автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Адаптивная антиблокировочная тормозная система колесных машин

На правах рукописи

Ахметшин Альберт Махмутович

Адаптивная антиблокировочная тормозная система колесных машин

Специальность 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2003

Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете и AMO ЗИЛ

Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Я.С. Агейкин

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Н. Т. Катанаев; доктор технических наук, профессор Г. О. Котиев; доктор технических наук, профессор Г. Б. Шипилевский

Ведущая организация - ГУП "НИЦИАМТ" (гДмитров)

Защита состоится 30 октября 2003 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.140.01 при Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу: 107023, ГСП, Москва, ул. Б. Семеновская 38, ауд. Б-304, тел. 369-91-03.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технического университета «МАМИ».

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан "_"_2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор С. В. Бахмутов

150^0

3

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В современном автомобилестроении общепризнанным эффективным направлением совершенствования автомобиля и его агрегатов является введение в их конструкцию автоматических систем. Одной из таких систем является антиблокировочная тормозная система (АБС). Оснащение грузовых автомобилей и автопоездов такой системой позволяет: смягчить ограничение скорости по условиям безопасности; обеспечить предотвращение складывания автопоездов, способствуя увеличению их звенности и грузоподъемности; уменьшить вероятность дорожно-транспортных происшествий (ДТП), что снижает ущерб от потери грузов, травматизма, простоя автомобилей, связанных с последствиями ДТП.

Исследования, рассматривающие целью создание системы автоматического управления торможением, стимулировались рядом директивных документов, предусматривающих развитие работ в области применения электронных средств управления рабочими процессами машин и механизмов, в том числе автомобиля и его агрегатов. Важнейшими из этих документов являются: комплексные целевые программы ГКНТ 0.19.047 от 30.12.83 и 0.54.04 от 28.04.86; приказы Минавтопрома, направленные на организацию и расширение применения электроники в конструкции автомобилей, а также перечень рекомендованных ВАК (Бюлл. ВАК №1, 1984 г.) направлений диссертационных исследований по специальности "Автомобили и тракторы" (п.2 "Разработка систем автоматического управления режимами работы агрегатов с целью повышения производительности, экономичности, безопасности"; п. 12 "Разработка методов повышения активной безопасности за счёт улучшения тормозных свойств, устойчивости и управляемости").

Целью работы является повышение активной безопасности движения колесных машин на основе применения антиблокировочной тормозной системы.

Объекты исследований. Объектом исследований первого уровня выделен "сложный" (динамический, многопараметрический, слабодетерминирован-ный) объект управления "колесо + дорога", являющийся иерархической основой в замкнутом контуре управления "водитель + автомобиль + дорога". Объектом исследований второго уровня является колесная машина (автомобиль, автопоезд), интегрирующая взаимодействие объектов первого уровня в конкретные эксплуатационные свойства: тормозную эффективность; курсовую устойчивость; расход рабочего тела.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов анализа и синтеза систем, в том числе: разработка алгоритма работы контура управления проведена с использованием методов пространства состояний, теории размытых множеств (нечеткой логики); экспериментальные исследования и испытания разработанной АБС осуществлены на серийных автомобилях и автопоездах на основе международных методических предписаний.

Научная новизна. Разработана теория построения адаптивной АБС колесных машин, в том числе:

- впервые антиблокировочное управление объектом "колесо + дорога" сформулировано как оптимизационная задача на основе функциональной модели в случайно меняющихся (неопределенных) условиях с обоснованием критериев качества решения задачи, позволяющих экспериментально оценивать значения;

- установлено, что сформулированная задача допускает аналитическое определение оптимального значения искомого давления в тормозном приводе, однако это решение неустойчиво по Ляпунову и может быть реализовано лишь в виде квазиоптимального решения;

- предложено для обеспечения квазиоптимального решения задачи между параметрами состояния объекта «колесо + дорога» и искомым значением управляющего давления в тормозном приводе формировать связь на основе теории размытых множеств (нечеткой логики) с введением лингвистической переменной «динамический образ»;

- разработана математическая модель пневматического тормозного привода, отражающая особенности работы силового привода в контуре управления в циклическом адаптивном режиме;

- разработан адаптивный алгоритм решения задачи антиблокировочного управления, компенсирующий недостаток текущей информации об объекте управления "колесо+дорога" использованием предыстории изменения состояния объекта, запоминанием предыдущего квазиоптимального давления в тормозном приводе, распознаванием текущего динамического образа объекта и прогнозированием развития состояния объекта;

- разработаны алгоритм и схема контроля работоспособности контура управления;

- разработаны алгоритмы и структуры взаимодействия адаптивных контуров АБС автомобиля, автопоезда.

Новизна предложенных теоретических положений и технических решений подтверждается 11 авторскими свидетельствами и патентами СССР и РФ, полученными при выполнении работы.

Практическая ценность диссертации заключается в том, что созданы теоретическая и аппаратурная основы для проектирования и исследования АБС целого класса автотранспортных средств, включая автопоезда.

Реализация результатов работы. На основе предложенных в работе теоретических положений и конкретных технических решений создан унифицированный комплект антиблокировочной тормозной системы для грузовых автомобилей: датчик угловой скорости колеса 14.3862; модулятор давления 100-3533410; блок управления 11.3863; блок контроля 12.3863; блок коммутации АБС прицепа 13.3863. Унифицированный комплект прошел сертификационные испытания на автомобилях ЗИЛ категорий N2, N3 и выпускается на этих автомобилях с конвейера завода.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно - технических конференциях и семинарах, в

том числе: III научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов (Москва, ЗИЛ, 1975г.); конференции "Безопасность и надежность автомобиля" (Москва, МАМИ, 1977, 1978г.г.); научно-технические семинары отраслевых институтов Минавтопрома (Суздаль, НИИАЭ, 1984, 1986, 1988г.г.); международные конференции Ассоциации автомобильных инженеров (Московская область, Дмитров-7,1996, 1998, 2000г.г.); международная научно-практическая конференция "Автомобиль и техносфера" (Казань, 2001г.).

Публикации. Результаты выполненных исследований отражены в 2 монографиях, 19 научных статьях, 11 авторских свидетельствах и патентах, а также научно-технических отчетах ЗИЛа общим объемом 1147 машинописных страниц.

За выполненные разработки автор удостоен бронзовой медали ВДНХ (постановление от 30.06.87г.), почетного звания "Изобретатель СССР" (1990г.)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы.

Объем работы 255 страниц, в том числе 69 рисунков, 25 таблиц.

Список литературы содержит 153 наименования, в том числе 136 работ на русском языке и 17 на иностранных языках.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы работы, определены объекты исследований, дается общее представление о диссертационной работе.

Несмотря на разнообразие конструкций автотранспортных средств, общим для большинства из них является наличие тормозных систем, способных создавать момент, вызывающий блокирование колес. С целью снижения риска потери устойчивости при торможении с достижимо высокой для данных условий эффективностью торможения в рабочую тормозную систему автотранспортных средств целесообразно вводить антиблокировочную систему (АБС). Степень актуальности применения АБС неодинакова для различных автотранспортных средств. Это зависит от условий их эксплуатации, от важности обеспечения дополнительной безопасности движения в условиях конкретной организационной структуры автотранспорта. Первоочередными объектами внедрения АБС считаются специальные автомобили, эксплуатируемые в условиях предельных скоростей (например, пожарные), а также магистральные автопоезда и междугородные автобусы.

Над проблемой создания АБС в России на протяжении многих лет работает ряд организаций и ВУЗов, в числе которых ЗИЛ, КамАЗ, НАМИ, НИИАЭ, МАМИ, МАДИ, СИБАДИ и др.. Конкретные результаты этих работ нашли отражение в публикациях таких исследователей, как: В. В. Иваненко, В.И. Ила-рионов, Н.Т. Катанаев, Г.М. Косолапов, Н. Г. Мальцев, Б.И. Морозов, Я.Н. Не-федьев, Э.Н. Никульников, А. И. Попов, Н.К. Пчелин, A.A. Ревин, В.И. Сальников, Д.А. Соцков, А.К. Фрумкин, A.A. Юрчевский и др..

Активно работают над созданием и развитием АБС зарубежные фирмы. Лидирующее положение занимают фирмы "Бош" и "ВАБКО" (Германия).

Несмотря на наличие исследований, посвященных АБС, и развитие отдельных технических решений, до настоящего времени не созданы общая теория и методы построения системы, пригодной для крупносерийного производства. Трудность решения этой научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение, состоит в необходимости обеспечения высокой эффективности и приемлемой стоимости сложного изделия, предназначенного для применения на автомобиле при крупномасштабном производстве. В этих условиях унификация технических решений выступает главным фактором смягчения противоречия между стоимостью и массовостью применения АБС.

Данная диссертационная работа - итог многолетней деятельности автора, направленной на создание унифицированной АБС для гаммы модификаций грузовых автомобилей ЗИЛ.

Исходной концепцией построения такой унифицированной системы управления в работе рассматривается обеспечение инвариантности ее выходных характеристик по отношению к изменению параметров объекта управления («дорога + колесо + автомобиль») и к внутренним параметрическим возмущениям. Это достигается путем придания системе адаптивных свойств.

Круг задач, связанных с решением рассматриваемой научной проблемы, включает:

- исследование объекта управления "колесо + дорога", тормозного привода с разработкой их математических (функциональных) моделей и обоснованием допускающих экспериментальное измерение критериев качества антиблокировочного управления;

- создание теории построения адаптивного закона управления объектом "колесо + дорога", обеспечивающего инвариантность достижения критериев качества при изменении параметров объекта в широких пределах;

- разработку метода контроля работоспособности контура управления отдельным колесом;

- создание методов построения АБС автомобиля, автопоезда из контуров управления отдельными колесами с обеспечением работоспособности АБС как системы, непосредственно связанной с безопасностью движения;

- натурные исследования и испытания, направленные на оценку эффективности системы по принятым критериям качества.

Комплексное решение перечисленных задач определяет содержание исследований, составляющих основу диссертационной работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние проблемы обеспечения активной безопасности автотранспортных средств, определено место АБС в управлении автомобилем, проведен анализ современных разработок АБС. Это позволило конкретизировать цель и основные задачи диссертационной работы.

АБС формируется введением в традиционную тормозную систему обратной связи, устанавливающей зависимость давления рабочего тела в тормозном приводе от параметров динамики колеса.

Классификация и анализ такой сложной системы, как АБС, может осуществляться с разных точек зрения, по разным критериям. Так, критериями могут

выступать: особенности компоновки системы на автомобиле, особенности тормозного привода; особенности схемотехники и конструкции электронного блока управления; диагностические возможности системы и т.д. Каждый из упомянутых критериев является практически независимым от остальных. Это означает, что каждый из них можно представить как параметр в многомерном пространстве, когда конкретной системе в этом пространстве будет соответствовать точка или определенные области.

Основу АБС составляет контур автоматического управления качением отдельного колеса. Именно алгоритм работы этого контура рассматривается в настоящей работе как решающий фактор успеха в создании эффективной и приемлемой по стоимости АБС.

Начальные достижения в теории АБС сформировались в процессе разработки самолетных систем с учетом прогнозируемое™ изменений условий качения колеса. Утвердилась классическая стратегия управления, представляющая многошаговую процедуру последовательного решения задачи идентификации объекта и собственно управления через один и тот же информационно-энергетический канал с использованием лишь информации о кинематических параметрах колеса. Подавляющее большинство разработчиков АБС для автомобиля начинали с рассмотрения задачи именно в такой сложившейся постановке.

Однако применительно к автомобилю задача антиблокировочного управления колесом становится более сложной, так как в реальных условиях случайно и непредсказуемо меняется вид дорожного покрытия, в широком диапазоне меняется в процессе движения автомобиля величина нормальной реакции колеса. В этих условиях известные алгоритмы организации антиблокировочного управления нуждаются в серьезном развитии с целью придания им свойств приспосабливаться (адаптироваться) к меняющимся параметрам состояния объекта.

Следование в совершенствовании алгоритмов утвердившейся классической логике выдвигает жесткие требования к вычислительным возможностям электронного блока и быстродействию модулятора давления, выполнить которые возможно, лишь привлекая специальные высокие технологии и повышая стоимость системы. Очевидна актуальность поиска вариантов согласования возможности функционирования АБС в возможно более разнообразных условиях с возможно лучшим её функционированием в каждом конкретном случае и доступностью в реализации.

