Способ управления разностью скорости между передними и задними колесами транспортного средства с четырьмя ведущими колесами - RU2539712C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к способу управления разностью скорости между передними и задними колесами автотранспортного средства с четырьмя ведущими колесами. Изобретение также относится к устройству для осуществления этого способа.

В автотранспортных средствах с четырьмя ведущими колесами представляется особенно интересным автоматическое согласование скорости одного моста относительно скорости другого моста транспортного средства. Требуемое отклонение между скоростью колес переднего моста и скоростью колес заднего моста может быть различным и зависит от условий движения транспортного средства.

Например, сильные ускорения могут возникать на низких скоростях во время трогания с места транспортного средства с преимущественным передним приводом, поэтому можно отдать предпочтение лишь незначительной пробуксовке между передними колесами и задними колесами, чтобы увеличить запас энергии. На высоких скоростях, наоборот, можно допустить более значительное отклонение между передним мостом и задним мостом, чтобы повысить устойчивость.

В документе US 5752211 описан способ, улучшающий пробуксовку во время фаз квазистатичного движения за счет изменения команды распределения момента между передним мостом и задним мостом. Это изменение производят посредством подачи сигналов в систему регулирования привода.

Однако такой способ не обеспечивает устойчивости транспортного средства по причине изменения контура регулирования.

Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков.

Поставленная задача решена в способе управления разностью скорости между передним мостом и задним мостом транспортного средства с четырьмя ведущими колесами, позволяющем управлять регулировкой и одновременно обеспечивающем устойчивость транспортного средства.

В связи с этим, объектом настоящего изобретения является способ управления разностью скорости между скоростью колес переднего моста и скоростью колес заднего моста автотранспортного средства с четырьмя ведущими колесами.

Способ в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие этапы:

- определяют первоначальное заданное значение разности скорости в зависимости от скорости транспортного средства,

- определяют одно или несколько промежуточных заданных значений разности скорости в зависимости от одного или нескольких рабочих параметров транспортного средства,

- первоначальное заданное значение разности скорости модулируют в зависимости от указанных промежуточных заданных значений разности скорости, чтобы получить конечное заданное значение разности скорости,

- измеряют разность скорости и сравнивают измеренную разность скорости с конечным заданным значением разности скорости, и

- регулируют измеренную разность скорости так, чтобы измеренная разность скорости достигала конечного заданного значения разности скорости.

Таким образом, заданное значение разности скорости модулируют на входе в систему регулирования, что позволяет не изменять систему регулирования.

Модуляцию первоначального заданного значения разности скорости (Cmitiale) можно производить посредством последовательных модуляций в зависимости от каждого промежуточного заданного значения разности скорости.

Рабочие параметры транспортного средства могут, например, содержать один или несколько параметров, выбираемых среди температуры сцепления, радиуса поворота и разности радиуса колес между передним мостом и задним мостом.

Другими возможными параметрами могут быть скорость на вираже, состояние дороги, показатель регулирования ABS (Antiblockiersystem на немецком языке), показатель регулирования ESP (Electronic Stability System на английском языке) или положение педали акселератора.

Предпочтительно до сравнения с измеренной разностью скорости конечное заданное значение разности скорости фильтруют.

Поставленная задача решена также в устройстве управления разностью скорости между передним мостом и задним мостом автотранспортного средства с четырьмя ведущими колесами.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит:

- средства определения первоначального заданного значения разности скорости в зависимости от скорости транспортного средства,

- средства определения одного или нескольких промежуточных заданных значений разности скорости в зависимости от одного или нескольких рабочих параметров транспортного средства,

- средства модуляции первоначального заданного значения разности скорости в зависимости от указанных промежуточных заданных значений разности скорости, позволяющие получать конечное заданное значение разности скорости,

- средства измерения разности скорости и сравнения измеренной разности скорости с конечным заданным значением разности скорости, и

- средства регулирования измеренной разности скорости, позволяющие измеренной разности скорости достичь конечного заданного значения разности скорости.

