Способ управления параметрами системы подрессоривания, повышающий эффективность торможения транспортного средства

Изобретение относится к тормозным системам и системам подрессоривания транспортного средства. Адаптивная подвеска состоит из контроллера управления, шины передачи данных, направляющих и упругих элементов, амортизаторов с возможностью управления коэффициентом демпфирования и пневматических упругих элементов с возможностью управления жесткостью. Метод управления параметрами жесткости и демпфирования включает в себя активное изменение их характеристик демпфирования и жесткости, в том числе изменение коэффициента демпфирования, определение величины нежелательных колебаний, изменение жесткости подвески, управление характеристиками пневматических упругих элементов и амортизаторов независимо друг от друга, управление характеристиками жесткости пневматических упругих элементов, управление жесткостью пневматических упругих элементов и при торможении транспортного средства предусматривает выполнение сброса давления в пневматических упругих элементах задней подвески с целью повышения величины максимальной силы сцепления колес с поверхностью дороги с соответствующим управлением характеристиками затухания амортизаторов с целью повышения величины хода сжатия и последующего максимального сокращения хода отбоя задней подвески. Достигается повышение эффективности торможения транспортного средства. 3 ил.

 

Решение относится к транспортному машиностроению, а именно к тормозным системам и системам подрессоривания.

Известна конструкция активной подвески (US 8,172,237 B2, 8.05.2012), содержащая продольные направляющие элементы, амортизаторы с возможностью управления коэффициентом демпфирования, пневматические упругие элементы с возможностью изменения жесткости и контроллер управления системой. Характеристики упругих элементов и амортизаторов изменяются по запросу контроллера управления системой с целью улучшения показателей плавности хода, управляемости и устойчивости транспортного средства. Характеристики демпфирования амортизаторов также могут изменяться с целью гашения колебаний, вызванных изменением жесткости пневматических упругих элементов.

С использованием компонентного состава указанной системы кроме повышения плавности хода, управляемости и устойчивости можно добиться повышения эффективности торможения транспортного средства, чего не было сделано в прототипе.

Решаемая задача – Применение нового способа повышения эффективности торможения с использованием существующей компонентной базы систем подрессоривания.

Технический результат – повышение эффективности торможения транспортного средства в отношении увеличения максимального замедления и сокращения тормозного пути.

Заявленный технический результат достигается тем, что адаптивная подвеска транспортного средства, состоящая из электронного блока управления, шины передачи данных, направляющих и упругих элементов, амортизаторов с возможностью управления коэффициентом затухания, пневматических упругих элементов с возможностью управления жесткостью, имеющая метод управления параметрами жесткости и демпфирования, включающий в себя:

- активное изменение, по меньшей мере, одной из характеристик демпфирования и жесткости для обеспечения желаемых характеристик управляемости и устойчивости транспортного средства и активного управления нагнетанием и сбрасыванием давления в пневматическом упругом элементе для поддержания постоянного коэффициента демпфирования для каждого узла пневматического упругого элемента, в том числе:

- изменение коэффициента демпфирования для устранения нежелательных колебаний, вызванных изменением жесткости пневматического упругого элемента;

- определение величины нежелательных колебаний посредством измерения и наблюдения за колебаниями колес и кузова транспортного средства и косвенное определение изменения жесткости подвески с учетом давления внутри пневматического упругого элемента и заданных таблиц, которые определяют зависимость жесткости от давления;

- изменение жесткости подвески для поддержания желаемого демпфирования колебаний;

- управление характеристиками пневматических упругих элементов и амортизаторов независимо друг от друга;

- управление характеристиками жесткости пневматических упругих элементов в соответствии с изменениями характеристик демпфирования амортизаторов и управление характеристиками амортизаторов в соответствии с изменениями жесткости пневматических упругих элементов;

- управление жесткостью пневматических упругих элементов с помощью нагнетания и сброса давления в пневматическом упругом элементе, в том числе изменяя коэффициент демпфирования амортизаторов в соответствии с изменением жесткости пневматических упругих элементов;

- определение силы в реальном времени, необходимой для гашения нежелательных колебаний транспортного средства и изменение коэффициента демпфирования амортизаторов для генерации указанной силы;

отличается тем, что метод управления характеристиками системы подрессоривания подразумевает коммуникационную связь с контроллером управления тормозной системы и при торможении транспортного средства предусматривает выполнение сброса давления в пневматических упругих элементах задней подвески с целью повышения величины максимальной силы сцепления колес с поверхностью дороги с соответствующим управлением характеристиками затухания амортизаторов с целью повышения величины хода сжатия и последующего максимального сокращения хода отбоя задней подвески.

Основные параметры предлагаемой системы подрессоривания транспортного средства показаны на рисунках: фиг. 1 - общая схема и компонентный состав модели ; фиг. 2 - блок-схема предлагаемого способа управления параметрами системы подрессоривания при торможении транспортного средства; фиг. 3 - силы действующие на автомобиль при торможении с использованием предлагаемого способа управления параметрами системы подрессоривания.