В настоящей работе задача антиблокировочного управления колесом изначально формируется в автомобильной постановке. При этом объект управления "колесо + дорога" рассматривается как "сложный" объект, для которого отсутствует достаточная априорная информация о состоянии. Синтез АБС рассматривается в классе адаптивных систем.

Во второй главе разработана теория адаптивного антиблокировочного управления тормозящим колесом: разработана математическая модель объекта управления "колесо + дорога" при случайно меняющихся условиях качения и обосновано понятие "динамический образ" объекта; разработаны модели тормозного механизма и пневматического тормозного привода, проведен анализ особенностей работы привода в циклическом режиме; сформулирована функциональная задача антиблокировочного управления с обоснованием критериев качества решения задачи; получено оптимальное решение функциональной задачи, показано, что это решение неустойчивое и, поэтому, сводится к синтезу квазиоптимального управления; разработан алгоритм квазиоптимальиого адаптивного закона управления.

Математическое описание объекта управления первого уровня "колесо + дорога" рассматривается исходя из понятия "функциональная модель", берущего свое начало от идеи "черного ящика", идеи функционального преобразования, связывающего входное воздействие с выходным откликом. Внутреннее устройство объекта известно лишь частично, входом его является тормозной момент (давление в тормозном приводе), а выходом - значение проскальзывания:

<1<а

иг

Jz — = R,(t;v)■<P, г„ -Мт;

1 ей g Л

(1)

х-СО г. 3 =-—.

X

где - приведенный к колесу момент инерции вращающихся частей; а) - угловая скорость колеса;

- нормальная реакция в зоне контакта колеса с дорогой, являющаяся функцией времени и случайной величины у;

<рх - коэффициент сцепления в продольном направлении; гк - радиус колеса в ведомом или свободном режиме; Мт - тормозной момент; g - ускорение свободного падения;

х - скорость поступательного движения центра вращения колеса; ^ - относительное проскальзывание колеса;

<рх=у{8',фх у)] - функциональная зависимость коэффициента продольного сцепления от проскальзывания х. Важно то, что зависимость <р, = ¡р(з) имеет максимум при л =причем значения ^, зависящие от вида опорной поверхности, являются функцией времени и случайной величины у.

Первое уравнение системы (1) является уравнением вращательного движения колеса под воздействием тормозного момента Мт и момента продоль-

<

ной реакции колеса М9=Я! <рг-гк =Яг гк, причем продольная Я, и поперечная Яу реакции колеса являются разложением результирующей реакции Л

опорной поверхности в виде Я = -<р = Я. • + <р\ .

Второе уравнение системы (1) отражает поступательное движение центра вращения колеса под действием продольной реакции опорной поверхности.

Особый интерес в системе (1) представляют уравнения связи, определяющие значения <р1, л. Именно эти уравнения в большой степени определяют конкретные условия качения колеса как результата сложения его вращательного и поступательного движения.

Система (1) - это развитие известной детерминированной системы путем учета воздействий на объект величинами являющимися

функциями времени, зависящими от случайной величины V, для которой плотность вероятности неизвестна.

В том, как возникает система со случайно меняющимися параметрами из детерминированной, чем определяется её описание, как исчезает случайность по мере убывания возмущений, могут быть существенные и очень важные отличия. Ведь закономерности перехода из детерминированного состояния в случайное и наоборот зависят как от характеристик случайных возмущений, так и от сглаживающих и поглощающих свойств объекта. В этом смысле эластичная шина со способностью поглощать внешнюю энергию на преодоление внутреннего трения является оригинальным объектом. Если динамические системы с малым рассеиванием энергии допускают по мере убывания случайных воздействий "непрерывный" переход в исходную детерминированную, то колесо с эластичной шиной и с "хорошей" способностью поглощать энергию имеет зону нечувствительности, которую удается преодолеть лишь "значимым" воздействиям с достаточной энергией, а слабые возмущения реального влияния на динамику колеса не имеют.

В геометризованном представлении каждое конкретное сочетание параметров объекта в системе (1) - это некоторый вектор х или точка х в многомерном пространстве параметров X. Учитывая специфику рассматриваемого объекта, можно построить поверхность, разделяющую многомерное пространство X на множества точек Хл и Хц. С помощью этой разделяющей поверхности пространство X может быть записано в виде:

хеХл, если 0<5<д*; хеХв> если < ^ < 1.

Рассматриваемое многомерное пространство X можно разделить на динамические образы.

Динамический образ - это некоторое множество точек в пространстве X состояний объекта "колесо + дорога", всем точкам которого отвечает одно и то же решение системы (1), в том числе е - окрестность этого решения. Для рассматриваемого объекта этим решением является управляемый вход - тормозной момент, значения которого определяются давлением в тормозной камере пнев-

магического привода. Именно данное определение динамического образа является предпосылкой для использования в антиблокировочном управлении теории размытых множеств (нечеткой логики), позволяющей переходить от состояния объекта со случайно меняющимися и недоступными для измерения параметрами к лингвистическим переменным (динамическим образам), связь между динамическими образами анализировать на основе нечеткой логики и полученный нечеткий вывод переводить во вполне определенные значения управляющего давления, обеспечивая адаптацию значения давления к состоянию объекта «колесо + дорога» со случайно меняющимися параметрами.

Формирование динамических образов в геометризованном представлении - это построение поверхностей, разделяющих многомерное пространство X на некоторые множества точек. Каждое из этих множеств обозначается через Д. Причем через множество Д проходит разделяющая поверхность 5=5', которая в свою очередь делит пространство X на множества Хл и Хв, Получается, что всё пространство X делится на некие секторы. Нас интересуют секторы, которые расположены в множестве Хв, так как необходимо научиться определять момент перехода состояния объекта из множества Хл в Хв и управляемо переводить состояние из множества Хв обратно в ХА.

Геометризованная модель позволяет изменение состояния объекта рассматривать как перемещение в фазовом пространстве изображающей точки, описывающей фазовую траекторию. Причём любая фазовая траектория связана с заданным в фазовом пространстве временем. Время однозначно определяет разбиение фазового пространства на фазовые траектории и, наоборот, перемещение точки по конкретной траектории от известного начала до заданного конца происходит за конкретное время. Именно данная взаимная связь между изменением состояния объекта и временем, потраченным на осуществление этого изменения, в настоящей работе используется для распознавания конкретного динамического образа объекта "колесо + дорога". При этом за начальную точку движения по фазовой траектории принимается точка, находящаяся на поверхности /, разделяющей пространство X на множества точек X* и Хв, т.е. точка, в которой обеспечивается максимальное продольное сцепление колеса. Конечной точкой движения по этой траектории считается точка пересечения данной траектории с разделяющей поверхностью 5'' при обратном переходе из области Хв в область ХА, т.е. рабочей является часть фазовой траектории, находящаяся в области Хв. При этом из каждой точки разделяющей поверхности я* выходит одна и только одна фазовая траектория. Для близко расположенных точек разделяющей поверхности в области Хв образуется пучок фазовых траекторий, соответствующих одному динамическому образу объекта "колесо + дорога". Предполагается, что этот пучок фазовых траекторий в пределах одного динамического образа отвечает статистической гипотезе компактности.

Динамические образы привязаны к конкретным видам дорожного покрытия или к диапазонам изменения 'рл ,„,„:

0,7 < <р1тт -» Д1-динамический образ очень высоких коэффициентов сцепления;

0,6 ¿<рхтах< 0,7 ->■ Д2 - динамический образ высоких коэффициентов сцепления; 0,5<,Фхпах < 0,6 Дз - динамический образ не очень высоких коэффициентов сцепления;

0,3 ¿Фхтах< 0,5 Д4- динамический образ средних коэффициентов сцепления; Фх тах < 0-3 Д5 - динамический образ низких коэффициентов сцепления.

Взаимная связь сформированных динамических образов колеса устанавливает порог чувствительности объекта "колесо + дорога" к случайным воздействиям, вносит определенность во внутреннее устройство объекта: статистически значимыми являются случайные изменения параметров функциональной модели объекта, которые переводят объект из одного динамического образа в другой, а случайные флуктуации малых величин сглаживаются и поглощаются внутренними свойствами шины в пределах одного динамического образа.

Таким образом, система уравнений (1) представляет собой обобщенную функциональную модель объекта "колесо + дорога", обеспечивающую адаптацию описания объекта к случайно меняющимся условиям, трансформируясь в конкретные динамические образы.

Связь между тормозным моментом МТ и давлением сжатого воздуха в тормозной камере пневматического привода рассматривается в виде:

Мт -кт- р, (2)

где кт - коэффициент преобразования тормозного механизма; р - давление в рабочей полости тормозной камеры. Математическая модель пневматического привода отражает процессы изменения давления сжатого воздуха в рабочей полости тормозной камеры и описывается уравнениями:

Т"И+Р=Р^ (3)

0,

где т„ - постоянная времени переходного процесса при наполнении;

тт - постоянная времени переходного процесса при опоражнивании; ра - давление в ресивере.

т

На графике (рис.1) приведена зависимость соотношения — от величины > отражающая основную особенность процесса изменения давления в приводе при работе в циклическом режиме, причем £„„= — , где ра - атмосферное

Ро

давление; р0 - переменное значение давления в ресивере.

Л -

г<г --- к- о

—-2 —\ —

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 -

X VHa«

Рис.1. График зависимости от величины е111Г1.:

о- экспериментальные значения для V = 0,5 ■ 1(Г3м1; А — экспериментальные значения для V = 1,0 • 10~ м3

С учетом противоречивого характера требований к значениям проскальзывания со стороны устойчивости движения и тормозной эффективности, а также с учетом разделения пространства состояний объекта на динамические образы формализованный функционал качества управления рассматривается в виде:

1 I г 1 «I

Л = — J \s\Рд, (')J- |'• ■dt min (4)

'раб 0

или

•V = )ч>\рд.№ , (5)

1раб о

где [0; tpa6] - время управления процессом качения колеса;

(f)j— текущие значения проскальзывания колеса, обеспечиваемые выбором функции pa(t), называемой управлением. В нашем случае pmif) - это искомое изменение давления в тормозном приводе для i-го динамического образа.

Причем, на управление pa(f) в соответствии с функционалом (4) накладывается ограничение по расходу сжатого воздуха в виде:

Аß„e Ii" -» min , (6)

где ДQ^cc - изменение количества сжатого воздуха в ресивере за время управления [0; tpa6].

Решение функциональной задачи АБС означает решение системы уравнений (1) относительно входной величины - давления сжатого воздуха в тор-

мозной камере с учетом функционала качества управления (4) и ограничения (6).

Решение сначала ищется при функционировании объекта управления с зафиксированными («замороженными») параметрами в пределах одного динамического образа, когда систему уравнений (1) можно записать в виде:

г В I

•/!: — = КгД1 <РхЬ - кт ■ Рд,;

dt 1 dx

g dt

<рх = tp(s)\

X-CO-n

(7)

где кт р = Мт;

/в tfz, п, кт, фхтах- величины постоянные.

В силу того, что уравнение связи s =

х-cor.

содержит производные от

координат, зависимость (px~<p(s) имеет сложный вид, получить в общем виде интеграл системы (7) относительно входной величины рл затруднительно.

Однако система допускает решение в частном случае, когда s(t) = s'№, (рх = <р\ и величина интегрального критерия управления (4) равна нулю. При s(t) = s'№ из последнего уравнения системы (7) имеем:

(Ofi

"ь * *

■ = I-s^ = const.

(8)

Выполнение данного равенства при ^ # о и возможно только в том

случае, когда

тп

= I - S Д, = const ,

(9)

то есть когда замедления колеса и автомобиля происходят согласованно и их скорости обращаются в нуль в конце торможения одновременно. Этот режим торможения назовем квазистационарным. Из первого и второго уравнений системы с учетом выражения (9) получим решение для квазистационарного режима торможения колеса в виде:

Рд>^Кт<Р*агк

1+

JiS

•Ю

(10)

Данное решение обеспечивает минимум (равенство нулю) критерия качества (4) и его можно назвать оптимальным.

Важным является вопрос о том, устойчиво ли оптимальное решение при наличии возмущающих отклонений входящих в (7) параметров или невыполнении условия (9).

Проведенные исследования показали, чю отимальное решение в виде (10) асимптотически устойчиво по Ляпунову в диапазоне проскальзывания колеса ()<.?<и неустойчиво в диапазоне < л < 1,0.

