НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 629.3.017

Нгуен Чи Конг

Аспирант - МГТУ  им. Н.Э. Баумана

На современном этапе развития автомобильной техники наблюдается процесс насыщения автомобиля  системами активной безопасности. Одной из таких систем является система управления схождением колес автомобиля  (САРС). Можно освещать работу системы управления схождением во многих аспектах. В этом материале будет рассмотрена работа системы управления схождением при совместной работе  с антиблокоровочной и противобуксовочной системами (АБС и ПБС). Применение совместной работы этих систем направлено на повышение устойчивости движения автомобиля и улучшение его управляемости.

На современных автомобилях используется антиблокировочная система (АБС), корректирующая силу торможения каждого колеса и предотвращающая их скольжение.

При моделировании движения автомобиля с одновременной работой систем активной безопасности АБС и САРС воспользуемся диаграммой скольжения [2], применением системы управления схождением колес автомобиля, которая была описать в литературе [1], и системой АБС, работающей по принципу идеальной АБС. Особенностью идеальной АБС является то, что условно полагается известным оптимальное значение коэффициента скольжения S₀, соответствующего максимуму силы сцепления для заданного опорного основания.

На вход вычислительного устройства подаются текущие значения коэффициентов скольжения колес S_к11, S_к12, S_к21, S_к22. Если S_кij < S₀, тогда дается команда увеличить давление в ij-м колесном тормозном цилиндре; если S_кij = S₀, тогда дается команда не изменять давление в ij-м колесном тормозном цилиндре; если S_кij > S₀, тогда дается команда уменьшить давление в ii-м колесном тормозном цилиндре .

Рассмотрим процесс торможения автомобиля при прямолинейном движении. Для увеличения возможности потери устойчивости движения автомобиля, процесс торможения происходит под действии внешней боковой силы, действующей спереди центра масс. Ниже рассматривается совместная работа АБС с разными вариантами управления схождением колес при движении автомобиля с начальной скоростью v_xa0 = 20 [м/с].

Рис. 1.  Траектория движения и курсовой угол автомобиля при применении АБС и отсутствии управления схождением

Рис. 2. Траектория движения и курсовой угол автомобиля при применении АБС и управлении схождением колес на двух осях

Из рисунков видно, что при торможении с АБС в отсутствие управления схождением колес автомобиль испытывает вращение на угол до 90 градусов и отклоняется от заданной прямолинейной траектории до 1,38 м.

В процессе торможения при совместной работе АБС и системы управления схождением на двух осях обеспечивается более высокая устойчивость движения автомобиля. Последний вращается вокруг вертикальной оси, до 0,6 градусов, и незначительно отклоняется от заданной прямолинейной траектории, до 0,1 м.

Противобуксовочная система работает в связке с АБС. Как только колесные датчики АБС фиксируют пробуксовку ведущих колес, противобуксовочная система автоматически уменьшает тяговое усилие (обороты) двигателя, а в некоторых случаях притормаживает те ведущие колеса, которые начинают буксовать (от одного до всех четырех). В таком режиме электроника обеспечивает максимально возможный разгон автомобиля при конкретных условиях дорожного покрытия. В определенном смысле действие противобуксовочной системы обратно действию АБС.

Рассмотрим процесс разгона автомобиля при прямолинейном движении по горизонтальной поверхности под действием внешней боковой силы, линия действия которой проходит через точку, сдвинутую от центра масс в сторону передней оси. Ниже рассматриваются совместная работа ПБС с разными вариантами управления схождением колес автомобиля при движении с начальной скоростью v_xa0 = 10 [м/с].

Рис. 3.  Траектория движения и курсовой угол автомобиля при применении ПБС и отсутствии управления схождением

Из рисунка видно, что при торможении с работающей ПБС и выключенной системой управления схождением колес автомобиля существенно перемещается вбок, и отклоняется от заданной прямолинейной траектории до 2,5 м.

Рис. 4. Траектория движения и курсовой угол автомобиля при применении ПБС и управлении схождением колес на двух осях

Из рисунка видно, что при торможении с ПБС и управлении схождением на двух осях автомобиль хорошо движется, и имеет отклонение от заданной прямолинейной траектории до 0,3 м.

Приведенные результаты моделирования совместной работы системы управления схождением колес автомобиля с системами активной безопасности, такими как антиблокировочная система и противобуксовочная система,  свидетельствуют о том, что совместная работа упомянутых систем позволяет повысить устойчивость движения автомобиля при действии на него боковой внешней силы.

Литература:

1. Рязанцев В.И. Активное управление схождением колес автомобиля.-М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 212 с.:ил.

2. Рязанцев В. И., Нгуен Чи Конг. Динамическая модель автомобиля для решения задач с потерей поперечной устойчивости // Известия вузов. Машиностроение. – 2008. -╧ 6.-С 54-65.