 4.
HVIS g, > 0
Man vil deretter teste på hva slags akselerasjonsnivå kjøretøyet befinner seg (hvor negativ akselerasjon er lik retardasjon) ved å etablere sanntids akselerasjon (gjennom en akselerasjons referanse).
Hvis "JA" som betyr at kjøretøyet har en konstant hastighet eller reel akselerasjon påfører man ytterligere et bremsetrykk, hvor så neste funksjon utføres ved at man har en loop tilbake til Boks 3.
Hvis "NEI" betyr dette en "negativ" akselerasjon eller "retardasjon og man refererer videre til Boks 5.
Boks 5.
Her vil akselrasjons forandringer testes over tid, hvor sanntids akselerasjon vil bli sammenlignet mot akselerasjon i den forrige tidsenhet. Tidsenheten er avhengig av flere forhold, blant annet frekvensen på akselerasjonsreferanser. Man antar at foreløpig optimalt sammenligning kan finne sted flere ganger per sekund.
Test og sammenligningsfunksjonen er basert på følgende:
HVIS g«<<> gt-i
Hvis "JA" betyr dette at kjøretøyet fremdels har en absolutt økning i retardasjon, hvor nytt / økt bremsetrykk er nødvendig. Derfor fører en loop tilbake til Boks 3 for denne betingelsen. Hvis "NEI" den absolutte akselerasjon er minket i en tidsperiode. Dette betyr at et toppunkt akkurat er passert, og man må redusere det påførte bremsetrykk. I form av en loop vil den påkrevde funksjonen gå tilbake til en tidligere funksjon som definert i flytdiagrammets Boks 1.
Boks 6.
Her vil man redusere det allerede etablerte bremsetrykket. Dette vil skje i inkrements form, og sannsynlig i inkrementer på 25 - 50 psi.
Etter denne funksjonen vil man via en loop gå tilbake til Boks 1. som en gjentagelses prosess / funksjon 30-40 ganger per sekund.
Denne loopen vil fortsette til kjøretøyet ikke lenger har noen hastighet.
På grunn av store masser i et fly, er det mulig at bremsekontroll loop algoritmen skal inneholde noen funksjoner som gjør systemet mindre mottaglig for små og brå forandringer i akselerasjonsreferanser.

Claims (6)

1. Et bremsekontrollersystem for et hjul tilhørende et fartøy i fart karakterisert ved: (a) en registrator for longitudinal akselerasjon; (b) registrering av bremsetrykk til hjulbrems; (c) en beregningsfunksjon som kontinuerlig sammenligner forandringer i akselerasjon og sender signaler til en regulator for bremsetrykket; og (d) en regulator til å øke eller redusere bremsetrykket til hjulbrems.
2. En metode for styring av bremsekontroller for et hjul tilhørende et fartøy i fart som endrer bremsetrykket i henhold til forandringen i longitudinal akselerasjon over tid karakterisert ved: (a) trykk til hjulbrems initieres og økes jevnt; (b) longitudinal akselerasjon sammenlignes fra et tidsvindu til neste; (c) når akselerasjonens negative verdi fra et tidsvindu til neste tidsvindu øker, økes bremsetrykket; (d) når akselerasjonens negative verdi i et tidsvindu minsker i forhold til forrige tids vindu reduseres bremsetrykket; deretter (e) funksjonene i "b", "c" og "d" repeteres kontinuerlig helt til fartøyet har stoppet.
3. En metode som beskrevet i krav 2, karakterisert ved at akselerasjonen som benyttes beregnes som en vektor lik hypotenusen i en rettvinklet trekant hvor longitudinal og lateral akselerasjon henholdsvis er kateter.
4. System og metode i henhold til krav 1-2 karakterisert ved at fartøyet er et fly.
5. System og metode i henhold til krav 1-2 karakterisert ved en automatisk brems.
6. System og metode i henhold til krav 1-2 karakterisert ved en manuell brems.
NO20041541A 2004-04-15 2004-04-15 Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan NO320851B1 (no)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20041541A NO320851B1 (no) 2004-04-15 2004-04-15 Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan
PCT/NO2005/000116 WO2005100112A1 (en) 2004-04-15 2005-04-08 Brake function based on controlling according to acceleration
US10/599,783 US7941261B2 (en) 2004-04-15 2005-04-15 Brake function based on controlling according to acceleration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20041541A NO320851B1 (no) 2004-04-15 2004-04-15 Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20041541D0 NO20041541D0 (no) 2004-04-15
NO20041541L NO20041541L (no) 2005-10-17
NO320851B1 true NO320851B1 (no) 2006-02-06