В этих условиях решение главной функциональной задачи АБС сводится к организации управляемых автоколебаний [/>(/)] около путем циклических изменений давления рабочей среды в тормозном приводе в е - окрестности около оптимального значения р'д,. В этом случае критерий качества управления (4) имеет значения, отличные от нуля, свидетельствующие о потере качества решения поставленной задачи. Поэтому, соответствующие значения давления р'Д1 ± ер являются лишь близкими к оптимальным, т.е. квазиоптимальными.

Реализуемость лишь квазиоптимального множества значений управляющего давления даже при известных (точно измеренных) значениях параметров состояния объекта рассматривается в данной работе как основание для введения связи между состоянием объекта в виде некоторого множества параметров состояния (динамического образа) и искомым давлением в виде квазиоптимального множества значений с использованием в том числе теории размытых множеств (нечеткой логики), что уменьшает стоимость реализации управления без влияния на теоретически достижимый уровень качества.

Формирование закона квазиоптимального управления в первую очередь связано с определением момента переключения тормозного привода на понижение и повышение давления. Так как параметром управления является проскальзывание колеса .$(0, в работе подробно рассматриваются возможности использования входящих в 5(0 кинематических параметров для определения искомых моментов переключения тормозного привода.

Основными, доступными для использования параметрами, рассматриваются угловая скорость колеса <у(/) и ее производная й(?)= £-(/).

В общем виде получено:

Как видно, величина углового замедления колеса в общем случае определяется не только величиной проскальзывания колеса, но и скоростью изменения проскальзывания, начальной скоростью торможения х, характером замедления автомобиля у, радиусом колеса. В этом случае трудно выделить какое-то значение замедления колеса в виде порогового значения, переход через которое будет однозначно определять достижение .

Проведенными исследованиями установлено, что влияние начальной скорости торможения х0, характера замедления автомобиля ] эффективно снижается, если величину порогового значения замедления а корректировать в зави-

симости от угловой скорости колеса в виде функции а(а). В этом случае зависимость (11) можно записать в виде:

(12)

Неопределенность, вносимая в зависимость (12) величиной s, может быть существенно сужена путем прогнозируемого уменьшения значений р в тормозном приводе. Тогда, с учетом допущения rk = const, можно записать:

*(')«(„) = (13)

Последнее выражение представляет достаточно прозрачную зависимость между значениями углового замедления и проскальзывания колеса.

Однако эффективность прогноза значений р зависит от стабильности предпосылок для прогноза, в первую очередь, от выраженности экстремума <p-s диаграммы. В случае "размазанности" экстремума cp-s диаграммы (это характерно для поверхностей с малыми значениями коэффициента сцепления) неопределенность выражения (13) возрастает. Для предотвращения увеличения отклонений i(/) и / в этих случаях целесообразно введение сигнала co^it), соответствующего угловой скорости целевого (мнимого) колеса, формирующего с реальной скоростью торможения автомобиля заданное пороговое значение проскальзывания колеса.

Для достижения цели управления (минимизации отклонений s(t) от s ) не менее важным является определение момента начала повторного затормаживания колеса.

Момент переключения тормозного привода с выпуска на впуск сжатого воздуха {S - +l) целесообразно выбирать в диапазоне ускорения колеса от 0 до • Теоретически значение £тах может определяться равенством нулю второй производной угловой скорости колеса. Однако на практике достижение приемлемой точности определения второй производной является серьезной проблемой. В связи с этим в настоящей работе принят алгоритм переключения, основанный на сравнении текущих значений ускорения колеса с двумя пороговыми значениями Д и Д> и на оценке характера изменения по времени рассогласования £■(/)-рг.

В общем виде алгоритм переключения энергетического канала тормозного привода представляет следующую функциональную зависимость:

£ = (14)

где е(1) - производная по времени от угловой скорости колеса;

a(w) - пороговое значение углового замедления колеса, корректируемое в зависимости от угловой скорости колеса;

со^ (I) - угловая скорость целевого колеса;

Д,/?3 - пороговые значения углового ускорения колеса.

При случайном изменении состояния объекта "колесо + дорога" для определения оптимального значения р№ * ±sp, помимо определения принадлежности вектора состояния х к множеству ХА и Хп (момента переключения

<У = ±1), необходимо определение его принадлежности к одному из динамических образов Д1.—Д5- Признаком принадлежности вектора состояния х к тому или иному динамическому образу Д рассматривается величина /д, времени возврата векторах в множество Хл после начала блокировки.

Время 1Д, определяется на основе функций принадлежности:

*д* =Г1 +г2+гз; *Д5 =г,+т1+т,+Ат",

где т1>т2,т},Ат',А.т"- ограничения на составные части этих функций.

Получение сведения т, об объекте сужает множество неизвестных образов до Д2...Д5, получение дополнительного сведения г2 - до Д3...Д$. Это продолжается до образа Д5, в отношении которого описание позволяет определить значение р*.

Сведения г( получаются в результате взаимодействия объекта и электронного блока управления. Электронный блок задает вопросы (пороговые значения ей,а), объект, на них отвечая, сообщает сведения т,. Электронный блок по полученным сведениям формирует значения времени и передает их тормозному приводу для адаптации в указанном ниже смысле.

Целью адаптации тормозного привода рассматривается отыскание значения параметра рл = рд, -ер для любых динамических образов объекта управления «колесо + дорога».

Адаптивность тормозного привода в указанном смысле означает, что любому показываемому динамическому образу объекта «колесо + дорога» ставится в соответствие замкнутая фазовая траектория изменения давления в приводе,

включающая рд, для данного образа, и в процессе адаптации сужается окрестность ер.

Приближение к искомому значению давления р' осуществляется на основе рекуррентной процедуры адаптации:

рк«=р*+5к-цк-Чр-х{хк-,рк), (15)

I

где р - значение давления в тормозном приводе в конце предыдущего цикла управления;

к Г+1, если хк еХ^;

1.-1, если хк еХв;

М* - коэффициент "поощрения и наказания";

Vр ■ х{хк\рк) - градиент функции х(хк; рк) по р.

Содержание градиента функции Х(хК,рК) с учетом разбиения фазового пространства на траектории имеет вид:

'дг +тг\ 'л +Т, -А г';

В последнем выражении характеризует возможные движения объ-

екта управления при изменении давления в приводе, т.е. характеризует возможные разбиения фазового пространства объекта на фазовые траектории. Если обеспечивать одни и те же конкретные (заданные) значения входного воз-

характеризуют динамические образы объекта

действия йр, то значения

ф

"колесо + дорога". Причем возможные движения колеса от момента выхода в множество Хв до момента возврата в множество ХА в виде конкретного динамического образа определяются вполне конкретным значением времени 1д,.

Данное обстоятельство позволяет переписать выражение (16) градиента

для случая хк еХй(бк =-1) в следующем виде:

V4"

Уг-Х(хк,рк)= <

Л Л

(17)

IV1*

В последнем выражении значение -г- является интенсивностью изме-

\ )

нения запомненного оптимального решения антиблокировочного управления, а

(аР )к

значение I I является интенсивностью изменения входного воздействия.

Причем для быстрого выведения состояния объекта из множества Хв в множество ХА и обеспечения условий распознавания динамических образов колеса (для более точного измерения времени /д,) должно выполняться условие

Ч

Л

к / , .л*

При этом в пневматическом приводе формируются две параллельные части. Первая часть является собственно энергетическим каналом, в тормозных камерах которого осуществляется изменение давления р как входного воздействия объекта «колесо + дорога». Вторая - является логической частью, которая осуществляет открытие и закрытие энергетического канала по командам электронного блока, запоминание и изменение во времени значения давления р*, наделяя пневматический привод способностью адаптироваться. Причем распознавание динамического образа (идентификация объекта) и установление искомого давления р\ осуществляются параллельно и одновременно. Это смягчает требования к возможностям электронного блока и к стоимости системы.

Для случая хк еX Л{8К =+1) выражение (16) запишется в следующем виде:

. (18)

где - время нахождения вектора состояния объекта во множестве Хл;

- время нахождения вектора состояния объекта вблизи границы множества ХА, а значения давления в пневматическом приводе - вблизи оптимального значения р *.

Согласно выражению (18), давление в тормозной камере пневматического привода быстро поднимается до значения р' -ср и затем медленно меняется дор*, реализуя прогноз изменения состояния объекта.

Повышению эффективности адаптации способствует коэффициент «поощрения и наказания» //, который принимает значения 1 и 0, причем цк= 1, если динамический образ объекта в каждом последующем цикле отличается от образа в предыдущем цикле. Если же один и тот же динамический образ повторяется подряд в двух циклах управления, то в третьем цикле принимается //* = 0.

Непосредственное влияние цк осуществляется через величину г,, т.е. в

виде:

^'Г1 = {а (19)

При // = 1 имеем г, = г,, значения 1Л, формируются как было указано выше; при // ~ 0 имеем г,= 0, значения с,ь получаются меньше на величину г,, что уменьшает величину окрестности ер и сокращает потери качества управления.

Приведенные уравнения раскрывают содержание основных решающих правил квазиоптимального адаптивного закона антиблокировочного управления, которые приводятся в таблице 1. Решающие правила представляют сочетание операций классической логики и процедурных этапов нечеткой логики (фаззификация или переход к нечеткой логике; анализ связей динамических образов и нечеткий логический вывод; дефаззификация или устранение нечеткости - переход от конкретного динамического образа к соответствующему давлению в тормозном приводе).

_Таблица 1

Динамический образ Коэффициент сцепления <Р X пш Функция принадлежности динамического образа Правило переключения тормозного привода

1 2 3 4

Д. 0,7-=-0,8 1Л .п e(t)Z.a(a>)-+8 = -1 s(t) < а(ш) -» 8 = +1

Jh 0,6+0,7 1д2 = Г, + Г2 e(t)<a(a>)^>8 = +1

Дз 0,5+0,6 'дз = Г, + г, + г3 - Дг s(t)>a(a)->8 = -l £■(*) < a(<a)"] £•(<)> A l-»J = -l £(t) > Pi J ¿(/) = 0-»<? = +l

Д4 0,3 + 0,5 £•(/)> a(co)->8 = -l £(/)<a(a>)^| 8 = -1 e{t)>pl J s(t) = p, -»¿ = +1

Д5 ОД+0,3 <Д5 = т, + т2 + т3 + Дт" £(<)># L—> 8 = -l v{t)<(owl(tj e(t) = Д 8 = +1

В третьей главе рассматривается построение контура антиблокировочного управления на основе квачиоптимального адаптивного закона управления, обосновывается алгоритм и схема контроля работоспособности контура управления, приводятся структуры взаимодействия антаблокировочных контуров автомобиля, автопоезда.

Контур управления (рис.2) содержит источник 1 сжатого воздуха, подключенный через ускорительный клапан 2 модулятора 3 давления к тормозной камере 4. Тормозной кран 5 сообщает источник 1 сжатого воздуха с пневматическим управляющим входом 6 модулятора 3. В корпусе модулятора установлены электромагнитный клапан 7 для избирательного сообщения управляющей полости

Рис.2. Функциональная схема адаптивного контура антиблокировочного управления: 1-источник сжатого воздуха; 2-ускорительный клапан; 3-модулятор давления; 4-тормозная камера; 5-тормозной кран; б-пневматический вход модулятора; 7-электромагнитный клапан; 8-управляющая полость; 9-клапан

ограничения темпа повышения давления; 10-емкость пневмопамяти; 11 и 13-обратные клапаны; 12-дроссельное отверстие; 14-датчикугловой скорости колеса; 15-преобразователь «частота-напряжение»; 16 - дифференциатор; 17-компаратор ускорения; 18-компаратор замедления; 19-блок коррекции уставки компаратора замедления; 20-коммутирующий элемент; 21-блок формирования основного управляющего сигнала на растормаживание;

22-блок формирования вспомогательного управляющего сигнала; 23 - блок формирования дополнительного управляющего сигнала; 24-блок распознавания низких коэффициентов сцепления; 25-блок распознавания высоких коэффициентов сцепления; 26-блок коррекции вспомогательного управляющего сигнала

8 ускорительного клапана 2 с пневматическим управляющим входом 6 или с атмосферой и клапан 9 ограничения темпа повышения давления в управляющей полости 8 при повторном торможении. В корпусе модулятора выполнена емкость 10 пневмопамяти, которая сообщается с управляющей полостью 8 через обратный клапан 11 и дроссельное отверстие 12, а с пневматическим управ» ляющим входом 6 - посредством обратного клапана 13. Индуктивный датчик 14 через преобразователь 15 частоты в напряжение подключен к дифференциатору 16, выход которого связан с входами компаратора 17 ускорения, компаратора 18 замедления. Пороговые значения сигнала в компараторе 18 замедления ■ задаются и корректируются блоком 19 коррекции уставки. Коммутирующий элемент 20 в цепи питания электромагнитного клапана 7 подключен к компаратору 18 замедления одним из входов через блок 21 формирования основного управляющего сигнала на растормаживание, вторым входом - через блок 22 формирования вспомогательного управляющего сигнала на растормаживание. Информационный вход блока 19 коррекции порогового значения сигнала замедления подключен к датчику угловой скорости колеса через преобразователь 15 частоты в напряжение. Контур снабжен блоком 23 формирования дополнительного управляющего сигнала на растормаживание, который первым входом подключен к выходу блока 21 формирования основного управляющего сигнала, вторым входом - к выходу компаратора 18 замедления, третьим входом - через блок 24 идентификации низких коэффициентов сцепления и через преобразователь 15 частоты в напряжение к выходу датчика 14, четвертым входом - к выходу компаратора 17 ускорения, пятым входом - через блок 25 идентификации высоких коэффициентов сцепления к выходу дифференциатора 16, а выходом соединен с третьим входом коммутирующего элемента 20. Контур также снабжен блоком 26 коррекции вспомогательного управляющего сигнала, связанным первым входом с выходом блока 21 формирования основного управляющего сигнала, вторым входом - с выходом блока 24 идентификации низких коэффициентов сцепления, третьим входом - с выходом блока 22 формирования вспомогательного управляющего сигнала, а выходом - с вторым входом блока 22 формирования вспомогательного управляющего сигнала.

