SE461716B - Foerfarande och anordning foer anpassning av slirningstroeskelvaerden foer ett drivslirnings- och/eller bromsslirningsreglersystem till foerefintlig daeckutrustning hos ett motorfordon - Google Patents

Description

461 716 Föreliggande uppfinning avser därför att föreslå ett för- farande vilket möjliggör att man till den förefintliga däckutrust- ningen hos ett motorfordon kan bestämma bättre tillhörande slir- ningströsklar och därmed åstadkomma optimala regleringsbetingelser för både drivslirnings- och bromsslirningsreglersystemen. Förelig- gande uppfinning avser även att föreslà en anordning för utövande av detta förfarande.

Det för uppfinningen väsentligen utmärkande framgår av känne- teckendelen av det efterföljande patentkravet 1.

Tack vare detta förfarande blir det möjligt att under färd automatiskt anpassa slirningströsklarna till den aktuella däckutrust- ningen och därmed åstadkomma optimala regleringsbetingelser.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritning, på vilken fig. 1 är ett köreffektdiagram, fig. 2 är ett diagram över den uppnàeliga längsaccelerationen hos fordonet i beroende av friktionskoefficienten, fig. 3 visar ett ur de bägge diagrammen enligt fig. 1 och 2 erhållet diagram över köreffekt och friktionskoefficient, fig. 4 är ett diagram med olika friktions- koeffícient-slirningskurvor och fig. 5 visar ett schematiskt ut- föringsexempel på en anordning för utövande av förfarandet enligt uppfinningen.

Fig. 1 visar ett i och för sig känt köreffektdiagram för en bestämd typ av ett motorfordon, vilket bestämts empiriskt genom försök eller som kan beräknas ur kända fordonsparametrar med be- stämda förenklingar med hjälp av en fysikalisk modell av en tipp- stabil stel tvåhjuling. Av detta köreffektdiagram framgår vilka längsaccelerationer hos fordonet, avsatta på ordinatan, som kan uppnås på de olika växlarna vid en bestämd fordonshastighet, som avsatts på abskissan, vid fullast hos drivmotorn.

Medelst samma fysikaliska modell av en tippstabil stel tvâ- hjuling kan också för den bestämda motorfordonstypen beräknas den i beroende av friktionskoefficienten mellan fordon och körbana upp- nåeliga längsaccelerationen hos fordonet från stillestànd hos detta.

Resultatet av denna beräkning utgör den i fig. 2 visade kurvan 1. 1» 461 716 Då denna endast är giltig för fordonshastigheten v = O km/tim går den genom origo för koordinatsystemet. Några körmoístånd uppträder därvid icke. Om man i beräkningen skall ta hänsyn till körmotstån- den (rullnings- och luftmotstànd etc) så erhålls de i fig. 2 in- ritade linjerna 2, vilka här endast är visade för några speciella hastigheter upp till den maximala fordonshastigheten vFmaX. Ökningen i hastigheten har förtydligats med en pil. Denna kurvskara begränsas av en streckad kurva 3, vilken har härletts ur effektdiagrammet i fig. 1 och vilken anger den maximala längsaccelerationen hos for- donet, som kan uppnås vid den aktuella fordonshastigheten. Därav framgår att den maximala accelerationen endast kan uppnås från stillastående hos fordonet vid optimal friktionskoefficient (punkt 4) och att vid fordonets maximihastighet v ingen accelera- tion längre är möjlig (punkt 5). Ur detta diagramFï:: emellertid också utläsas den minsta friktionskoefficient som erfordras för uppnàende av en bestämd fordonshastighet. Detta värde kan avläsas på abskissan, där den till den önskade fordonshastigheten hörande kurvan 2 skär eller berör denna. De bägge diagrammen i fig. 1 och 2 kan nu läggas samman med varandra till ett diagram över köreffekt i förhållande till friktionskoefficient, såsom visas i fig. 3.

Av fig. 2 framgår två olika punkter med samma friktionsko- efficient, nämligen exempelvis vid en bestämd konstant fordons- hastighet och för stillastående tillstånd hos fordonet. Följande exempel kan anges.

I punkt 5, vid fordonets maximihastighet, uppgår den minsta friktionskoefficienten till ungefär p = 0,3. Vid detta värde på friktionskoefficienten kan från stillastående hos fordonet uppnås en maximal längsacceleration hos detsamma av ungefär ax=1,4 m/sz (linjerna 6 och 7 samt punkt 8). Om dessa bägge punkter överförs till köreffektdiagrammet (i fig. 1) och förbinds med varandra, fig. 3, punkterna 5 och 8 och den streckade linjen 9, så ger denna linje 9 ungefär kurvan för konstant friktionskoefficient eller konstant väggrepp och diagrammet övergår till att bli ett kör- effekt-friktionskoefficíentdiagram. Kurvorna för konstant väggrepp är endast i förenklad form räta linjer men i praktiken krökta lin- jer 10. Dessa kan bestämmas för hela karakteristikfältet och visas 461 716 i fig. 3. Sålunda är varje punkt på detta karakteristikfält, vars koordinater är sammansatta av ett bestämt värde på fordonets hastighet vF och ett bestämt värde för fordonets längsacceleration ax, tillordnad enenqdigfriktionskoefficient p .

Fig. 4 visar ett i och för sig känt diagram med två kurvor över friktionskoefficienten i förhållande till slirning, varvid kurvan 11 har uppnåtts med ett sommardäck och kurvan 12 med ett vinterdäck på en och samma körbana. För en bestämd friktionsko- efficient no erhålls alltså olika slirningsvärden lo och X1.

Om exempelvis slirningströskeln för ett drivslirningsreglersystem ligger vid 10 och om detta är optimalt avstämt till de till kurvan 11 hörande sommardäcken, så inses lätt att vid ett däckbyte till ett mot kurvan 12 svarande vinterdäck börjar reglersystemet med sin regleringsfunktion med slirningströskeln X0 vid en väsentligt lägre friktionskoefficient än po och arbetar sålunda inte längre optimalt då detta däck vid samma friktionskoefficient uo uppvisar väsentligt större slirning.

Av denna anledning definieras nu i diagrammet över köreffekt i förhållande till friktionskoefficient enligt fig. 3 ett smalt mätomràde 21, som är bestämt enligt de angivna skalorna i diagram- met genom u2=O,4 och ett körhastíghetsintervall VF < 100 km/tim.

Om nu motorfordonet befinner sig vid en driftspunkt som ligger i detta mätomràde 21, exempelvis v = 50 km/tim och F a = 1,8 m/sz, vilket svarar mot en momentant utnyttjad friktions- kšefficient av u:¿0,4, kan man, om motorfordonet befinner sig i ett senare definierat körtillstånd, mäta den vid denna driftspunkt förefintliga slirningen vid de drivande hjulen. Om exempelvis det förutbestämda slirningströskelvärdet är lika med A0 och med de momentant använda däcken i denna driftspunkt uppmäts ett slirnings- värde A] vid de drivna hjulen så övertas hela det uppmätta slir- ningsvärdet Å] så att i diagrammet över friktionskoefficient och slirning kvarstår nu ett nytt tröskelvärde A1, som hör till frik- tionskoefficienten no.

Denna slirningströskelutjämning skall utföras endast i ett "normalt" körtillstànd, vid vilket inga kördynamiska parameter- ändringar inträffar, dvs vid körning rakt framåt (styrvinkeln ß= 0), varvid de drivna hjulen icke uppvisar någon varvtalsskillnad Avfl 461 716 på grund av olika friktionskoefficienter (homogen körbana), var- vid friktionen hos de drivna hjulen motsvarar fordonsacceleration ax (inget drivmomentöverskott), varjämte ingen drivslirnings- eller bromsslirningsregleríng utförs.

Med det sålunda bestämda slirningsvärdet A1, som hör till friktionskoefficienten po, kan man nu pà ett enkelt sätt vid ett lâsningsförhindrande bromssystem, vid vilket exempelvis ett till en friktionskoefficient av UR = 0,15 hörande slirningströskel- värde AS används, detta slirningsvärde bestämmas ur en förut- bestämd funktion A = f ( n). Om denna funktion exempelvis är linjär så är Ås = ^1 ' UR/ Uo' Detta värde är ungefärligen konstant så länge som däckegenskaperna förblir desamma. Om däcken förslits eller utbyts mot andra, ändrar sig också slirningströskelvärdet ÅS.

Vid ett drivslirningsreglersystem gäller i regel andra slir- ningströsklar, som enligt det nämnda förfarandet också periodiskt med intervaller inom millisekundområdet kan anpassas till den mo- mentant trafikerade körbanan, i det att ur karakteristikfältet 10 bestäms en momentan friktionskoefficient uK i motsvarighet till ingângsparametrarna fordonshastigheten v och längsacceleration F ax och beräknas ett till denna friktionskoefficient hörande slir- ningströskelvärde A'S vid en exempelvis likaså linjär förutbestämd funktiOn Ä = f (p) ur: Ä's = ^1 ' UK/ "0 Med dessa slirningströskelvärden As resp A'S arbetar broms- slirnings- och drivslirningssystem på i och för sig känt sätt i motsvarighet till deras program.

Ett schematiskt utföringsexempel på en anordning för utövande av förfarandet enligt uppfinningen visas i fig. 5. Vid de fyra for- donshjulen är anordnade varvtalsgivare 13, vilka till en elektronik- krets 14 avger till hjulvarvtalen resp hjulperiferihastigheterna VVL, VVR, VHL, VHR för de vänstra och högra fram- resp bakhjulen hörande signaler, vilken krets därav beräknar fordonets hastighet VF, fordonets längsacceleration ax samt varvtalsdifferensen AVH, 461 716 acceferationen aR och slirningsvärdena AR, AL för de drivna hjulen.

Ett lagrat karakterístikfält 15 tillförs som ingángsparametrar for- donshastigheten VF och fordonets längsacceleration ax och avger ett till dessa ingàngsparametrar hörande friktionskoefficientvärde UK- Om betingelserna a) Styrvinkel 3= 0, b) ingen varvtalsskillnad AVH föreligger mellan de drivna hjulen, c) accelerationen aR motsvarar fordonets acceleration ax och d) ingen ABS- eller ASR-reglering föreligger är uppfyllda och ett medelst ett i karakterisdkfältet 10 definierat mätomràde bestämt driftstillstànd uppnås, detekteras den vid de drivna hjulen momentant uppmätta slírningen X1 och ersätter det fast förutbestämda slirningsvärdet X0, som lagrats tillsammans med de ovan definierade storheterna no och uR.

I en räknekrets 20 bestäms i motsvarighet till de ovan an- givna formlerna ett slirningströskelvärde ÅS för bromsslirnings- regleringen 16 och/eller ett fast eller variabelt slirningströskel- värde A's för styrslírningsregleringen 16' och förs till regler- systemen 16 och 16' tillsammans med de övriga erforderliga para- metrarna (slirningen hos de drivna hjulen, accelerationerna etc, såsom känt i och för sig), vilka förs till reglersystemen via led- ningar 19, vilka reglersystem i beroende av sina program påverkar drivningen, såsom antytts medelst ett gasspjäll 17 resp brom- sarna 18 till de drivna och icke drivna hjulen på i och för sig känt sätt. l)-

Claims (4)

