Dejstvo ABS sistema - mehanizacija.ftn.uns.ac.rsmehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2018/06/Predavanje-04... · Dejstvo ABS sistema Primer radnog ciklusa na podlozi sa dobrim

Mehatronika MSUS i vozila Sistemi za regulaciju dinamike, stabilnosti i upravljivosti

Dejstvo ABS sistemaPrimer radnog ciklusa na podlozi sa dobrim prijanjanjem

VOZILO

PREDNJI LEVI TOČAK

ZADNJI LEVI TOČAK

Dr Boris Stojić, 2018

Izvor: Iserman / Trautmann

Brzina vozila i ugaona brzina točkova pri kočenju sa dejstvom ABS sistema


Dejstvo ABS sistemaPrimer radnog ciklusa na podlozi sa lošim prijanjanjem

•Detektovano rano blokiranje - prilagođavanje upravljačke strategije

•Točku potrebno znatno duže vreme za povratak u stabilno područje


Izvor: Bosch

stabilno područje

Upravljački signali


Dejstvo ABS sistemaKočenje na podlozi sa asimeteričnim prijanjanjem ("-split")


Wikimedia Commons

vboxaustralia.com.au



• Nejednake uzdužne sile levo/desno poremećajni moment

• Poremećajni moment:

• teži da saopšti vozilu ugaono ubrzanje oko vertikalne ose

• dovodi do pojave bočnih sila na točkovima povođenje točkova (nastaje ukoliko se vozilo kretalo pravolinijski ili se menja ukoliko se kretalo kroz


ukoliko se vozilo kretalo pravolinijski ili se menja ukoliko se kretalo kroz krivinu)

• odstupanje vozila od zadate trajektorije izvor poremećaja upravljivosti / stabilnosti vozila

• Kritična pitanja:

da li vozač može da koriguje trajektoriju komandom volana?

da li ima dovoljno prijanjanja realizaciju bočnih sila (kompenzacija poremećajnog momenta)



• Optimalni pristup upravljačkoj strategiji:

• Individualna regulacija za točkove prednje osovine: svaki točak ponaosob se koči maksimalnim momentom mogućim sa aspekta individualno raspoloživog prijanjanja

• Tako se postiže maksimalna moguća sila kočenja prednje osovine, ali i generiše poremećajni moment


poremećajni moment

• Zadnja osovina ( stabilizujuća!; relativno malo učešće u kočenju): oba točka koče jednakim momentom - merodavan točak sa slabijim prijanjanjem na raspolaganju velika bočna sila na točku sa dobrim prijanjanjem, za kompenzaciju poremećajnog momenta ("SELECT LOW" strategija)



• Moguće unapređenje/modifikacija upravljačke strategije:

• Postupno povećavanje (usporen rast) sile kočenja na prednjem točku sa dobrim prijanjanjem (ostavljanje vremena vozaču za reakciju) ("yaw-moment bildup delay")

• Teretna vozila: znatno veći udeo zadnje osovine u sili kočenja; postupno povećavanje sile kočenja na zadnjem točku sa dobrim prijanjanjem


povećavanje sile kočenja na zadnjem točku sa dobrim prijanjanjem


Dejstvo ABS sistemaDodatna funkcija: elektronska raspodela sile kočenja

1 – kriva idealne raspodele sila kočenja

2 – raspodela sa ARSK

3 – dejstvo elektronske regulacije


Izvor: Bosch

4 – Dobitak u sili kočenja na zadnjem točku (napomena: ukoliko pri tome dođe do tendencije za blokiranje točkova, radna tačka automatski pada na krivu 3

zbog dejstva sistema!)

Princip: detektovan određen porast klizanja točkova zadnje osovine ABS modulator sprečava dalji porast pritiska na izvršnim organima


Dejstvo ASR sistemaSistem za sprečavanje proklizavanja pogonskih točkova

• "Obrnuti ABS"

• Potrebna neznatna nadgradnja postojećih ABS komponenata (dodatni ventilihidromodulatora i pumpa većeg kapaciteta za omogućavanje autonomnog dejstva)

• Dodavanjem ventila visokog pritiska omogućava softversko proširenje i na ESP


• Dodavanjem ventila visokog pritiska omogućava softversko proširenje i na ESP funkcionalnost

• Upravljanje u sadejstvu sa upravljačkom jedinicom motora

• Mogući slučajevi:

• Proklizavanje oba točka intervencija na upravljanju motorom (otvor leptira, ugao pretpaljenja, ubrizgavanje goriva); po potrebi simetrično kočenje

• Proklizavanje točka na jednoj strani saopštavanje kočnog momenta, asimetrično


Dejstvo ASRsistemaPrincip modulacije pritiska

Izvor: SSP 204

23

4

potisna pumpa


Podigni Zadrži Spuštaj

1 – ulazni ventil

2 – izlazni ventil

3 – povratna pumpa

15

4 – ventil visokog pritiska

5 – preklopni ventil

povratna pumpa podstiče razliku pritisaka


Dejstvo ASR sistema

Podsetnik iz OMV!


Izvor: Bosch

Princip dejstva ASR sistema na podlozi sa asimetričnim prijanjanjem ("-split")

Podsetnik iz OMV!


Dejstvo ASR sistema

TOČAK

VOZILO

KARDAN*

REF. VREDNOSTKomandavozača

*tj. izlazno vratilo menjača


Obimne brzine točkova i momenti motora/kočnica na podlozi sa simetričnim -niskim prijanjanjem

Izvor: Bosch

Odziv sistema

(upravljanje motorom)

Autonomno dejstvo kočnog sistema


Dejstvo ESP sistemaStruktura sistema i tok signala


Izvor: Bosch


Dejstvo ESP sistemaPrincip dejstva

• Pri poremećaju upravljivosti smanjenjem radijusa krivine (prekoračenje odgovarajuće Z): koči se prednji spoljašnji točak; smer korekcionog momenta suprotan od smera krivine(primarni efekat), ugao povođenja na prednjoj osovini raste usled uzdužne sile na točku(sekundarni efekat) podsticanje podupravljanja, kompenzacija poremećaja

• Pri poremećaju upravljivosti povećanjem radijusa krivine (Z ispod odgovarajućevrednosti): koči se zadnji unutrašnji točak...


vrednosti): koči se zadnji unutrašnji točak...


Dejstvo ESP sistemaPrincip modulacije pritiska

1 GKC2 Kočni cil.3 Ulazni ventil4 Izlazni ventil5 Uključni ventil

(switchover)6 Uključni ventil

1

6 5

Kočni krug 1 Kočni krug 2


Izvor: Bosch

6 Uključni ventilvisokog pritiska

7 Povratna pumpa8 Pogon pumpe9 Akumulator pritiska10 Senzor pritiska

2 2 2 2

3 3

4 4

10

8

7

9

Pogon pumpe:Pogon pumpe:prema potrebi





1

6 5

Kočni krug 1 Kočni krug 2Ventili 3, 5:normalno otvoreniVentili 4, 6:

Ventili 3, 4 – za svaki točak po 1Ventili 5, 6 – zajednički za kočni krug


Izvor: Bosch



2 2 2 2

3 3

4 4

10

8

7

9

Ventili 4, 6:normalno zatvoreni“Normalno” stanje: bez dovođenja naponaDovođenjem napona (električnim uključivanjem) stanje se menja – normalno otvoren ventil se zatvara i obrnuto





1

6 5


Svi ventili isključeni


Izvor: Bosch



2 2 2 2

3 3

4 4

10

8

7

9





1

6 5


Uključeni ventili 5, 6


Izvor: Bosch



2 2 2 2

3 3

4 4

10

8

7

9

Otvaraju se ulazni ventili samo na točkovima na

kojima je potrebno generisati uzdužnu silu

(na slici su oba otvorena)





1

6 5


Uključeni ventili 3, 4


Izvor: Bosch



2 2 2 2

3 3

4 4

10

8

7

9


Dejstvo ESP sistemaVidovi dejstva ESP sistema

• Pasivni mod: uobičajeni odziv kočnog sistema na komandu vozača, ABS dejstvo prema potrebi

• Delimično aktivni: povišenje postojećeg pritiska generisanog komandom vozača (aktiviranje stabilizujućeg dejstva pri istovremenom dejstvu komande vozača)

• Aktivni: autonomno generisanje pritiska


• Aktivni: autonomno generisanje pritiska

• Autonomno generisanje pritiska omogućava dodatne funkcije kao što su asistencija pri kočenju (povećenje pritiska pri naglom kočenju), aktivni tempomat (ACC) itd.


Dejstvo ESP sistema


Izvor: Kiencke, Nielsen – Automotive Control Systems

ESPESP+ABS


Sistemi na teretnim vozilimaElektronsko-pneumatski kočni sistem: elementi 1 – upravljačka jedinica

2 – ABS ventil3 – proporcionalni rele ventil4 – davač komande kočenja5 – redundantni ventil6 – elektropneumatski upravljački ventil prikolice


Izvor: Wallentowitz/Reif

7 – osovinski modulator8 – senzor pohabanosti obloga9 – senzor broja obrtaja10 – kočnica11 – akumulator pritiska



2 – ABS ventil3 – proporcionalni rele ventil4 – davač komande kočenja5 – redundantni ventil6 – elektropneumatskiupravljački ventil prikolice

Realizacija funkcija sistema (regulacija pritiska,




Realizacija funkcija sistema (regulacija pritiska, raspodela sila kočenja, ESP/ABS/ASR, asistencija vozaču...), komunikacija sa ostalim komponentama sistema i drugim sistemima vozila; za prikolice sa elektronsko-pneumatskim kočnim sistemom električni signali se prenose u skladu sa standardom ISO 11992 (namenski CAN standard za privredna vozila, komunikacija između vučnog i priključnog vozila).







Obuhvata dva nezavisna upravljačka pneumatska kruga (za vučno i priključno vozilo), dva analogna senzora položaja pedale kočnice čije signale šalje upravljačkoj jedinici, i dva prekidača stop svetla. Pri otkazu ili grešci u sistemu elektronske regulacije, pneumatski upravljački pritisak koristi se za upravljanje sistemom (kao kod sistema bez elektronskog upravljanja).




Sadrži dva upravljačka pneumatska




Sadrži dva upravljačka pneumatska kruga, za kočnice levog i desnog točka. Pri normalnim uslovima pritisak je isti na obe strane. Pri dejstvu ABS ili ASR sistema, pritisak kočenja se modulira za svaki točak pojedinačno.

Osovinski modulator zajedno sa rele ventilom definiše raspodelu sila kočenja napred/nazad.







Obezbeđuje pritisak kočnicama zadnje osovine pri otkazu osovinskog modulatora.




Snabdeva pritiskom kočnice prednje osovine. U sadejstvu a




Snabdeva pritiskom kočnice prednje osovine. U sadejstvu a osovinskim modulatorom definiše raspodelu sila kočenja napred/nazad. Između ventila i kočnica priključeni su ABS ventili levog i desnog točka. Senzor stvarnog pritiska šalje signal upravljačkoj jedinici (upravljačka povratna sprega). Pri otkazu elektro-pneumatskog upravljanja kočnicama prednje osovine, pritisak je jednak upravljačkom pritisku davača komande kočenja.







Odgovara konvencionalnoj koncepciji sa zaštitnom funkcijom za slučaj oštećenja vodova, sa dodatom funkcijom elektronskog upravljanja radnim kočenjem prikolice. Veza sa kočnim sistemom prikolice je dvovoda (snabdevački i upravljački pritisak). Upravljački pritisak se meri i informacija dostavlja upravljačkoj jedinici (upravljačka povratna sprega, kao kod kočnica prednje osovine).


Sistemi na teretnim vozilimaElektronsko-pneumatski kočni sistem:regulacija raspodele sila kočenja napred/nazad

Normalno kočenje (bez dejstva ABS sistema):

Upravljačka jedinica izračunava potrebne vrednosti kočnogpritiska za prednju i zadnju osovinu, kao i za prikolicu, uokviru sistema za regulaciju klizanja točkova. Osnovniprincip je da se - bez korišćenja dodatnih senzora i bezunošenja/memorisanja specifičnih konstruktivnih



unošenja/memorisanja specifičnih konstruktivnihparametara vozila (osovinsko rastojanje, položaj težišta...) -prepozna ukupno opterećenje vozila i raspodela osovinskihopterećenja odakle sledi i raspodela kočnih sila.