Контроль работоспособности контура управления осуществляется разработанной предохранительной частью (схемой контроля), постоянно взаимодействующей с управляющей частью контура.

При построении АБС автомобиля в общем случае приходится рассмат-, ривать три вида объективных критериев: функциональные, экономические и

показатели надежности.

Формирование функциональных характеристик АБС основывается на выборе схемы взаимодействия контуров управления колесами автомобиля. В нач стоящей работе применение получили две из них: независимое управление колесами оси и зависимое управление по "слабому" колесу.

На рис.3 представлена принципиальная схема АБС автомобиля, отражающая результат исследований.

Рис. 3. Принципиальная схема АБС автомобиля: 1-4-колеса; 5-8-датчики частоты вращения колес; 9-12-электромагнитные клапаны модуляторов давления; 1 3,14-электронные узлы; 15-18-управляющие части электронных узлов; 19-22-предохранительные части электронных узлов; 23-узел коммутации; 24-предохранитель; 25-аккумуляторная батарея; 26-индикаторная лампа

Антиблокировочная тормозная система автомобиля, имеющего четыре колеса i-4, снабжена датчиками 5-8 и модуляторами давления с электромагнитными клапанами 9-12. Выходные сигналы датчиков 5 и 8 одной оси автомобиля подаются в электронный узел 13. Датчики б и 7 подключены к электронному узлу 14. Электронные узлы 13 и 14 содержат управляющие части 15-18, а также * предохранительные части 19-22, причем управляющие части 15, 16 и предохранительные части 19,20 расположены в узле 13, а управляющие части 17, 18 и предохранительные части 21,22 - в узле 14. Электронные узлы 13,14 могут быть выполнены в отдельных корпусах или в одном корпусе, но на отдельных под- • ложках. Токоснабжение узлов 13, 14 осуществляется электронным узлом 23 коммутации, подсоединенным через предохранитель 24 к батарее 25, причем узел 23 коммутации первым управляющим входом подключен к замку зажигания автомобиля (не показан), вторым входом - к включателю стартера двигателя (не показан), третьим входом - к электронному узлу 13 и четвертым входом - к

электронному узлу 14, а информационным выходом соединен с индикаторной лампой 26.

В случае наличия неисправности (обрыв, короткое замыкание, превышение заданной величины зазора в датчиках, превышение командой "растормажи-вание" заданной продолжительности) в контурах колес передней оси из электронного узла 13 на первый вход узла коммутации 23 поступает сигнал низкого уровня. Отключается токоснабжение электронного узла 13, загорается в мигающем режиме лампа 26 "неисправность", токоснабжение электронного узла 14 сохраняется, управляющие контуры колес задней оси остаются работоспособными.

В случае появления неисправности в контурах колес задней оси формируется сигнал низкого уровня "неисправность" на информационном выходе электронного узла 14, узел коммутации 23 вызывает загорание лампы 26 "неисправность", отключает токоснабжение узлов и 13 и 14, т.е. антиблокировочная система автомобиля отключается полностью.

Антиблокировочная тормозная система автопоезда включает АБС автомобиля-тягача и прицепа (рис.4).

Колеса 1-4 каждого двухосного транспортного средства снабжены датчиками 5-8 и модуляторами давления с электромагнитными клапанами 9-12. Выходные сигналы датчиков 5 и 8 одной оси подаются в электронный узел 13. Датчики 6 и 7 подключены к электронному узлу 14. Электронные узлы 13 и 14 содержат управляющие части 15-18, а также предохранительные части 19-22, причем управляющие части 15 и 16 и предохранительные части 19 и 20 расположены в узле 13, а управляющие части 17 и 18 и предохранительные части 21 и 22 - в узле 14. Токоснабжение узлов 13 и 14 автомобиля осуществляется расположенным на автомобиле электронным узлом 23 коммутации. Узел 23 коммутации первым и вторым входами питания подключен через предохранитель 24, нормально разомкнутый выключатель 25 к батарее 26, первым управляющим входом - к выключателю стартера двигателя (не показан), вторым управляющим входом - к выключателю "контроль" антиблокировочной тормозной системы автопоезда (не показан), третьим управляющим входом - к электронному узлу 13, четвертым управляющим входом - к электронному узлу 14, а выходами соединен с узлами 13 и 14 и расположенной на щитке приборов автомобиля индикаторной лампой 27 неисправности антиблокировочной тормозной системы автомобиля.

Токоснабжение электронных узлов 13 и 14 управления прицепа осуществляется узлом 23 коммутации, расположенным на прицепе и подключенным первым и вторым входами питания к батарее 26 через размещенные на автомобиле разъемное соединение (на рис.4 не показано), информационно-коммутационный узел 28, предохранитель 24 и выключатель 25. При этом в информационно-коммутационном узле 28 в цепи токоснабжения электронных узлов 13 и 14 прицепа установлен электронно-управляемый нормально замкнутый выключатель 29, первый управляющий вход которого подключен к выключателю стартера двигателя автомобиля, а второй управляющий вход - к выключателю "контроль" антиблокировочной тормозной системы автопоезда. В узле

28 также установлен датчик 30 тока, реагирующий на наличие или отсутствие тока между батареей 26 и вторым входом питания узла 23 прицепа, т.е. в цепи питания управляющей схемы выключателей узла 23 коммутации прицепа. Выход датчика 30 тока подсоединен к первому управляющему входу формирователя 31 информационных сигналов, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго датчика 32 тока, установленного в цепи передачи сигнала торможения от выключателя (не показан) к лампе 33 стоп-сигнала прицепа, а выход соединен с информационным выходом "неисправность" узла 23 коммутации прицепа и подключен к расположенной на щитке приборов автомобиля лампе 34 индикации состояния и режимов работы антиблокировочной тормозной системы прицепа.

От - Хснтзоеъ *

Рис.4. Принципиальная схема АБС автопоезда: 1-4-колеса; 5-8-датчики частоты вращения колес; 9-12-электромагнитные кчапаны модуляторов давления; 13,14-электронные узлы, 15-18-управляющие части электронных узлов; 19-22-предохранительные части электронных узлов; 23-узел коммутации; 24-предохранителъ; 25,29-выключатели; 26-аккумуляторная батарея; 2 7,34-индикаторные лампы; 28-информационно коммутационный узел; 30,32-датчики тока; 31-формирователь информационных сигналов; 33-лампа стоп-сигнала прицепа

Введенный блок коммутации АБС прицепа обеспечивает информационное взаимодействия систем автомобиля - тягача и прицепа (полуприцепа), основываясь на идентификации следующих условий: <•

- наличие (отсутствие) прицепа (полуприцепа);

- при наличии прицепа (полуприцепа) наличие (отсутствие) на нем АБС;

- при наличии АБС наличие (отсутствие) неисправности.

В четвертой главе рассматриваются возможности повышения качества антиблокировочного управления с учетом целесообразности использования ос-

новных функциональных элементов АБС для управления колесом в режимах, отличных от предотвращения блокировки. Это относится к управлению колесом с помощью электроники в следующих режимах: в режиме обычного служебного торможения с целью повышения быстродействия тормозного привода и оптимизации распределения тормозных сил по осям; в тяговом режиме для более рационального распределения подводимого от двигателя к ведущим колесам тягового момента. Указанные режимы управления колесом, так же как и антиблокировочное управление, осуществляются с использованием энергии сжатого воздуха, запасенного в тормозном приводе. Вполне очевидно, что экономически целесообразно при разработке АБС заложить возможности интеграции этих систем, особенно в части отбора рабочего тела и формирования управляющего воздействия на колесо.

Показано, что при расширении функций АБС реализацию логических функций, возложенных на пневматический привод, целесообразно осуществлять на электронных компонентах, размещая последние конструктивно в электронном блоке. На рис.5 показана принципиальная схема контура управления колесом, где значения давления сжатого воздуха в пневматическом приводе переводятся датчиком давления в электрический сигнал и этот сигнал поступает в электронный блок. При этом элементы пневмопамяти (поз.11,12,13 на рис.2) образуют электронный узел памяти 9, а клапан ограничения темпа повышения давления (поз.9 на рис.2) превращается в электронный узел 14 ограничения темпа повышения давления методом широтно-импульсной модуляции открытого состояния электромагнитного пропорционального клапана 7. Такое конструктивное исполнение позволяет превратить колесные датчики и модуляторы с датчиком давления в универсальную основу для реализации дополнительных функций путем расширения лишь вычислительных возможностей электронного блока.

В пятой главе приводятся основные результаты разработки и исследований элементов адаптивной АБС.

Разработка первой отечественной антиблокировочной системы была сориентирована на доступные и легко осваиваемые в производстве технические решения. С другой стороны, при принятии технических решений определяющим было обеспечение возможности их использования на всем классе возможных объектов применения, т.е. на любом из автомобилей ЗИЛ с пневматическим или пневмогидравлическим тормозным приводом. Осуществление такого подхода позволяет создать рентабельное производство изделий (элементов АБС) даже при маломасштабном внедрении системы на каждом из объектов (практически даже при опытной эксплуатации).

Унифицированные элементы АБС начинаются с колесных датчиков, основанных на частотно-импульсном представлении информации о скорости вращения тормозящего колеса.

Рис.5. Принципиальная схема контура управления колесом с датчиком давления: 1-источник сжатого воздуха; 2-ускорительный клапан; 3-модулятор давления; 4-тормозная камера; 5-тормозной кран; 6-электромагнитный клапан; 7-электромагнитный пропорциональный клапан; 8-датчик давления; 9-программно-запоминающий узел; 10-датчикугловой скорости колеса; 11 -управляющая часть электронного блока; 12-узел коммутации; 13-предохранительная часть электронного блока; 14-узел широтно-им-пульсной модуляции пропорционального электромагнитного клапана; 15-электронный блок

Принцип действия таких датчиков основан на взаимодействии ротора (возбудителя), обладающего переменным магнитным сопротивлением (зубцами, окнами), со статором, способеным реагировать на изменения магнитного сопротивления ротора.

Основным требованием к датчику является обеспечение измерения окружной скорости колеса в диапазоне от Vmm до км/ч. (В настоящей работе Vmm =2 км/ч, Km(1I=100 км/ч). Для этого амплитуда выходного сигнала при скорости 2 км/ч должна быть не менее 0,2 В. Обеспечение последнего является конструкторско-технологической проблемой по созданию статора датчика. Комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по решению этой проблемы проведен в AMO ЗиЛ совместно с Калужским заводом «Автоэлектроника». Основным результатом этих работ является создание унифицированного статора датчика для отечественного автомобилестроения 14.3862. Для унифицированного ротора принято число зубьев, равное 90. Это обеспечивает и необходимую информативность датчика, и его технологичность.

