RU2019438C1 - Control system of vehicle controlled suspension - Google Patents

Abstract

FIELD: vehicle controlled suspensions. SUBSTANCE: system has transducers 1-5 of pitching and rolling angles, variable statistical weight of spring-loaded part, vehicle running speed and forces acting from wheel suspensions onto spring-mounted part, units 9 and 10 of lateral and longitudinal stabilities and signal generating unit 11 for uniform distribution of load among wheel controlled suspensions. Commands for wheel controlled suspensions are formed by indications of transducers of forces acting from suspensions onto spring-mounted part and indications of transmitters of running speed and longitudinal acceleration. Commands are corrected for indications of pitching and rolling transducers and indications of variable statistical weight transducer. Control of actuating mechanisms is effected by signal generating unit for uniform distribution of load among wheel controlled suspensions. EFFECT: enhanced reliability of operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к активным подвескам транспортных средств, в частности к устройствам для управления активными подвесками. The invention relates to active suspensions of vehicles, in particular to devices for controlling active suspensions.

В транспортном машиностроении известна система управления активными подвесками транспортного средства [1], содержащая датчики углов продольного и поперечного кренов, изменения статического веса подрессоренной части транспортного средства, скорости движения угла поворота рулевого колеса, дифференцирующие звенья, низкочастотные фильтры, аналого-цифровые преобразователи, датчики сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть транспортного средства, блоки определения продольной и поперечной устойчивости, блоки сравнения сил в активных подвесках колес, промежуточные усилители, инверторы, позволяющая расширить функциональные возможности транспортного средства путем обеспечения увеличения поперечной устойчивости транспортного средства при одновременном повышении быстродействия. Однако такая система не позволяет одновременно обеспечивать устойчивость движения в продольном направлении. In transport engineering, a control system for active vehicle suspensions [1] is known, which contains sensors for the angles of longitudinal and lateral rolls, changes in the static weight of the sprung part of the vehicle, steering wheel speed, differentiating links, low-pass filters, analog-to-digital converters, force sensors acting from the wheel suspensions on the sprung part of the vehicle, the blocks for determining the longitudinal and lateral stability, comparison blocks with sludge in active wheel suspensions, intermediate amplifiers, inverters, which allows to expand the functionality of the vehicle by providing increased lateral stability of the vehicle while increasing speed. However, such a system does not simultaneously ensure the stability of movement in the longitudinal direction.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является система управления активными подвесками многоопорного транспортного средства [2] , содержащая датчик скорости движения транспортного средства, относительных перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс правой и левой передней подвески, изменения статического веса транспортного средства, ускорения неподрессоренной массы передней подвески, углов продольного и поперечного крена транспортного средства, а также блоки определения продольной и поперечной устойчивости и аппаратуру сопряжения датчиков и исполнительных органов подвески с этими блоками. The closest in technical essence to the proposed solution is a control system for active suspensions of a multi-support vehicle [2], containing a sensor for vehicle speed, relative movements of the sprung and unsprung masses of the right and left front suspension, changes in the static weight of the vehicle, acceleration of the unsprung mass of the front suspension , angles of the longitudinal and transverse roll of the vehicle, as well as blocks for determining the longitudinal and transverse mustache stability and equipment for interfacing sensors and executive bodies of the suspension with these blocks.

Однако система имеет следующие недостатки. На установившихся режимах при движении транспортного средства по неровной дороге не обеспечивается уменьшение возмущения продольно-угловых колебаний подрессоренной части транспортного средства. Кроме того, на неустановившихся режимах движения (при резком торможении или интенсивном разгоне) система не обеспечивает устойчивость к "клевкам" подрессоренной части транспортного средства. Это приводит к ухудшению плавности хода и устойчивости движения транспортного сpедства, особенно на неустановившихся режимах, а также неравномерному распределению нагрузок, действующих на подрессоренную часть транспортного средства. However, the system has the following disadvantages. Under steady-state conditions, when the vehicle is moving on rough roads, the perturbation of the longitudinal-angular vibrations of the sprung part of the vehicle is not reduced. In addition, at unsteady driving modes (with sudden braking or intense acceleration), the system does not provide resistance to "pecking" of the sprung part of the vehicle. This leads to a deterioration in ride and stability of the vehicle, especially in unsteady modes, as well as an uneven distribution of loads acting on the sprung part of the vehicle.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем повышения плавности хода, устойчивости движения и равномерного распределения нагрузок, действующих на подрессоренную часть транспортного средства. The purpose of the invention is the expansion of functionality by increasing smoothness, stability and even distribution of loads acting on the sprung part of the vehicle.

Это достигается тем, что система управления активными подвесками транспортного средства содержит блок аналого-дискретных преобразователей, выходы которого по каналам измерения сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть транспортного средства, и выходы блоков продольной и поперечной устойчивости транспортного средства соединены с входами блока равномерного распределения нагрузок между активными подвесками колес, выходы которого в свою очередь соединены с исполнительными механизмами силового привода активных подвесок колес. This is achieved by the fact that the active suspension system of the vehicle control system contains a block of analog-discrete converters, the outputs of which are measured by channels of forces acting from the wheel suspensions on the sprung part of the vehicle, and the outputs of the longitudinal and lateral stability blocks of the vehicle are connected to the inputs of the uniform distribution unit loads between active wheel suspensions, the outputs of which are in turn connected to actuators of the active drive power drive ok wheels.