Устройство может также содержать средства фильтрации конечного заданного значения разности скорости, как было указано выше.

Другие задачи, отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показана схема определения заданного значения разности скорости согласно способу в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 показана схема регулирования разности скорости согласно предлагаемому способу.

Как показано на фиг.1 и 2, способ можно представить в виде работы нескольких блоков. Устройство для осуществления способа может содержать исходный блок 1, один или несколько промежуточных блоков 2, 3, 4, блок 5 фильтрации сигнала, блок 6 измерения, блок 7 регулирования и приводной блок 8.

Блок 1, называемый исходным блоком, позволяет определять первоначальное заданное значение C_initiale разности скорости между скоростью колес переднего моста и скоростью колес заднего моста автотранспортного средства в зависимости от скорости транспортного средства. Скорость транспортного средства можно, например, вычислять на основании показаний четырех датчиков скорости, выполненных с возможностью измерения скорости четырех колес транспортного средства. В случае транспортного средства с преимущественным передним приводом скорость можно также вычислять посредством усреднения скоростей задних колес.

Первоначальное заданное значение C_initiale разности скорости можно получить из картографии 1а, в которой представлены заданные значения разности скорости в зависимости от скорости транспортного средства.

Промежуточные блоки 2, 3, 4 позволяют определять промежуточные заданные значения разности скорости, каждое из которых зависит от одного рабочего параметра транспортного средства.

Промежуточный блок 2 позволяет получать промежуточное заданное значение c_i2 разности скорости в зависимости от температуры управляемого сцепления. Температура сцепления стремится к повышению, когда мосты вращаются с неодинаковой скоростью и когда сцепление передает крутящий момент. Температуру сцепления можно оценить на основании задаваемого крутящего момента и разности скорости между входом и выходом управляемого сцепления.

Промежуточное заданное значение c_i2, которое является функцией температуры сцепления, можно получить из картографии 2а, в которой представлены заданные значения разности скорости в зависимости от температуры сцепления.

Первоначальное заданное значение C_initiale разности скорости, определенное исходным блоком 1, модулируют в зависимости от заданного значения c_i2 разности скорости, являющегося функцией температуры сцепления, которое было определено промежуточным блоком 2. Действительно, если температура сцепления является высокой, разность скорости устанавливают незначительной, чтобы избежать пробуксовки, которая может привести к повышению температуры и к износу сцепления.

Промежуточный блок 3 позволяет получить промежуточное значение c_i3 разности скорости в зависимости от радиуса поворота. Промежуточное заданное значение c_i3, которое является функцией радиуса поворота, можно получить из картографии 3а, в которой представлены заданные значения разности скорости в зависимости от радиуса поворота.

Радиус поворота можно определить при помощи следующих отношений:

отсюда:

где

Рабочий параметр транспортного средства, используемый промежуточным блоком 3, может быть также боковым ускорением, скоростью на вираже или углом поворота рулевого колеса. В этом случае промежуточное заданное значение c_i3, которое будет функцией этих параметров, тоже можно получить из картографии 3а, в которой представлены заданные значения разности скорости в зависимости от этих параметров.

При этом заданное значение разности скорости, уже модулированное при помощи промежуточного значения c_i2 промежуточным блоком 2, модулируют при помощи промежуточного заданного значения c_i3 промежуточного блока 3.

Промежуточный блок 4 позволяет получать промежуточное заданное значение c_i4 разности скорости в зависимости от разностей радиуса колес. Промежуточное заданное значение c_i4, являющее функцией разностей радиуса колес, можно получить из картографии 4а, в которой представлены заданные значения разности скорости в зависимости от разностей радиуса колес.