Электронный блок представляет собой изделие, к которому предъявляются высокие требования. Причем, следует учитывать, что различные условия окружающей среды (температура, влажность, давление) влияют на параметры компонентов. С течением времени параметры схем меняются из-за "старения" входящих в них элементов. Для изделий, которые изготавливаются серийно, также характерна проблема необходимости учета производственных допусков. Решение этой проблемы путем ужесточения требований к точности элементов может привести к неоправданному удорожанию изделий.

Были проведены целенаправленные исследования поведения системы при наличии параметрических возмущений, вызванных разбросом характеристик составляющих её элементов. Эти исследования были проведены с учетом кон-структорско-технологических возможностей завода "Автоэлектроника". Установлено, что в блоке управления АБС первого поколения узлы управляющей и предохранительной частей могут быть реализованы на базе аналоговой схемотехники, где основными вычислительными элементами являются операционные усилители в интегральном исполнении. В целом схемотехнически блок управления первого поколения 11.3863 представляет собой аналого-дискретный вычислитель. Благодаря адаптивности закона управления, система в целом малочувствительна к разбросам внутренних параметров вычислителя. Оконечные усилители выполнены с защитой от короткого замыкания нагрузки. По уровням входных и выходных сигналов блок управления согласован с датчиками и модуляторами.

Блок контроля АБС 12.3863 и блок коммутации АБС прицепа 13.3863 схемотехнически представляют также аналого-дискретные вычислители, созданные на базе тех же элементов, что и блок управления.

Блок контроля, с одной стороны, взаимодействует с предохранительными частями контуров управления, а с другой стороны - с водителем через замок зажигания, кнопку "контроль" и сигнализатор "контроль". Такая возможность взаимодействия узла контроля с водителем через кнопку "контроль" позволяет

отнести модель надежности АБС к разряду обслуживаемых, когда возможны обратные переходы из нерабочего состояния системы в рабочее за счет вмешательства водителя. Для обслуживаемых систем коэффициент готовности, который можно определить как отношение суммарного времени работоспособного состояния системы к общему времени работы системы, повышается.

При разработке и создании рациональной конструкции пневматического привода исходной концепцией являлось сохранение существующих схем привода и в максимально возможной степени использование конструкции существующих элементов. За основу электропневматического модулятора был принят имеющийся в традиционном приводе ускорительный клапан (пневматический усилитель мощности с обратной связью по давлению). В разработанной конструкции модулятора логические функции обеспечены лишь развитием конструкции крышки ускорительного клапана, что, с одной стороны, снижает стоимость модулятора, а с другой - сохраняет традиционные связи (трубопроводы), интегрируя АБС в существующий привод с минимальными затратами. Для рационального сочетания требований к приводу при работе от водителя и в составе АБС были проведены специальные исследования.

В первую очередь была экспериментально определена область возможных частот изменения давления в приводе, исходя из условий эффективности выполнения АБС основной функциональной задачи. При этом проводились целенаправленные изменения времени срабатывания модулятора и величин и (р/)ог: опытных образцов модулятора по схеме рис.2 в составе АБС на автомобилях семейств ЗИЛ-130 и ЗИЛ-4331.

Время задержки управляющего сигнала должно быть не более 0,030 с.

На фазовой плоскости изменения давления были получены области, в пределах которых при работе АБС должны проходить замкнутые фазовые траектории изменения давления. Было экспериментально подтверждено, что эффективная работа АБС обеспечивается при гораздо меньших значениях темпа изменения давления (р) в приводе, чем привод допускает, обеспечивая нормативное время срабатывания. Введение в конструкцию модулятора клапана ограничения темпа повышения давления вполне оправдано. При этом основными требованиями к модулятору являются:

- способность по сигналам из блока управления с минимальной задержкой формировать желаемый закон изменения управляющего давления Рупр.(0>

- способность отслеживать р}71р (¡) с минимальным искажением в виде давления р($ в тормозных камерах.

Решение первой части проблемы, в основном, сводится к разработке электромагнитного клапана (поз.7 рис.2) с требуемыми параметрами. Комплекс опытно-конструкторских и исследовательских работ позволил получить клапан со следующими основными параметрами: номинальное напряжение - 12,0 В; минимальное напряжение срабатывания - 8,0 В; время срабатывания < 0,020 е.; рабочий зазор - 5ра6= 0,6 ± 0,05 мм; провод ПЭВ-2; количество витков - 580+10; сопротивление обмотки - 6,9 ± 0,1 Ом.

Решение второй части проблемы связано с адаптацией ускорительного клапана к работе в циклическом режиме. Было выявлено, что следящий поршень ускорительного клапана при определенных сочетаниях активной площади поршня, параметров уплотнительного кольца, клапанного узла, объема рабочей полости тормозной камеры имеет склонность к автоколебаниям. В результате проведенных исследований выработаны рекомендации по выбору конструктивных параметров элементов и создан модулятор давления 100-3533410 со следующими показателями: номинальное напряжение - 12,0 В; потребляемый ток < 2,0 А; время срабатывания 2 0,030 е.; объем пневмопамяти 57-10"6 м3; максимальный рабочий объем подключаемых тормозных камер - 210'3 м3; габариты 152x173x138 мм; масса -1,62 кг.

Так как на работу АБС наложено ограничение по расходу сжатого воздуха, в работе рассматриваются также вопросы выбора рациональных конструктивных параметров тормозных камер. Предложены формулы для проектного расчета тормозных камер и рекомендованы к применению тормозные камеры с относительными параметрами р = 0,75 и у/ = 1,40, которые обеспечивают постоянные значения усилия в пределах изменения хода штока от 20 до 40 мм при значениях объема рабочей полости, близких к объему условного поршня.

В шестой главе приводятся методика и результаты испытаний автотранспортных средств, оснащенных унифицированной АБС.

Методической основой испытаний транспортного средства с АБС являются известные международные нормативные материалы (Правила №13 ЕЭК ООН и приложение №13 к ним), где оценка эффективности АБС производится экспериментальным определением влияния ее работы при торможении на следующие эксплуатационные свойства транспортного средства: тормозная эффективность; курсовая устойчивость; расход рабочего тела.

Оценка влияния АБС на тормозную эффективность осуществляется с помощью коэффициента е использования силы сцепления, который определяется как соотношение между максимальным коэффициентом торможения при включенной антиблокировочной системе г^ и коэффициентом сцепления км по формуле:

е = (20)

К

Коэффициент торможения гм. измеряется на транспортном средстве с АБС, работающей в режиме непрерывной цикличности, с учетом времени, необходимого для снижения скорости с 40 км/ч до 20 км/ч по следующей формуле:

7—. (21)

Предписывается, чтобы для полученных значений коэффициента использования силы сцепления выполнялось условие:

е 1> 0,75.

Оценка влияния АБС на курсовую устойчивость автотранспортного средства осуществляется с помощью специальных дополнительных критериев и условий при испытаниях на тормозную эффективность.

Так, в случае торможения транспортного средства с АБС на «миксте», когда правые и левые колеса транспортного средства находятся на поверхностях с различными коэффициентами сцепления кц и ^ (кн>0,5. а кц/к^!), предписываемый коэффициент торможения рассчитывается на основе измеренного коэффициента сцепления двух поверхностей, на которых проводится испытание. Требуется, чтобы полученный при испытаниях коэффициент торможения обеспечивал следующие условия:

'инЪ 0,75—у—. I (22)

Для обеспечения устойчивости движения при этих испытаниях допускается коррекция движения автомобиля с помощью рулевого колеса, угол поворота которого не должен превышать 120° в течение первых двух секунд торможения и 240° за все время торможения.

Расход сжатого воздуха определяется при работе АБС не менее 15 с. на поверхности с коэффициентом сцепления не более 0,3. По окончании работы АБС на остановленном транспортном средстве с выключенным двигателем четыре раза подряд нажимается до отказа педаль рабочей тормозной системы. Необходимо, чтобы при пятом нажатии на педаль тормоза транспортное средство могло быть заторможено с эффективностью, предписанной для аварийного торможения груженого транспортного средства (2,2 м/с2).

Необходимо отметить, что рекомендуемый для применения в международной практике коэффициент торможения гА1 есть величина интегрального критерия (5), вычисленная для конкретных детерминированных условий. Определение расхода сжатого воздуха в конкретных детерминированных условиях с учетом особенностей конструкции АБС и автомобиля является проверкой выполнения ограничения на расход рабочего тела в виде критерия (6).

С использованием вышеуказанных методических основ созданная АБС прошла заводские и сертификационные испытания практически на всех модификациях грузовых автомобилей ЗИЛ семейств ЭИЛ-130, ЗИЛ-133, ЗИЛ-4331, ЗИЛ-5301 с положительными результатами. К применению рекомендована схема 2221 (4 датчика/ 3 модулятора).

Для оценки приспосабливаемости свойств созданной АБС к изменениям параметров автомобиля ниже приводятся результаты испытаний применительно к объектам, являющимся близкими к краям диапазона изменения параметров. В этом смысле показательными являются ЗИЛ-534330, рассматриваемый в типовом ряде зиловских грузовиков как «болынегрузник» (полная масса 14500 кг, категория N3) и ЗИЛ-5301, рассматриваемый как «мапотоннажник» (полная масса 6950 кг, категория N2).

Таблица 2

Коэффициент использования сцепления при испытаниях АБС

на автомобиле ЗИЛ-534330 _

Весовое состояние автомобиля Коэффициент использования сцепления е

на дороге с высоким к1=0,80 коэффициентом сцепления на дороге с низким к2=0,15 коэффициентом сцепления

снаряженный 0,90 0,78

груженый 0,97 0,79

Полученные значения е > 0,75, требования выполняются.

Таблица 3

Результаты испытаний АБС на автомобиле ЗИЛ-534330 на "миксте"

Весовое состояние автомобиля Коэффициент сцепления Коэффициент торможения Угол поворота рулевого колеса

к. к2 в первые 2с, град. за все торможение, град.

снаряженный 0,60 0,15 0,22 50 95

груженый 0,60 0,15 0,22 53 100

Полученные при испытаниях значения коэффициента торможения гМА1 должны быть больше, чем расчетное по выражению:

0,75-((4к2+к1)/5)=0,18.

Так как гмм.-0,22>0,18 и гш1.==0,22>0,]5, нормативное требование выполняется.

Испытания по определению расхода сжатого воздуха проводились на дороге с коэффициентом сцепления к=0,]5 (мокрый базальт). После работы АБС в течение 15,7 с, последующих четырех полных торможений остаточная эффективность пятого торможения составляла по замедлению 3,0 м/с2 (при значениях давления сжатого воздуха в ресиверах 3,4 кг/см2 и 2,7 кг/см2 соответственно). Нормативное требование выполняется.

Таблица 4

Коэффициент использования сцепления при испытаниях АБС на автомобиле ЗИЛ-5301

Весовое состояние автомобиля Коэффициент использования сцепления е

на дороге с высоким к!~0,80 коэффициентом сцепления на дороге с низким к2=0,15 коэффициентом сцепления

снаряженный 0,88 0,93

груженый 0,81 0,87

Полученные значения е > 0,75, требования выполняются.

Таблица 5

Результаты испытаний АБС на автомобиле ЗИЛ-5301 на "миксте"

Весовое состояние автомобиля Коэффициент сцепления Коэффициент торможения Угол поворота рулевого колеса

к, к2 в первые 2с, град. за все торможение, град.

снаряженный 0,60 0,15 0,22 50 91

груженый 0,60 0,15 0,26 43 89

Как видно, выполняются предписанные требования:

5 5

V,, =0,15.

Испытания по определению расхода сжатого воздуха проведены на дороге с коэффициентом сцепления к2-0,15 (мокрый базальт). После работы АБС в течение 15,2 е., последующих четырех полных торможений остаточная эффективность пятого торможения по замедлению составляет 4,2 м/с2 (при значениях давления сжатого воздуха в ресиверах 5,4 кг/см2 и 2,9 кг/см2).

Основные результаты и выводы

1. Разработана теория построения адаптивной антиблокировочной тормозной системы (АБС) колёсных машин и тем самым решена имеющая важное хозяйственное значение научная проблема повышения безопасности транспортных средств.