Family

ID=34859261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20041541A NO320851B1 (no) 2004-04-15 2004-04-15 Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7941261B2 (no)
NO (1) NO320851B1 (no)
WO (1) WO2005100112A1 (no)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7941261B2 (en) 2004-04-15 2011-05-10 Oddvard Johnsen Brake function based on controlling according to acceleration

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8346455B2 (en) 2005-02-23 2013-01-01 Zoltan Ivan Rado Method and device for communicating true runway braking performance using data from the flight data management systems of landed aircraft
US7797095B2 (en) * 2005-02-23 2010-09-14 Aviation Safety Technologies, Llc Method and device of calculating aircraft braking friction and other relating landing performance parameters based on the data received from aircraft's on board flight data management system
CA2672730C (en) 2006-12-19 2016-06-07 Engineered Arresting Systems Corporation Systems and methods of improving or increasing information concerning, particularly, runway conditions available to pilots of landing aircraft
US7720579B2 (en) * 2006-12-20 2010-05-18 The Boeing Company Method, system, and computer program product for performance monitored aircraft rejected takeoff braking
US9418496B2 (en) 2009-02-17 2016-08-16 The Boeing Company Automated postflight troubleshooting
US9541505B2 (en) 2009-02-17 2017-01-10 The Boeing Company Automated postflight troubleshooting sensor array
US8812154B2 (en) 2009-03-16 2014-08-19 The Boeing Company Autonomous inspection and maintenance
US8712626B2 (en) * 2009-05-05 2014-04-29 Goodrich Corporation Autobrake and decel control built-in test equipment
US9046892B2 (en) 2009-06-05 2015-06-02 The Boeing Company Supervision and control of heterogeneous autonomous operations
US8773289B2 (en) * 2010-03-24 2014-07-08 The Boeing Company Runway condition monitoring
US8712634B2 (en) 2010-08-11 2014-04-29 The Boeing Company System and method to assess and report the health of landing gear related components
US8599044B2 (en) 2010-08-11 2013-12-03 The Boeing Company System and method to assess and report a health of a tire
US8982207B2 (en) 2010-10-04 2015-03-17 The Boeing Company Automated visual inspection system
FR2988671B1 (fr) 2012-03-30 2014-04-04 Airbus Procede de commande du freinage d’un avion sur une piste d’atterrissage et avion apte a mettre en oeuvre ce procede
US9117185B2 (en) 2012-09-19 2015-08-25 The Boeing Company Forestry management system
JP6097596B2 (ja) * 2013-02-28 2017-03-15 三菱航空機株式会社 グランドスポイラの駆動システム、及び、航空機
US9156451B2 (en) 2013-07-03 2015-10-13 Goodrich Corporation Brake control system comprising tire/runway friction property estimation mapping
US10525945B2 (en) * 2017-04-18 2020-01-07 Goodrich Corporation Antiskid brake control system with axle-mounted inertial sensor
DE112019001421T5 (de) 2018-03-20 2021-02-18 Mobileye Vision Technologies Ltd. Systeme und verfahren zum navigieren eines fahrzeugs
US11099579B2 (en) * 2018-05-31 2021-08-24 Nissan North America, Inc. System for determining the number of remote vehicles following a host vehicle
EP3842304A3 (en) 2018-08-14 2021-09-15 Mobileye Vision Technologies Ltd. Systems and methods for navigating with safe distances
CN116279383B (zh) * 2023-05-17 2023-08-11 成都赛力斯科技有限公司 一种制动故障监控方法、装置、电子设备及可读存储介质

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920282A (en) * 1973-09-06 1975-11-18 Boeing Co Aircraft automatic braking system
US4327948A (en) * 1978-08-14 1982-05-04 Goodyear Aerospace Corporation Antiskid brake control for aircraft
EP0025614A1 (en) * 1979-07-23 1981-03-25 The Boeing Company Method and apparatus for continuously determining an interval of time during which an action must be taken
US4454582A (en) * 1979-07-23 1984-06-12 The Boeing Company Method and apparatus for continuously determining a chronodrasic interval
US4773013A (en) * 1985-05-13 1988-09-20 Loral Corporation Digital antiskid control system
US5249851A (en) * 1988-04-07 1993-10-05 Oddvard Johnsen Method and system for non-locking and non-skidding braking/traction of a vehicle wheel
NO165856C (no) * 1988-04-07 1991-04-17 Oddvard Johnsen Fremgangsmaate og innretning til bruk ved bestemmelse av banefriksjons- og bremseforhold.
NO163946C (no) * 1988-04-07 1990-08-15 Oddvar Johnsen Fremgangsmaate og system for laasnings- og sklifri avbremsing/traksjon av kjoeretoeyhjul, omfattende tog- og flyhjul.
NO170722C (no) * 1990-10-12 1992-11-25 Oddvard Johnsen Fremgangsmaate og innretning for oppnaaelse av optimal utnyttelse av et fartoeys fremdriftsmaskineri
JP2964875B2 (ja) * 1994-07-19 1999-10-18 株式会社デンソー アンチスキッド制御装置
JP3132346B2 (ja) * 1994-09-28 2001-02-05 トヨタ自動車株式会社 車輌の制動装置
NO302674B1 (no) * 1994-11-04 1998-04-06 Norsemeter As Fremgangsmåte og apparat for måling eventuelt regulering av friksjonsforhold
US6122585A (en) * 1996-08-20 2000-09-19 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Anti-lock braking system based on an estimated gradient of friction torque, method of determining a starting point for anti-lock brake control, and wheel-behavior-quantity servo control means equipped with limit determination means
JPH10329692A (ja) * 1997-06-04 1998-12-15 Nisshinbo Ind Inc 減圧モード時のアンチロックブレーキ制御方法
US5968106A (en) * 1997-08-05 1999-10-19 The Boeing Company Aircraft stop-to-position autobrake control system
US5951122A (en) * 1997-12-31 1999-09-14 The B.F. Goodrich Company Antiskid control and wheel lock protection differential reference controller
US6178370B1 (en) * 1998-02-12 2001-01-23 The B. F. Goodrich Company Deceleration based antiskid brake contoller with adaptive deceleration threshold
DE50106312D1 (de) * 2000-02-09 2005-06-30 Continental Teves Ag & Co Ohg Schaltungsanordung und vorrichtung zur regelung und steuerung der fahrgeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs
JP3929668B2 (ja) * 2000-02-21 2007-06-13 日産自動車株式会社 予ブレーキ制御装置
AU3888601A (en) * 2000-04-26 2001-11-01 Fuji Jukogyo K.K. Braking force control system for vehicle
DE10053608B4 (de) * 2000-10-28 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Antriebsschlupfregelungseinrichtung und Verfahren zum Regeln des Schlupfes eines Rades
FR2817979B1 (fr) * 2000-12-12 2004-02-27 Eads Airbus Sa Procede et dispositif de commande automatique de la deceleration d'un aeronef en phase de roulement
US6890041B1 (en) * 2001-02-06 2005-05-10 William B. Ribbens Antilock brake systems employing a sliding mode observer based estimation of differential wheel torque
US6659400B2 (en) * 2001-05-23 2003-12-09 Hydro-Aire, Inc. Optimal control design for aircraft antiskid brake control systems
US6882920B2 (en) * 2003-04-29 2005-04-19 Goodrich Corporation Brake control system
FR2857468B1 (fr) * 2003-07-08 2005-09-30 Airbus France Systeme d'aide a la commande de la deceleration d'un aeronef roulant sur le sol
NO320851B1 (no) 2004-04-15 2006-02-06 Oddvard Johnsen Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan
US7797095B2 (en) * 2005-02-23 2010-09-14 Aviation Safety Technologies, Llc Method and device of calculating aircraft braking friction and other relating landing performance parameters based on the data received from aircraft's on board flight data management system
NO325391B1 (no) 2006-09-06 2008-04-21 Oddvard Johnsen Bremseeffektmaler