На чертеже представлена структурная схема системы управления активными подвесками транспортного средства. The drawing shows a structural diagram of a control system for active vehicle suspensions.

Схема системы содержит датчики 1 и 2 углов продольногоα и поперечногоφ кренов подрессоренной части транспортного средства, датчик 3 изменения статического веса ΔG подрессоренной части транспортного средства, датчик 4 скорости V движения транспортного средства, датчик 5 сил P_i, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть. Число датчиков 5 равно удвоенному числу осей транспортного средства. Выходы датчиков 1-5 через низкочастотные фильтры 6 соединены с входами блока 7 аналого-дискретных преобразователей. Для получения сигналов, пропорциональных продольным ускорениям

транспортного средства, система снабжена дифференцирующим звеном 8, вход которого через низкочастотный фильтр 6 соединен с выходом датчика 4 скорости движения транспортного средства. Каждый из аналого-дискретных преобразователей блока 7 совместно с низкочастотными фильтрами 6, датчиками 1-5 и дифференцирующим звеном 8 образует каналы измерения перечисленных величин. В блоке 7 непрерывные сигналы датчиков 1-5 и дифференцирующего звена 8 преобразуются в дискретный (цифровой) код, что позволяет обеспечить точность системы. Выходы блока 7 аналого-дискретных преобразователей соединены с блоками 9 и 10 определения продольной и поперечной устойчивости и блоком 11 формирования сигналов равномерного распределения нагрузок между активными подвесками колес. С блоком 9 определения продольной устойчивости соединены выходы блока 7 аналого-дискретных преобразователей по каналам измерения углаα продольного крена подрессоренной части, изменения ΔG статического веса и продольного ускорения

транспортного средства. С блоком 10 соединены выходы блока 7 по каналам измерения углаφ поперечного крена подрессоренной части, изменения ΔG статического веса, продольного ускорения

и скорости V движения транспортного средства. На вход блока 11 между активными подвесками колес подведены сигналы с блока 7 по каналам измерения сил P_i, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть. Определение сил, действующих на подрессоренную часть транспортного средства, производится по известным зависимостям, заложенным в памяти известного микропроцессора.The system diagram includes sensors 1 and 2 of the angles of the longitudinal α and lateral rolls of the sprung part of the vehicle, a sensor 3 of changing the static weight ΔG of the sprung part of the vehicle, a sensor 4 of the vehicle speed V V, a sensor 5 of the forces P _i acting from the wheel suspensions on the sprung part. The number of sensors 5 is equal to twice the number of axles of the vehicle. The outputs of the sensors 1-5 through low-pass filters 6 are connected to the inputs of block 7 of analog-discrete converters. To obtain signals proportional to longitudinal accelerations

vehicle, the system is equipped with a differentiating element 8, the input of which through a low-pass filter 6 is connected to the output of the vehicle speed sensor 4. Each of the analog-discrete converters of block 7 together with low-pass filters 6, sensors 1-5 and differentiating element 8 forms measurement channels of the listed values. In block 7, the continuous signals of the sensors 1-5 and the differentiating element 8 are converted into a discrete (digital) code, which allows to ensure the accuracy of the system. The outputs of block 7 of analog-discrete converters are connected to blocks 9 and 10 for determining longitudinal and lateral stability and block 11 for generating signals for the uniform distribution of loads between active wheel suspensions. With block 9 for determining longitudinal stability, the outputs of block 7 of analog-discrete transducers are connected via channels for measuring the angle α of the longitudinal heel of the sprung portion, changes in ΔG of static weight and longitudinal acceleration

vehicle. With block 10, the outputs of block 7 are connected through channels for measuring the angle φ of the lateral roll of the sprung part, changes in ΔG of static weight, and longitudinal acceleration

and vehicle speed V. The input of block 11 between the active suspension of the wheels summed signals from block 7 through the channels for measuring forces P _i acting from the suspension of the wheels on the sprung part. The determination of the forces acting on the sprung part of the vehicle is made according to known dependencies inherent in the memory of a known microprocessor.