Заданное значение разности скорости, уже модулированное при помощи промежуточных заданных значений c_i2 и c_i3 промежуточных блоков 2 и 3, модулируют при помощи промежуточного заданного значения с_i4 промежуточного блока 4. Если, например, шина переднего колеса спустила, радиус колеса оказывается меньше, и, следовательно, его скорость больше. Благодаря промежуточному блоку 4, можно обнаружить наименьший радиус колеса и можно модулировать заданное значение разности скорости, увеличив разность скорости.

После модуляции, произведенной при помощи промежуточного блока 4, получают конечное заданное значение C_finale разности скорости. Это заданное значение C_finale получают, таким образом, путем последовательных модуляций первоначального заданного значения C_initiale разности скорости. Модуляции могут, например, представлять собой последовательные вычитания промежуточных заданных значений разности скорости из заданного значения разности скорости. В случае транспортного средства с преимущественным передним приводом модуляции можно регулировать таким образом, чтобы заданное значение было всегда положительным. Таким образом, если разность между первоначальным заданным значением разности скорости, модулированным или нет, и промежуточным заданным значением является отрицательной, заданное значение разности скорости можно установить на 0.

В случае транспортного средства с преимущественным задним приводом модуляции можно регулировать таким образом, чтобы заданное значение было всегда отрицательным.

Как показано на фиг.1, конечное заданное значение C_finale разности скорости можно также получить после фильтрации при помощи блока 5 фильтрации результата, полученного после модуляции при помощи промежуточных блоков 2, 3, 4. Блок 5 фильтрации предназначен для обеспечения дополнительной степени свободы при установке динамики автоматического регулирования без снижения надежности. Полоса пропускания этого фильтра может меняться, например, в зависимости от ситуации вождения. На низкой скорости можно отдать предпочтение быстрому прохождению крутящего момента, что способствует накоплению энергии, а на высокой скорости можно отдать предпочтение более плавному прохождению из соображений обеспечения устойчивости.

Блок 6 измерения, показанный на фиг.2, позволяет измерять разность скорости между скоростью колес переднего моста и скоростью колес заднего моста транспортного средства. Скорость колес переднего моста может представлять собой, например, среднее значение скоростей передних колес транспортного средства, и скорость колес заднего моста может быть, например, средним значением скоростей задних колес транспортного средства.

После этого измеренную разность скорости ΔV_mes сравнивают с конечным заданным значением C_finale разности скорости. Отклонение между наблюдаемой переменной ΔV_mes и заданным значением C_finale корректируют при помощи регулирующего блока 7. Приводной блок 8 получает от регулирующего блока 7 команду, которая будет зависеть от измеренного значения ΔV_mes и от заданного значения C_finale. Таким образом, приводной блок будет действовать на транспортное средство так, чтобы распределить крутящий момент между передним мостом и задним мостом согласно этой команде.

Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет модулировать заданное значение разности скорости в зависимости от различных рабочих параметров транспортного средства. При этом можно легко добавлять или убирать промежуточные блоки, что обеспечивает большую гибкость во время разработки. При этом воздействуют только на заданное значение разности скорости, а контур регулирования остается без изменений, что позволяет гарантировать устойчивость транспортного средства.

Реферат

Изобретение относится к управлению скоростями между колесами транспортного средства. В способе управления разностью скорости между скоростью колес переднего моста и скоростью колес заднего моста автотранспортного средства с четырьмя ведущими колесами, определяют первоначальное значение разности скорости; определяют промежуточные значения разности скорости, в зависимости от температуры сцепления, радиуса поворота и разности радиуса колес между передним и задним мостом; модулируют первоначальное значение в зависимости от промежуточных значений, для получения конечного значения разности скорости. Также измеряют разность скорости и сравнивают измеренную разность с конечным значением и регулируют разность скорости. Модуляцию первоначального значения производят в зависимости от промежуточных заданных значений. Устройство для реализации способа содержит средства определения, средства модуляции, средства измерения и средства регулирования в соответствии с вышеописанным способом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула