Формирование алгоритма работы системы vdc

Для обеспечения работы системы управления курсовой устойчивостью необходимо знать текущую скорость автомобиля, составляющие которой V_х, V_у будем определять путем интегрирования дифференциальных уравнений:

где а_х, а_у – составляющие ускорения центра масс автомобиля; ω_z – уг­ловая скорость автомобиля относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс.

Кроме того, необходимо текущее значение тангенса угла между вектором скорости и продольной осью автомобиля, а также теоретическое значение тангенса этого угла . Курсовая устойчивость автомобиля будет обеспечиваться при равенстве этих углов, а значит, и их тангенсов.

Значения и определяются выражениями:

где l_1п – расстояние от центра масс корпуса автомобиля до задней оси; х_р – координата смещения полюса поворота относительно задней оси автомобиля; – база автомобиля; – угол поворота задающего (внутрен­него переднего) управляемого колеса; В – колея автомобиля.

Факт возникновения заноса передних или задних осей автомобиля устанавливают исходя из следующих условий:

• если то система диагностирует наступ­ление заноса передних осей;

• если , то система диагностирует наступ­ление заноса задних осей.

Несовпадение углов направлений теоретического и фактического векторов скорости означает, что на автомобиль действует динамический возмущающий момент, стремящийся «увести» автомобиля с заданной водителем траектории движения. Для компенсации этого воздействия необходимо создать динамический стабилизирующий момент, который не позволит автомобиля сойти с траектории.

Испытание автомобиля при движении по замкнутой траектории с увеличением скорости

На рисунке 5 показаны сравнительные значения основных переменных величин при движении автомобиля по замкнутой траектории с увеличением скорости. Ис­пытания проводились на автомобиле с системой VDC (рис. 5, а) и без системы VDC (рис. 5, б). При этом водитель должен был удерживать автомобиль на трассе. Трасса однородная, коэффициент трения высокий (μ = 1,0).

На рисунке 5 штриховыми линиями показаны расчетные значения угла поворо­та рулевого колеса и угла увода автомобиля, которые являются предельными зави­симостями этих величин от медленно увеличивающейся скорости и соответствую­щего бокового ускорения.

Из рисунке 5 видно, что поведение автомобиля с системой VDC и без VDC идентично до величины бокового ускорения 7 м/с² и почти совпадает с расчет­ным.

При значениях бокового ускорения выше 7 м/с² начинает быстро расти угол увода автомобиля и угол поворота рулевого колеса. Далее при значениях ускоре­ния 7,5 м/с² обычный автомобиль становится неуправляемым.

На автомобиле с системой VDC при значениях бокового ускорения выше 7 м/с² включается система VDC, которая, управляя утлом поворота дроссельной заслонки, уменьшает скорость автомобиля, а соответственно, и боковое ускорение до 5 м/с. При этом угол увода автомобиля и угол поворота рулевого колеса уме­ньшаются в соответствии с характеристиками на рисунке 5, а и автомобиль остает­ся управляемым.

Таким образом, динамический диапазон функционирования системы VDC ле­жит в пределах значений бокового ускорения от 7 м/с² до 5 м/с² (в соответствии с рис. 5, а).

Возникающие вследствие действия системы VDC незначительные результиру­ющие изменения угла бокового увода автомобиля и его бокового отклонения от трассы легко корректируются действиями водительского управления, что приво­дит к устойчивому движению автомобиля по замкнутой траектории.

Вышеописанные варианты движения автомобиля потенциально содержат угро­зу срыва колес в боковой юз и являются наиболее частыми причинами ДТП для автомобилей, не оборудованных системой VDC. Однако на практике могут иметь место и другие аварийно-опасные варианты движения, например, так называемый «слалом» на заснеженной автомагистрали, когда автомобиль на большой скорости заносит из стороны в сторону.