Предлагаемая модель системы подрессоривания транспортного средства состоит из направляющих элементов передней подвески 1 (могут состоять из различных комбинаций поперечных и продольных рычагов, возможно использование рессор в качестве направляющих элементов), амортизаторов передней подвески с возможностью управления коэффициентом затухания 2, упругих элементов 3 передней подвески (могут быть пружинами, рессорами, торсионами или пневмоэлементами), шины передачи данных 4, электронного блока управления 5, направляющих элементов задней подвески 6, амортизаторов задней подвески с возможностью управления коэффициентом затухания 7, пневматических упругих элементов задней подвески с датчиками давления и возможностью управления жесткостью 8, магистралей подачи газа 9, компрессора 10.

Предлагаемый способ управления параметрами системы подрессоривания при торможении заключается в следующем.

При выполнении торможения электронный блок управления тормозной системой посылает сигнал в электронный блок управления 5, далее, по запросу блока управления 5 с использованием шины передачи данных 4 выполняется предельное повышение коэффициента демпфирования амортизаторов передней подвески 2, затем происходит оценка давления газа в пневмоэлементах 8 и если значение давления ниже предельного, то сброс давления не производится. В противном случае выполняется фиксированный сброс давления в пневмоэлементах 8 и минимизация коэффициента демпфирования в амортизаторах 7 при ходе сжатия задней подвески. Таким образом повышается сила сцепления колес транспортного средства 11 с опорной поверхностью. В начале хода отбоя задней подвески производится предельное повышение коэффициента затухания амортизаторов 7. Далее производится повторная оценка давления в пневмоэлементах 8 и цикл повторяется. После прекращения торможения давление газа в пневмоэлементах 8 восстанавливается с использованием компрессора 10 и магистралей подачи газа 9. На фиг. 2 показана работа предлагаемой системы в виде структурной блок схемы.

Повышение эффективности торможения достигается благодаря увеличению максимальной силы сцепления колес с опорной поверхностью за счет увеличения нормальной реакции опорной поверхности в зонах контакта с колесами транспортного средства. Как видно из схемы, представленной на фиг. 3, уравнения для определения величины реакций опорной поверхности будут выглядеть следующим образом:

; ,

где – сумма нормальных реакций опорной поверхности, действующих на переднюю ось транспортного средства; – сумма нормальных реакций опорной поверхности, действующих на заднюю ось транспортного средства; m – масса транспортного средства; – ускорение свободного падения; a – вертикальное ускорение, генерируемое работой предложенной модели адаптивной подвески; – горизонтальное расстояние от оси передних колес до центра тяжести транспортного средства; – горизонтальное расстояние от оси задних колес до центра тяжести транспортного средства; – коэффициент сцепления колес транспортного средства с опорной поверхностью; – высота расположения центра тяжести; – расстояние от оси передних колес до оси задних колес.

Как видно из уравнений, ускорение, генерируемое работой предложенной модели адаптивной подвески, увеличивает величину нормальных реакций опорной поверхности.

Адаптивная подвеска транспортного средства, состоящая из контроллера управления, шины передачи данных, направляющих и упругих элементов, амортизаторов с возможностью управления коэффициентом демпфирования, пневматических упругих элементов с возможностью управления жесткостью, имеющая метод управления параметрами жесткости и демпфирования, включающий в себя:

активное изменение по меньшей мере одной из характеристик демпфирования и жесткости для обеспечения желаемых характеристик управляемости и устойчивости транспортного средства и активного управления нагнетанием и сбрасыванием давления в пневматическом упругом элементе для поддержания постоянного коэффициента демпфирования для каждого узла пневматического упругого элемента, в том числе:

изменение коэффициента демпфирования для устранения нежелательных колебаний, вызванных изменением жесткости пневматического упругого элемента;

определение величины нежелательных колебаний посредством измерения и наблюдения за колебаниями колес и кузова транспортного средства и косвенное определение изменения жесткости подвески с учетом давления внутри пневматического упругого элемента и заданных таблиц, которые определяют зависимость жесткости от давления;

изменение жесткости подвески для поддержания желаемого демпфирования колебаний;

управление характеристиками пневматических упругих элементов и амортизаторов независимо друг от друга;

управление характеристиками жесткости пневматических упругих элементов в соответствии с изменениями характеристик демпфирования амортизаторов и управление характеристиками амортизаторов в соответствии с изменениями жесткости пневматических упругих элементов;

управление жесткостью пневматических упругих элементов с помощью нагнетания и сброса давления в пневматическом упругом элементе, в том числе изменяя коэффициент демпфирования амортизаторов в соответствии с изменением жесткости пневматических упругих элементов;

определение силы в реальном времени, необходимой для гашения нежелательных колебаний транспортного средства, и изменение коэффициента демпфирования амортизаторов для генерации указанной силы;

отличающаяся тем, что метод управления характеристиками системы подрессоривания подразумевает коммуникационную связь с контроллером управления тормозной системы и при торможении транспортного средства предусматривает выполнение сброса давления в пневматических упругих элементах задней подвески с целью повышения величины максимальной силы сцепления колес с поверхностью дороги с соответствующим управлением характеристиками затухания амортизаторов с целью повышения величины хода сжатия и последующего максимального сокращения хода отбоя задней подвески.