2. Впервые антиблокировочное управление объектом "колесо + дорога" сформулировано как оптимизационная задача, включающая функциональную модель объекта в случайно меняющихся (неопределенных) условиях, цель управления и функционал качества управления при наличии ограничения на расход рабочего тела. При этом в модели искомым управляющим входом рассматривается давление рабочего тела в тормозном приводе, управляемым выходом - относительное скольжение колеса. Отсутствие достаточной текущей информации о состоянии объекта выражается представлением максимального значения коэффициента сцепления в продольном направлении и нормальной реакции колеса в виде неопределенных (размытых) множеств, зависящих от времени и случайной величины, для которой плотность вероятности неизвестна. Функционал качества управления, позволяющий экспериментально оценивать значения, принят в виде интегрального отклонения управляемого изменения скольжения от критического (желаемого) значения скольжения колеса.

3. Установлено, что сформулированная задача допускает аналитическое получение оптимального значения искомого давления в тормозном приводе, при этом относительное скольжение колеса равно критическому (желаемому) значению и обеспечивается торможение с максимально возможной эффективностью. Однако это решение неустойчиво по Ляпунову и может быть реализовано лишь в виде квазиоптимального решения, когда значения давления колебательно поддерживаются внутри е-интервала, включающего оптимальное зна-

чение. При отсутствии необходимой информации об объекте для организации таких колебаний предложено связь между состоянием объекта и искомым значением управляющего давления формировать на основе теории размытых множеств (нечеткой логики), позволяющей переходить от состояния объекта со случайно меняющимися и недоступными для измерения параметрами к лингвистическим переменным (динамическим образам), связь между динамическими образами рассматривать на основе нечеткой логики и полученный нечеткий вывод переводить во вполне определенные значения искомого управляющего давления, обеспечивая адаптацию значения давления к состоянию объекта «колесо + дорога» со случайно меняющимися параметрами.

4. Разработана математическая модель пневматического привода, позволяющая изучать характеристики циклических режимов работы привода, определять условия получения предельных устойчивых циклов, рассматривая в качестве управляющего входа положение запорного органа модулятора давления, а в качестве управляемого выхода - давление сжатого воздуха в рабочей полости тормозной камеры. Установлено, что основными, влияющими на характеристики циклических режимов факторами являются: разная продолжительность процессов впуска и выпуска сжатого воздуха (разные коэффициенты в уравнениях динамики); зависимость соотношения продолжительностей процессов выпуска и впуска от уровня рабочего давления, так, при рабочем давлении 0,7 МПа продолжительность выпуска больше продолжительности впуска в 2 раза, а при давлении 0,2 Мпа - в 1,2 раза.

5. Разработан адаптивный алгоритм решения сформулированной задачи, компенсирующий недостаток текущей информации об объекте управления "колесо + дорога" использованием предыстории изменения состояния объекта, запоминанием предыдущего квазиоптимального давления в тормозном приводе, распознаванием текущего динамического образа объекта и прогнозированием развития состояния объекта. Алгоритм включает: измерение текущих значений угловой скорости колеса и времени перехода объекта из закритического состояния в целевое состояние - признака динамического образа объекта в текущем цикле; вычисление производной сигнала угловой скорости колеса (замедления и ускорения) и сравнение с заданными пороговыми значениями, обеспечивая коррекцию порогового значения замедления в зависимости от угловой скорости колеса; формирование сигнала целевой угловой скорости колеса и сравнение с сигналом текущей угловой скорости; переключение энергетического канала тормозного привода на растормаживание и затормаживание колеса по результатам сравнения текущих и заданных значений сигналов угловой скорости и производной от угловой скорости колеса; формирование сигнала коэффициента "поощрения и наказания", учитывающего предысторию изменения признака динамического образа объекта в предыдущих двух циклах управления; формирование квазиоптимального давления в текущем цикле управления на основе предыдущего (запомненного) значения давления, уменьшая его в функции времени - признака динамического образа при расгормаживании колеса, а также повышая его при затормаживании с прогнозированием развития состояния объекта.

рос. национальная

библиотека i

С.Петер6ург |

оэ 308 мт ____I

6. Разработаны алгоритм и схема контроля работоспособности контура управления . При этом контролируются: время растормаживания в каждом цикле управления; целостность электрических цепей подключения датчика угловой скорости колеса и модулятора давления к электронному блоку; наличие и стабильность следования амплитуды сигнала от датчика, что косвенно позволяет контролировать изменение зазора между подвижной и неподвижной частями датчика. При несоответствии хотя бы одного из указанных параметров заданному значению формируется сигнал неисправности, который подается визуально водителю и на реле отключения питания блока управления контура АБС.

7. Разработаны алгоритм и структурный метод организации взаимодействия адаптивных контуров антиблокировочной тормозной системы автомобиля, обеспечивающие: возможность индивидуального и группового управления колесами одной оси; возможность управления колесами многих осей; сохранение работоспособности АБС по осям исходя из приоритета устойчивости движения транспортного средства; эффективное информационное взаимодействие между водителем и АБС.

8. Разработаны алгоритм функционирования и структура антиблокировочной тормозной системы автопоезда, включающая две одинаковые АБС, установленные на автомобиле-тягаче и прицепе (полуприцепе) с соединением через информационно-коммутационный узел, обеспечивающий информационное взаимодействие систем, в том числе идентификацию следующих условий: наличие (отсутствие) прицепа (полуприцепа); при наличии прицепа (полуприцепа) наличие (отсутствие) на нем АБС; при наличии на прицепе (полуприцепе) АБС наличие (отсутствие) в ней неисправности.

9. На основе разработанной теории создана конструкция унифицированной адаптивной АБС для грузовых автомобилей категорий N2 и N3 с пневматическим и пневмогидравлическим тормозным приводом, включающая: датчик угловой скорости колеса 14.3862; модулятор давления 100-3533410; блок управления 11.3863; блок контроля 12.3863; блок коммутации АБС прицепа 13.3863. Данный комплект сертифицирован на всех выпускаемых автомобилях ЗИЛ категорий N2 и N3.

10. Испытаниями установлено, что созданная унифицированная адаптивная АБС на грузовых автомобилях категорий N2 и N3 обеспечивает: эффективное торможение с коэффициентом использования сцепления от 0,78 до 0,97; сохранение устойчивости движения при торможении на поверхностях с различными коэффициентами сцепления по бортам, при этом угол поворота рулевого колеса не превышает 53° в течение первых двух секунд и не превышает 100° в целом; достижение расхода сжатого воздуха в пределах, позволяющих после работы АБС в течение 15 е., после четырех полных срабатываний рабочей тормозной системы, затормозить транспортное средство с замедлением не менее 3,0 м/с2.

11. Новизна предложенных теоретических положений и технических решений подтверждена 11 авторскими свидетельствами и патентами СССР и РФ, полученными при выполнении работы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ахметшнн A.M. Самообучающаяся антиблокировочная тормозная система колесных машин. -М: МГИУ, 2002. -140 с.

2. Ахметшин A.M., Глуховский Д.М. и др. Грузовые автомобили ЗИЛ. -М.: Машиностроение, 1993. - 624 с.

3. Ахметшин A.M. Исследование характеристик пневматического тормозного привода перспективных автомобилей // III научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов: Сб.- М.: ЗИЛ, 1975. С. 175-179.

4. Ахметшин A.M., Романенко Н.Т., Федорец В.А. Наполнение и опоражнивание постоянного объема // Известия ВУЗов. Машиностроение, 1975. № 12. С. 66-70.

5. Ахметшин A.M., Романенко Н.Т. Исследование коротких пневматических линий // Известия ВУЗов. Машиностроение, 1977. № 8. С. 86-89.

6. Ахметшин A.M., Расчет времени наполнения ресиверов пневматического тормозного привода автомобилей // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 8. - М.: Машиностроение, 1978. С. 121-125.

7. Ахметшин A.M., Меламуд P.A., Нерсисян P.A. Защита пневматического тормозного привода автомобилей от влаги и ее замерзания // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 8. - М.: Машиностроение, 1978. С. 102-120.

8. Ахметшин A.M., Меламуд P.A. Характеристики электропневматических модуляторов противоблокировочных устройств // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 9. - М.: НИИНАвтопром, 1980. С. 73-94.

9. Ахметшин A.M. Вишняков H.H., Курбатов A.B., Меламуд P.A. Исследование рабочего процесса тормозных кранов // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 9. - М.: НИИНАвтопром, 1980. С. 59-73.

10. Ахметшин A.M., Балычев С.М., Меламуд P.A., Игнатьев А.Н. Методика проектирования электропневматического модулятора давления АБС // ЭИ Конструкция автомобилей / М.: НИИНАвтопром, 1980. № 4. С. 12-17.

11. Ахметшин A.M., Меламуд P.A. Исследование характеристик тормозных камер // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 11. - М.: НИИНАвтопром, 1982. С. 58-67.

12. Ахметшин A.M., Меламуд P.A. Влияние конструкции электропневматических модуляторов на рабочий процесс автоблокировочных тормозных систем грузовых автомобилей // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 12. - М.: НИИНАвтопром, 1983. С. 22-30.

13. Ахметшин A.M., Брыков С.А. Оптимизация переходных процессов в пневматическом тормозном приводе автомобиля с антблокировочной системой // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 13. - М.: НИИНАвтопром, 1984. С. 32-43.

14. Ахметшин A.M. К расчету электропневматических модуляторов антиблокировочной тормозной системы // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 14. - М.: НИИНАвтопром, 1985. С. 50-60.

15. Ахметшин A.M., Вишняков H.H., Курбатов A.B., Меламуд P.A. Динамический расчет пневматических тормозных приводов автотранспортных средств / М.: НИИНАвтопром. Деп. № 853 ап - Д83. С. 1-25.

16. Ахметшин A.M., Вешняков H.H., Курбатов A.B., Меламуд P.A. Статический расчет пневматических тормозных приводов автотранспортных средств / М.: НИИНАвтопром. Деп. № 854 ап - Д83. С. 1-22.

17. Ахметшин A.M. Об основах проектирования антиблокировочной тормозной системы грузовых автомобилей // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 15. - М.: НИИНАвтопром, 1986. С. 83-93.

18. Ахметшин A.M., Агафонов С.А. К устойчивости управления качением колеса с проскальзыванием // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1990. № 10. С. 86-90.

19. Ахметшин A.M. АБС для грузовых автомобилей ЗИЛ // Автомобильная промышленность, 1995. № 3. С. 38-39.

20. Ахметшин A.M., Брыков С.А. Антиблокировочная система тормозов для автомобиля ЗИЛ - 5301 //: Производство, образование, наука - проблемы и перспективы: Сб. AMO ЗИЛ - МГИУ - М.: МГИУ, 1998. С. 102-107.

21. Ахметшин A.M. Самообучающаяся АБС // Автомобильная промышленность, 2001. № 6. С. 34-36.

22. A.c. 749712 (СССР). Электропнсвматический модулятор для противо-блокировочной тормозной системы автомобиля/ A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный, В.И. Машатин, P.A. Меламуд. - Опубл. в Б.И., 1980, № 27.

23. A.c. 872343 (СССР). Электропневматической модулятор для противо-блокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный, В.И. Машатин, P.A. Меламуд. - Опубл. в Б.И., 1981, № 38.

24. A.c. 943042 (СССР). Электропневматический модулятор для противо-блокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, P.A. Меламуд. - Опубл. в Б.И., 1982, № 26.

25. A.c. 1036595 (СССР). Электропневматический модулятор для тормозной системы транспортного средства / A.M. Ахметшин. - Опубл. в Б.И., 1983, №31.

26. A.c. 1147621 (СССР). Электропневматический модулятор для проти-воблокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный. - Опубл. в Б.И., 1985,№ 12.

27. A.c. 1172778 (СССР). Способ управления торможением колеса транспортного средства / A.M. Ахметшин, И.А. Курзель. - Опубл. в Б.И., 1985, № 30.

28. A.c. 1562186 (СССР). Противоблокировочная тормозная система транспотного средства / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. / Опубл. в Б.И., 1990, № 17.

29. A.c. 1659260 (СССР). Противоблокировочная тормозная система транспортного средства / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. - Опубл. в Б.И., 1991, № 24.

30. A.c. 1781107 (СССР). Противоблокировочная тормозная система автомобиля / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. - Опубл. в Б.И., 1992, № 46.

31. Патент 2038235 (РФ). Противоблокировочная тормозная система автопоезда/ A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. - Опубл. в Б.И, 1995, № 18.

32. Патент 2057038 (РФ). Тормозной пневматический привод транспортного средства / A.M. Ахметшин, И.И. Ермаков, В.И. Машатин, Е.Л. Решетников. - Опубл. в Б.И., 1996., № 9.

Подписано в печать 15.09.2003. Сдано в производство 16.09.2003 Формат бумаги 60 х 90/16 Бум. множит. Усл. печ. л. 2,6. Уч.-изд. л. 2,5. Тираж 120. Заказ № 679

РИЦ МГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16 Тел. (095) 277-23-15

i 1 5 02 0 !5Ь2о

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕНИЕМ КОЛЕС АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ.

1.1. Проблема автоматического управления качением колеса в тормозном режиме.

1.2. Место АБС в системе управления автомобилем.

1.3. Объект управления «автомобиль + колесо + дорога».

1.4. Анализ современных разработок АБС.

1.4.1. Схемы применения АБС.

1.4.2. Влияние объекта на конструкцию АБС.

1.4.3. Влияние тормозного привода на конструкцию АБС.

1.4.4. Классификация АБС как системы автоматического управления.

1.4.5. Схемотехника и конструкция блока управления.

1.4.6. Диагностические возможности АБС.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОД И ТЕОРИЯ АДАПТИВНОГО АНТИБЛОКИРОВОЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗЯЩИМ КОЛЕСОМ.

2.1. Математическая модель объекта управления «колесо+дорога»

2.1.1. Функциональная модель объекта при случайно меняющихся условиях качения.

2.1.2. Динамические образы объекта управления.

2.2. Модель тормозного механизма.

2.3. Математическая модель пневматического привода.

2.3.1. Уравнения динамики.

2.3.2. Анализ работы пневматического привода в циклическом режиме.

2.4. Функциональная задача антиблокировочного управления.

2.5. Оптимальное решение функциональной задачи контура АБС.

2.6. Содержательная постановка задачи синтеза контура АБС с квазиоптимальным управлением.

2.7. Алгоритм квазиоптимального адаптивного закона управления .88 2.7.1 Определение квазиоптимального закона.

2.7.2. Квазиоптимальный закон управления и информация о состоянии объекта управления.

2.7.3.Квазиоптимальный закон управления и адаптивность.

2.8. Выводы.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ ТОРМОЗНОЙ

СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ, АВТОПОЕЗДА.

3.1. Построение контура антиблокировочного управления на основе квазиоптимального адаптивного закона управления.

3.2. Контроль работоспособности контура управления колесом.

3.3. Структурный метод обеспечения взаимодействия контуров антиблокировочной тормозной системы автомобиля.

3.4. Структурный метод обеспечения взаимодействия антиблокировочной тормозной системы автомобиля и прицепа (полуприцепа).

ГЛАВА 4. РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИЙ АБС.

4.1. Перспективная базовая основа развития.

4.2. Электронно-пневматическая тормозная система.

4.3. Антиблокировочно-противобуксовочная система (АБС/ПБС).

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ АБС.

5.1. Выбор основных параметров датчика частоты вращения колеса.

5.2. Разработка электронных блоков.

5.2.1. Разработка электронного блока управления.

5.2.2. Разработка блока контроля АБС автомобиля и блока коммутации АБС прицепа.

5.3. Разработка и исследование пневматического привода.

5.3.1. Определение конструктивных параметров основных элементов модулятора давления.

5.3.2. Исследование характеристик тормозных камер.

ГЛАВА 6. ИСПЫТАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ,

ОСНАЩЕННЫХ АБС.

6.1. Методика испытаний.

6.1.1. Определение влияния АБС на эффективность торможения.

6.1.2. Определение влияния АБС на курсовую устойчивость.

6.1.3. Определение расхода сжатого воздуха.

6.2. Результаты испытаний.

6.2.1 Результаты испытаний АБС на автомобиле ЗИЛ-534330.

6.2.2 Результаты испытаний АБС на автомобиле ЗИЛ

6.2.3 Результаты испытаний автомобиля ЗИЛ-5301 с АБС фирмы ВАБКО.

Наше время характеризуется стремительным развитием производительных сил общества. Этот процесс, имея поистине глобальные масштабы, сопровождается, в том числе, интенсивным развитием транспорта.

Среди транспортных средств современности ведущее место занимает автомобиль. Отличаясь высокими скоростями движения, комфортабельностью, проходимостью и технологичностью в условиях массового производства, автомобиль стал наиболее распространенным видом транспорта.

Влияние автомобиля на жизнь общества огромно. Помимо выполнения своей прямой (транспортной) функции, он в значительной мере определяет структуру промышленности, изменяет профессиональную ориентацию в обществе, в определенной степени формирует психологию людей, моды, нравы.

Однако, такое широкое проникновение автомобиля в жизнь имеет и теневые стороны. Исключая весьма важные аспекты воздействия автомобиля на окружающую среду, следует остановиться на важнейшей проблеме - обеспечении безопасности движения на дорогах.

Безопасность движения зависит от многих факторов и является комплексной проблемой.

Известными направлениями решения проблемы повышения безопасности движения являются: дорожное строительство (прокладка дорог с раздельными потоками движения и пересечениями на разных уровнях, использование материалов покрытий с высокими сцепными свойствами); организация движения (введение одностороннего движения, дальнейшее распространение светофоров, указателей, информационных табло и т. д.); повышение квалификации водителя и, естественно, совершенствование конструкции автомобиля. Последнее в первую очередь касается улучшений, направленных на повышение активной безопасности — свойства системы «водитель + автомобиль + дорога» предотвращать дорожно-транспортные происшествия.

Активная безопасность определяется: способностью водителя оценить дорожную ситуацию и выбрать безопасный режим движения; возможностью транспортного средства реализовать желаемый безопасный режим движения. Первое зависит от квалификации водителя, второе — от уровня эксплуатационных характеристик транспортного средства, таких как управляемость, устойчивость, тормозная эффективность.

Поскольку рабочая тормозная система современных автомобилей создается с возможностью блокировать колеса даже на сухом бетоне, при торможении существует реальная опасность заноса автомобиля, а для автопоезда - складывания.

Для отечественных условий, характеризующихся климатическим разнообразием и недостаточным благоустройством дорожной сети, обеспечение устойчивости автотранспортных средств при торможении особенно актуально. С целью снижения риска потери устойчивости при торможении юзом и одновременно сохранения возможности торможения с максимальной для данных условий интенсивностью рабочая тормозная система автотранспортных средств проектируется с предписываемым распределением тормозных сил по осям. Требуется, в частности, опережающее блокирование передних колес на всех дорогах для легковых автомобилей и на скользких дорогах - для прочих автотранспортных средств. Но диапазон условий эксплуатации автомобилей настолько широк, что создать рабочую тормозную систему, обеспечивающую желаемое распределение тормозных сил по осям при всех весовых состояниях и на любом дорожном покрытии, удается лишь введением в конструкцию рабочей тормозной системы устройств, корректирующих распределение тормозных сил в зависимости от конкретных условий торможения. Такие устройства, называемые регуляторами тормозных сил, получили широкое распространение, особенно на автомобилях со значительной разницей статических и динамических нормальных нагрузок (короткобазных, с высоким расположением центра масс). Все устройства подобного типа реализуют заранее заданную характеристику, т. е. являются программными автоматами. В силу этого они обладают тем существенным недостатком, что не учитывают эксплуатационные разбросы свойств тормозного привода и тормозных механизмов, а также не реагируют на изменение сцепления пары колесо + поверхность дороги, не учитывают динамику.торможения колеса. Опасность блокирования колес сохраняется, соответственно сохраняется и опасность заноса. Даже самый лучший регулятор тормозных сил лишь в ограниченной степени позволяет улучшить устойчивость автотранспортного средства.

Радикальное решение задачи повышения устойчивости автомобиля при торможении возможно лишь на пути построения автоматической системы управления качением колеса на основе информации о его динамике.

Идея предотвращения блокирования (юза) колеса при пере-тормаживании с помощью средств автоматики появилась давно. Первые патентные сообщения об антиблокировочных устройствах относятся к середине 20-х годов прошлого столетия.

За свою историю развития предложения по предотвращению блокирования колеса прошли этапы механических и электромеханических конструкций. Высокие требования, предъявляемые к осуществлению такими устройствами своих функций в различных дорожных условиях, в полной мере могут быть удовлетворены лишь путем введения электроники в их конструкцию.

Современные электронные АБС представляют собой весьма сложные по конструкции и логике работы системы автоматического управления процессом торможения, способные решать задачу не только предотвращения блокирования колеса, но и задачу оптимизации сцепных свойств колеса с опорной поверхностью во время торможения автомобиля. Оснащение автомобилей и автопоездов такими системами позволяет: смягчить ограничение скорости движения по условиям безопасности; обеспечить предотвращение складывания автопоездов, способствуя увеличению числа звеньев и грузоподъемности; уменьшить вероятность дорожно-транспортных происшествий (ДТП), что соответственно снижает ущерб от потери грузов, травматизма, простоя автомобиля, связанного с последствиями ДТП.

Исследования, рассматривавшие целью создание АБС для применения на отечественных автомобилях, непосредственно связаны с рядом директивных документов, стимулировавших развитие работ в области применения электронных средств управления рабочими процессами машин и механизмов, в том числе автомобиля и его агрегатов.

Важнейшими из этих документов являются: Постановление ЦК КПСС и СМ СССР № 682 от 22. 07. 82г. «О развитии работ по автоматизации машин, оборудования и приборов с применением микропроцессорных средств»; комплексная целевая программа ГКНТ 0.19.047 от 13.12.83г.; приказы Минавтопрома № 165 от 4.06.76г. и № 419 от 25.10.82г., а также перечень рекомендованных ВАК (Бюлл. ВАК №=1,1984) направлений диссертационных исследований по специальности «Автомобили и тракторы» ( п.2 «Разработка систем автоматического управления режимами работы агрегатов с целью повышения производительности, экономичности, безопасности», п. 12 «Разработка методов повышения активной безопасности за счёт улучшения тормозных свойств, устойчивости и управляемости»).

Над проблемой создания АБС в России на протяжении многих лет работает ряд организаций и ВУЗов, в числе которых ЗИЛ, КамАЗ, НАМИ, НИИАЭ, МАМИ, МАДИ, СИБАДИ и др.

Конкретные результаты этих работ нашли отражение в публикациях таких исследователей, как: В. В. Иваненко, В.И. Иларионов, Н.Т. Катана-ев, Г.М. Косолапов, Н. Г. Мальцев, Б.И. Морозов, Я.Н. Нефедьев, Э.Н. Никульников, А. И. Попов, Н.К. Пчелин, А.А. Ревин, В.И. Сальников, Д.А. Соцков, А.К. Фрумкин, А.А. Юрчевский и др.

Активно работают над созданием электронных АБС зарубежные фирмы. Лидирующее положение занимают фирмы «БОШ» и «ВАБКО».

Несмотря на наличие исследований, посвященных АБС, и развитие отдельных технических решений, до настоящего времени не создано общей теории и методов построения систем, пригодных для крупносерийного производства. Трудность решения этой научной проблемы, имеющей важное хозяйственное значение, состоит в необходимости обеспечения высокой эффективности и приемлемой стоимости сложного изделия, предназначенного для применения на автомобиле при крупномасштабном производстве. Противоречие между стоимостью и массовостью применения АБС может быть смягчено обеспечением унификации технических решений.

Цель настоящей работы - повышение активной безопасности движения колесных машин на основе применения унифицированной АБС.

Исходной концепцией построения такой системы управления рассматривается обеспечение инвариантности ее выходных характеристик по отношению к изменению параметров объекта управления (системы «дорога + колесо + автомобиль») и внутренним параметрическим возмущениям. Это достигается приданием системе адаптивных свойств.

Круг задач, связанных с достижением поставленной цели, включает в себя:

- исследование объекта управления "колесо + дорога", тормозного привода с разработкой их математических (функциональных) моделей и обоснованием допускающих экспериментальное измерение критериев качества антиблокировочного управления;

- создание теории построения адаптивного закона управления объектом "колесо + дорога", обеспечивающего инвариантность достижения критериев качества при изменении параметров объекта в широких пределах;

- разработку метода контроля работоспособности контура управления отдельным колесом;

- создание методов построения АБС автомобиля, автопоезда из контуров управления отдельными колесами с обеспечением работоспособности АБС как системы, непосредственно связанной с безопасностью движения;

- натурные исследования и испытания, направленные на оценку эффективности системы по принятым критериям качества.

Комплексное решение перечисленных задач определило содержание исследований, при выполнении которых созданы теоретическая и аппаратурная основы для проектирования и исследования АБС целого класса автотранспортных средств, включая автопоезда.