7 461 716 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för anpassning av slirningströskelvärden för ett drívslírnings- och/eller bromsslirningsreglersystem till den före- fintliga däckutrustningen hos ett motorfordon, k ä n n e t e c k - n a t av att man bestämmer en för den aktuella fordonstypen be- stämd och av varvtalen hos de icke drivna hjulen fastställd kurva (1) för den uppnáeliga fordonsaccelerationen (ax) från stilla- stående tillstànd (vF=0) hos fordonet som funktion av friktions- koefficienten (u), att denna kurva (1) under hänsynstagande till de av fordonshastigheten (VF) beroende körmotstånden utvidgas till êtt karakteristíkfält (10) för friktionskoefficienten (u), som beror av fordonets hastighet (VF) och acceleration (ax), att i detta karakteristikfält (10) bestäms ett till en bestämd friktions- koefficient (po) hörande mätomrâde (21), och att ett basvärde (A0) för slirningströskeln, som skall tillordnas den bestämda friktions- koefficienten (Uo).sedan ersätts med det vid de drivna hjulen upp- trädande slirningsvärdet (A1), om fordonet uppnår det genom mätom- rådet (21) definierade körtillstàndet och samtidigt: a) fordonet kör rakt framåt (8 = O), b) de drivna hjulen icke uppvisar någon varvtalsskillnad (AvH), c) accelerationen (aR) hos de drivna hjulen motsvarar for- donets acceleration (ax), och d) ingen drivslirnings- eller bromsslirningsreglering upp- träder, varvid det aktuella använda slírningströskelvärdet (As) motsvarar eller är tillordnat det korrigerade och till den bestämda frik- tionskoefficienten (no) hörande slirningsvärdet (A1). - ,

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av slirningströskelvärdet (XS) bestäms enligt förhållandet Ä = A /no, varvid friktionskoefficíenten (UR) är den koefficient s1°“R för vilken reglersystemet är avsett. 461 716

3. ' Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att slirningströskelvärdet (A'S) bestäms kontinuerligt enligt för- hållandet A'S = X1 . UK/no, varvid nK bestäms kontinuerligt ur karakteristikfältet (10).

4. Anordning för utförande av förfarandet enligt patentkrav 1 för ett drivslirnings- och/eller bromsslirningsreglersystem hos ett motorfordon och med givare för bestämning av periferihastig- heterna hos fordonets hjul, en anordning för att ur signalerna fràn dessa givare bestämma erforderliga driftsparametrar samt en slirningskomparator för varje icke drivet och/eller drivet fordons- hjul och pàverkbar i beroende av ett förutbestämt tröskelvärde, k ä n n e t e c k n a d av att en anordning (15) är inrättad, i vilken periodiskt är avsett att inmatas parametrarna fordons- hastighet (VF) och längsacceleration (ax) hos fordonet och att avge en till dessa parametrar hörande och i ett karakterístikfält (10) lagrad friktionskoefficient (uK) och vilken anordning är av- sedd att ersätta ett förutbestämt slirningsvärde (A0) med det vid de drivna hjulen uppmätta slirningsvärdet (X1) om motorfordonet befinner sig i ett driftstillstánd, som är bestämt av ett till denna fríktionskoefficient hörande mätomráde (21) inom karakteris- tikfältet (10), och följande betingelser är uppfyllda, nämligen a) fordonet kör rakt fram, b) ingen varvtalsskillnad föreligger mellan de drivna hjulen, c) accelerationen hos de drivna hjulen är lika med fordonets acceleration och d) ingen reglering av drivslirningen eller bromsslirningen utförs, att inuti anordningen (15) är anordnad en räknekrets (20), vilken är avsedd att omräkna det förutbestämda slirningsvärdet (A0) medelst förutbestämda friktionskoefficienter och en förutbestämd funktion (X = f (u)) till motsvarande slirningströskelvärde (kS; X'S) och att föra detta värde till ett bromsslirningsregler- system (16) och/eller ett drivkraftreglersystem (16') såsom slir- ningströskelvärden, av vilka de vídarebearbetas till reglersignaler för drivningen (17) och/eller bromsarna (18). 'ii