1 – pedala kočnice2 – davač komande kočenja3 – željeno usporenje4 – stvarno usporenje5 – dv/dt6 – referentna brzina7 – regler

8 – kočni pritisak za prednju osovinu

9 – kočni pritisak za zadnju osovinu

10 – signal broja obrtaja11 – signal pohabanosti obloga12 – obrada signala


Sistemi na teretnim vozilimaElektronsko-pneumatski kočni sistem:regulacija raspodele sila kočenja napred/nazad

Koncept upravljanja usporenjem vozila:

• Isti položaj pedale kočnice treba da dovede do istog usporenja, bez obzira natrenutno opterećenje i situaciju. Takođe se kočenjem prikolice upravlja na načinda vučno i priključno vozilo učestvuju u procesu kočenja proporcionalno svojimtrenutnim masama.


trenutnim masama.

• Pri nekritičnim usporenjima sistem vrši usklađivanje stepena pohabanostikočnih obloga odgovarajućom raspodelom sila kočenja, na osnovu signalaodgovarajućih senzora.

• Najviši prioritet pri upravljanju modulacijom pritiska imaju intervencije ABSsistema.


Sistemi na teretnim vozilimaElektronsko-pneumatski kočni sistem: funkcije

• Pneumatski kočni sistem nadograđen elektronsko-pneumatskim upravljanjem

• Raspodela kočnih sila vučno/priključno vozilo

• Upravljanje silom sprezanja vučnog i priključnog vozila

• Sigurnosne funkcije u slučaju otkaza

• Integracija trajne kočnice (vek kočnih obloga)


• Regulacija dinamike vožnje (proklizavanje, upravljivost, prevrtanje, “jack-knifing”)

Korekcija podupravljanjaKorekcija nadupravljanja



Aktivni diferencijali – vektorisanje obrtnog momenta

• Fizički principi – slični principima ESP sistema


• Fizički principi – slični principima ESP sistema

• Korekcioni moment MZKOR proizvodi se pogonskim umesto kočnim silama

• Aktivni diferencijal može kontinuirano da utiče na odziv vozila (za razliku od ESP – koji reaguje samo u kritičnim situacijama)

• Osnovna ideja: upravljanje raspodelom obrtnog momenta putem lamelastih spojnica

• Spojnice rade u režimu klizanja – preneseni obrtni moment proporcionalan normalnoj sili između frikcionih elemenata

• Modulacijom normalnih sila lamelastih spojnica za levo i desno poluvratilo vrši se raspodela obrtnog momenta (a time i uzdužnih sila na točkovima) na levi i desni točak



• Klizanje spojnica – posledica različitih brzina obrtanja


• Klizanje spojnica – posledica različitih brzina obrtanja

• Kod “običnih” diferencijala sa uvećanim unutrašnjim trenjem, obrtni moment se uvek prenosi sa bržeg na sporiji točak

• Kod aktivnih diferencijala, da bi se mogla ostvariti proizvoljna raspodela na osnovu trenutne situacije, potrebno je za oba poluvratila uvesti dodatne elemente sa većim brojem obrtaja nego posmatrano poluvratilo

• Princip – da bi se frikcionim putem mogao preneti moment na neki element, potreban je drugi element koji se obrće brže

• Adekvatnom modulacijom normalnih sila lamelastih spojnica vrši se preraspodela momenata levo/desno



0

0 + 0 -

i2i1

(0 + )/i1

0/i2

(0 - )/i1

0/i2


0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40

(0 + )/i1

(0 - )/i1

0/i2






http://www.lancer


http://www.lancerregister.com/faq/G04/g04.html




Izvor: Mitsubishi / BSc Đelmić




Izvor: Audi




Izvor: Audi / BSc Đelmić




Izvor: Audi




Izvor: BMW, Audi / J. Dizda


Raspodela obrtnog momenta sa motorima u točku

• Znatno jednostavnija struktura i kompaktna konstrukcija

• Nisu potrebni dodatni elementi – softverska realizacija

• Jednostavnija realizacija upravljanja (strujni parametri)

• Velika brzina odziva

• Moguć generatorski režim (kočni moment) – širi dijapazon upravljanja


gas2.org

Documents

Dejstvo ABS sistema - mehanizacija.ftn.uns.ac.rsmehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2018/06/Predavanje-04... · Dejstvo ABS sistema Primer radnog ciklusa na podlozi sa dobrim