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D1: U1 2003/0025035 A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7941261B2 (en) 2004-04-15 2011-05-10 Oddvard Johnsen Brake function based on controlling according to acceleration

Also Published As

Publication number Publication date
NO20041541D0 (no) 2004-04-15
US20070203633A1 (en) 2007-08-30
NO20041541L (no) 2005-10-17
WO2005100112A8 (en) 2006-05-11
US7941261B2 (en) 2011-05-10
WO2005100112A1 (en) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO320851B1 (no) Kontrollerfunksjoner for brems basert pa en styring etter variasjoner i akselerasjonsverdier i hjulets horisontale plan
CN105599751B (zh) 估计制动块磨损的方法和具有实施该方法的控制器的车辆
US6276189B1 (en) Method and apparatus for continuous monitoring of road surface friction
Singh et al. An intelligent tire based tire-road friction estimation technique and adaptive wheel slip controller for antilock brake system
JP6831703B2 (ja) ブレーキ制御システムを用いて滑走路状態を報告する方法
CN102991488B (zh) 具有自适应能力的刹车***恒力矩控制方法
US9230444B2 (en) Method and system for assisting the piloting of an aircraft in landing phase
CN105346708B (zh) 一种轮胎与地面最佳刹车滑移点的确定方法
EP2005140A1 (en) Method for collecting information on road surface slipperiness
JP2004249965A (ja) 全てのタイヤを特徴付ける不変量を用いた自動安定性制御システム
Sabri et al. Analysis of vehicle braking behaviour and distance stopping
KR20050075708A (ko) 소정 시간에 걸쳐 대표 매개변수의 편차를 분석한알고리즘을 사용하여 차량의 안정성을 제어하기 위한시스템
KR20140064986A (ko) 차량 바퀴의 구름저항을 추정하는 방법
Van Es Braking capabilities on flooded runways: Flight test results obtained with a business jet
Moomen et al. Updating the grade severity rating system (GSRS) for Wyoming mountain passes: a description of tests and results
Stubbs et al. Review of antiskid and brake dynamics research
US10807579B2 (en) System for maintaining near-peak friction of a braking wheel
Bidwell State-of-the-Art—Vehicle Control and Road Holding
Tanner et al. Behavior of aircraft antiskid breaking systems on dry and wet runway surfaces: A slip-ratio-controlled system with ground speed reference from unbraked nose wheel
Carrillo Vasquez TIRE TECHNOLOGY AND TRENDS–Increasing the accuracy of tire performance in vehicle dynamics simulations using tire models parameterized with real road test data
Daugherty et al. Spin-up studies of the space shuttle orbiter main gear tire
Horne Elements Affecting Runway Traction
Jilek et al. Changing the adhesion force for testing road vehicles at safe speed
Isermann et al. Tire Traction and Force Transfer
Lugaro et al. Advanced method for virtual tire and braking distance simulation

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: ODDVARD JOHNSEN, NO