При движении транспортного средства по неровной дороге в случаях, когда измеряемые датчиками 1-5 параметры не превышают допустимых значений, находящихся в памяти блоков 9, 10, аналого-дискретные преобразователи блока 7 по каналам измерения сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть транспортного средства, формируют суммарный сигнал, зависящий от микропрофиля дороги и величин α,φ , ΔG, V,

. С помощью датчиков 1-4, блока 7 и блоков 9 и 10 в блоке 11 производится вычисление составляющих сил по известным зависимостям в функции измеряемых величин α,φ ,ΔG, V,

. Сигнал, пропорциональный сумме этих составляющих, поступает в блоки сравнения блока 11 формирования сигналов равномерного распределения нагрузок между активными подвесками колес и вычитается из сигналов, поступающих от датчиков 5 сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть. Поэтому на выходе блока 11 формируются сигналы, пропорциональные динамической нагрузке, зависящей только от микропрофиля дороги.When the vehicle moves on rough roads in cases when the parameters measured by sensors 1-5 do not exceed the permissible values found in the memory of blocks 9, 10, analog-discrete transducers of block 7 along the channels for measuring forces acting from the wheel suspensions on the sprung part of the vehicle form a total signal depending on the microprofile of the road and the values of α, φ, ΔG, V,

. Using sensors 1-4, block 7 and blocks 9 and 10 in block 11, the components of forces are calculated by known dependencies as a function of the measured quantities α, φ, ΔG, V,

. A signal proportional to the sum of these components is supplied to the comparison blocks of the unit 11 for generating signals for the uniform distribution of loads between the active wheel suspensions and is subtracted from the signals received from the 5 force sensors acting from the wheel suspensions on the sprung part. Therefore, at the output of block 11, signals are generated proportional to the dynamic load, which depends only on the microprofile of the road.

При движении транспортного средства по неровной дороге, когда измеряемые датчиками 1-4 величины превосходят допустимые значения, заложенные в памяти блоков 9 и 10 определения продольной и поперечной устойчивости, в блоках 9 и 10 вырабатываются сигналы управления, предназначенные для формирования в блоке 11 сигналов управления исполнительными механизмами силового привода активных подвесок колес таким образом, чтобы было обеспечено уменьшение величины, превысившей допустимую. When the vehicle moves on rough roads, when the values measured by sensors 1-4 exceed the permissible values stored in the memory of blocks 9 and 10 for determining longitudinal and lateral stability, control blocks are generated in blocks 9 and 10, designed to generate executive control signals in block 11 mechanisms of the power drive of active wheel suspensions in such a way that a decrease in excess of the permissible value is ensured.

Изобретение позволяет обеспечивать расширение функциональных возможностей путем одновременного повышения плавности хода и устойчивости движения транспортного средства, а также равномерного распределения нагрузок, действующих на подрессоренную часть транспортного средства. The invention allows for the expansion of functionality by simultaneously improving the ride and stability of the vehicle, as well as the uniform distribution of loads acting on the sprung part of the vehicle.

Claims (1)

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКОЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая датчики углов продольного и поперечного кренов, датчик изменения статического веса подрессоренной части транспортного средства, датчик скорости движения транспортного средства, датчик сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть, выходы указанных датчиков соединены через низкочастотные фильтры с входами блока аналого-дискретных преобразователей с образованием с фильтрами и датчиками каналов измерения перечисленных величин, дифференцирующее звено, установленное параллельно каналу измерения скорости движения транспортного средства, вход которого соединен с выходом низкочастотного фильтра канала измерения скорости движения транспортного средства, а выход - с блоком аналого-дискретных преобразователей, выходы которого по каналам измерения статического веса подрессоренной части и продольного ускорения соединены с входами блока определения продольной устойчивости транспортного средства, выходы блока аналого-дискретных преобразователей по каналам измерения угла поперечного крена, изменения статического веса подрессоренной части, скорости движения транспортного средства и его продольного ускорения соединены с входами блока определения поперечной устойчивости, отличающаяся тем, что выходы блока аналого-дискретных преобразователей по каналам измерения сил, действующих от подвесок колес на подрессоренную часть транспортного средства, и выходы блоков определения продольной и поперечной устойчивости транспортного средства соединены с входами блока формирования сигналов равномерного распределения нагрузок между активными подвесками колес, выходы которого соединены с исполнительными механизмами силового привода активных подвесок колес. VEHICLE SUSPENSION MANAGEMENT CONTROL SYSTEM, comprising longitudinal and lateral roll angle sensors, a sensor for changing the static weight of the sprung part of the vehicle, a vehicle speed sensor, a force sensor acting from the wheel suspensions on the sprung part, the outputs of these sensors are connected through low-pass filters to the inputs unit of analog-discrete converters with the formation with filters and sensors measuring channels of the listed values, differentiating sound an antenna installed parallel to the vehicle’s speed measuring channel, the input of which is connected to the low-pass filter of the vehicle’s speed measuring channel, and the output is connected to an analog-to-digital converter unit, the outputs of which are connected to the inputs through the channels for measuring the static weight of the sprung section and longitudinal acceleration the unit for determining the longitudinal stability of the vehicle, the outputs of the block of analog-discrete converters along the channels for measuring the angle of the transverse about roll, changes in the static weight of the sprung part, the vehicle speed and its longitudinal acceleration are connected to the inputs of the lateral stability determination unit, characterized in that the outputs of the unit of analog-discrete converters through the channels for measuring forces acting from the wheel suspensions on the sprung part of the vehicle, and the outputs of the units for determining the longitudinal and lateral stability of the vehicle are connected to the inputs of the unit for generating signals of uniform distribution of heat straps between active wheel suspension, the outputs of which are connected with the actuators of the active suspension actuator wheels.