Научная новизна полученных результатов заключается в том, что разработана теория построения адаптивной АБС колесных машин, в том числе:

- впервые антиблокировочное управление объектом "колеса + дорога" сформулировано как оптимизационная задача на основе функциональной модели в случайно меняющихся (неопределенных) условиях с обоснованием критериев качества решения задачи, позволяющих экспериментальную оценку значений;

- установлено, что сформулированная задача допускает аналитическое определение оптимального значения искомого давления в тормозном приводе, однако это решение неустойчиво по Ляпунову и может быть реализовано лишь в виде квазиоптимального решения;

- предложено для обеспечения квазиоптимального решения задачи между параметрами состояния объекта «колесо + дорога» и искомым значением управляющего давления в тормозном приводе формировать связь на основе теории размытых множеств (нечеткой логики) с введением лин-гвистическои переменной «динамическии образ;

- разработана математическая модель пневматического тормозного привода, отражающая особенности работы силового привода в контуре управления в циклическом адаптивном режиме;

- разработан адаптивный алгоритм решения задачи антиблокировочного управления, компенсирующий недостаток текущей информации об объекте управления "колесо + дорога" использованием предыстории изменения состояния объекта, запоминанием предыдущего квазиоптимального значения давления в тормозном приводе, распознаванием текущего динамического образа объекта и прогнозированием развития состояния объекта;

- разработаны алгоритм и схема контроля работоспособности контура управления;

- разработаны алгоритмы и структуры взаимодействия адаптивных контуров АБС автомобиля, автопоезда.

Реализация результатов работы характеризуется тем, что на основе предложенных в работе теоретических положений и конкретных технических решений создан унифицированный комплект антиблокировочной тормозной системы для грузовых автомобилей: датчик угловой скорости колеса 14.3862; модулятор давления 100-3533410; блок управления 11.3563; блок контроля 12.3863; блок коммутации АБС прицепа 13.3863. Унифицированный комплект прошел сертификационные испытания на автомобилях ЗИЛ категорий N2, N3 и устанавливается на конвейере завода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработана теория построения адаптивной антиблокировочной тормозной системы (АБС) колёсных машин и тем самым решена имеющая важное хозяйственное значение научная проблема по повышению безопасности транспортных средств.

2. Впервые антиблокировочное управление объектом "колесо + дорога" сформулировано как оптимизационная задача, включающая функциональную модель объекта в случайно меняющихся (неопределенных) условиях, цель управления и функционал качества управления при наличии ограничения на расход рабочего тела. При этом в модели искомым управляющим входом рассматривается давление рабочего тела в тормозном приводе, управляемым выходом - относительное скольжение колеса. Отсутствие достаточной текущей информации о состоянии объекта выражается представлением максимального значения коэффициента сцепления в продольном направлении и нормальной реакции колеса в виде неопределенных (размытых) множеств, зависящих от времени и случайной величины, для которой плотность вероятности неизвестна. Функционал качества управления, позволяющий экспериментальную оценку значений, принят в виде интегрального отклонения управляемого изменения скольжения от критического (желаемого) значения скольжения колеса.

3. Установлено, что сформулированная задача допускает аналитическое получение оптимального значения искомого давления в тормозном приводе, при этом относительное скольжение колеса равно критическому (желаемому) значению и обеспечивается торможение с максимально возможной эффективностью. Однако это решение неустойчиво по Ляпунову и может быть реализовано лишь в виде квазиоптимального решения, когда значения давления колебательно поддерживаются внутри Е-интервала, включающего оптимальное значение. При отсутствии необходимой информации об объекте для организации таких колебаний предложено связь между состоянием объекта и искомым значением управляющего давления формировать на основе теории размытых множеств (нечеткой логики), позволяющей переходить от состояния объекта со случайно меняющимися и недоступными для измерения параметрами к лингвистическим переменным (динамическим образам), связь между динамическими образами рассматривать на основе нечеткой логики и полученный нечеткий вывод переводить во вполне определенные значения искомого управляющего давления, обеспечивая адаптацию значения давления к состоянию объекта «колесо + дорога» со случайно меняющимися параметрами.

4. Разработана математическая модель пневматического привода, позволяющая изучать характеристики циклических режимов работы привода, определять условия получения предельных устойчивых циклов, рассматривая в качестве управляющего входа положение запорного органа модулятора давления, а в качестве управляемого выхода - давление сжатого воздуха в рабочей полости тормозной камеры. Установлено, что основными, влияющими на характеристики циклических режимов факторами, являются:

- разная продолжительность процессов впуска и выпуска сжатого воздуха (разные коэффициенты в уравнениях динамики);

- зависимость соотношения продолжительностей процессов выпуска и впуска от уровня рабочего давления, так при рабочем давлении 0,7 Мпа продолжительность выпуска больше продолжительности впуска в 2 раза, а при давлении 0,2 Мпа - в 1,2 раза.

5. Разработан адаптивный алгоритм решения сформулированной задачи, компенсирующий недостаток текущей информации об объекте управления "колесо + дорога" использованием предыстории изменения состояния объекта, запоминанием предыдущего квазиоптимального давления в тормозном приводе, распознаванием текущего динамического образа объекта и прогнозированием развития состояния объекта. Алгоритм включает:

- измерение текущих значений угловой скорости колеса и времени перехода объекта из закритического состояния в целевое состояние - признака динамического образа объекта в текущем цикле;

- вычисление производной сигнала угловой скорости колеса (замедления и ускорения) и сравнение с заданными пороговыми значениями, обеспечивая коррекцию порогового значения замедления в зависимости от угловой скорости колеса;

- формирование сигнала целевой угловой скорости колеса и сравнение с сигналом текущей угловой скорости;

- переключение энергетического канала тормозного привода на растормаживание и затормаживание колеса по результатам сравнения текущих и заданных значений сигналов угловой скорости и производной от угловой скорости колеса;

- формирование сигнала коэффициента "поощрения и наказания", учитывающего предысторию изменения признака динамического образа объекта в предыдущих двух циклах управления;

- формирование квазиоптимального давления в текущем цикле управления на основе предыдущего (запомненного) значения давления, уменьшая его в функции времени - признака динамического образа при растормаживании колеса, а также повышая его при затормаживании с прогнозированием развития состояния объекта. б. Разработаны алгоритм и схема контроля работоспособности контура управления . При этом контролируются:

- время растормаживания в каждом цикле управления;

- целостность электрических цепей подключения датчика угловой скорости колеса и модулятора давления к электронному блоку;

- наличие и стабильность следования амплитуды сигнала от датчика, что косвенно позволяет контролировать изменение зазора между подвижной и неподвижной частями датчика.

При несоответствии хотя бы одного из указанных параметров заданному значению формируется сигнал неисправности, который подается визуально водителю и на реле отключения питания блока управления контура АБС.

7. Разработаны алгоритм и структурный метод организации взаимодействия адаптивных контуров антиблокировочной тормозной системы автомобиля, обеспечивающий:

- возможность индивидуального и группового управления колесами одной оси;

- возможность управления колесами многих осей;

- сохранение работоспособности АБС по осям исходя из приоритета устойчивости движения транспортного средства;

- эффективное информационное взаимодействие между водителем и

АБС.

8. Разработаны алгоритм функционирования и структура антиблокировочной тормозной системы автопоезда, включающая две одинаковые АБС, установленные на автомобиле-тягаче и прицепе (полуприцепе) с соединением через информационно - коммутационный узел, обеспечивающий информационное взаимодействие систем, в том числе идентификацию следующих условий:

- наличие (отсутствие) прицепа (полуприцепа);

- при наличии прицепа (полуприцепа) наличие (отсутствие) на нем

АБС;

- при наличии на прицепе (полуприцепе) АБС наличие (отсутствие) в ней неисправности.

9. На основе разработанной теории создана конструкция унифицированной адаптивной АБС для грузовых автомобилей категорий N2 и N3 с пневматическим и пневмогидравлическим тормозным приводом, включающая: датчик угловой скорости колеса 14.3862; модулятор давления 100-3533410; блок управления 11.3863; блок контроля 12.3863; блок коммутации АБС прицепа 13.3863. Данный комплект сертифицирован на всех выпускаемых автомобилях ЗИЛ категорий N2 и N3.

10. Испытаниями установлено, что созданная унифицированная адаптивная АБС на грузовых автомобилях категорий N2 и N3 обеспечивает:

- эффективное торможение с коэффициентом использования сцепления от 0,78 до 0,97;

- сохранение устойчивости движения при торможении на поверхностях с различными коэффициентами сцепления по бортам, при этом угол поворота рулевого колеса не превышает 53° в течение первых двух секунд и не превышает 100° в целом;

- достижение расхода сжатого воздуха в пределах, позволяющих после работы АБС в течение 15 е., после четырех полных срабатываний рабочей тормозной системы, затормозить транспортное средство с замедлением не менее 3,0 м/с .

И. Новизна предложенных теоретических положений и технических решений подтверждена 11 авторскими свидетельствами и патентами СССР и РФ, полученными при выполнении работы.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976. -280 с.

2. Айзерман М.А. Метод потенциальных функций в теории обучения машин. М.: Наука, 1970. - 324 с.

3. Андреев Н.И. Теория статистически оптимальных систем. — М. Наука, 1980.-155 с.

4. Андреевичев Ю.Н. Исследование аппаратурной погрешности реализации закона управления автомобильной антиблокировочной тормозной системы: Дис. канд. техн. наук.-М., 1981. 203 с.

5. Антонов Д.А. Теория устойчивости движения многоосных автомобилей. М.: Машиностроение. - 216 с.

6. Ахметшин A.M. Самообучающаяся антиблокировочная тормозная система колесных машин. М.: МГИУ, 2002. -140 с.

7. Ахметшин A.M., Глуховский Д.М. и др. Грузовые атомобили ЗИЛ. М.: Машиностроение, 1993. - 624 с.

8. Ахметшин A.M. Исследование характеристик пневматического тормозного привода перспективных автомобилей // III научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов: Сб.- М.: ЗИЛ, 1975, С. 175-179.

9. Ахметшин A.M., Романенко Н.Т., Федорец В.А. Наполнение и опоражнивание постоянного объема // Известия ВУЗов. Машиностроение, 1975. № 12. С. 66-70.

10. Ахметшин A.M., Меламуд Р.А. Характеристики электропневматических модуляторов противоблокировочных устройств // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 9.-М.: НИИНАвтопром, 1980. С. 73-94.

11. Ахметшин A.M. Вишняков Н.Н., Курбатов А.В., Меламуд Р.А. Исследование рабочего процесса тормозных кранов // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 9. — М.: НИИНАвтопром, 1980. С. 59-73.

12. Ахметшин A.M., Балычев С.М., Меламуд Р.А., Игнатьев А.Н. Методика проектирования электропневматического модулятора давления АБС // ЭИ Конструкция автомобилей / НИИНАвтопром.-М., 1980. № 4. С. 12-17.

13. Ахметшин А.М., Меламуд Р.А. Исследование характеристик тормозных камер // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. И / НИИНАвтопром.-М., 1982. С. 5867.

14. Ахметшин A.M. К расчету электропневматических модуляторов антиблокировочной тормозной системы // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 14/ НИИНАвтопром. М., 1985. С. 50-60.

15. Ахметшин A.M., Вишняков Н.Н., Курбатов А.В., Меламуд Р.А. Динамический расчет пневматических тормозных приводов автотранспортных средств. -М.: НИИНАвтопром, Деп. № 853 ап Д83., С. 1-25.

16. Ахметшин A.M., Вешняков Н.Н., Курбатов А.В., Меламуд Р.А. Статический расчет пневматических тормозных приводов автотранспортных средств. М.: НИИНАвтопром, Деп. № 854 ап - Д83, С. 1-22.

17. Ахметшин A.M. Об основах проектирования антиблокировочной тормозной системы грузовых автомобилей // Конструирование, исследование, технология и экономика производства автомобиля: Сб. Вып. 15 / НИИНАвтопром.-М., 1986. С. 83-93.

18. Ахметшин A.M., Агафонов С.А. К устойчивости управления качанием колеса с проскальзыванием // Известия ВУЗов. Машиностроение: 1990. №10. С. 86-90.

19. Ахметшин A.M. АБС для грузовых автомобилей ЗИЛ // Автомобильная промышленность. 1995. №3. С. 38-39.

20. Ахметшин A.M., Брыков С.А. Антиблокировочная система тормозов для автомобиля ЗИЛ — 5301 // Производство, образование, наука -проблемы и перспективы: Сб. АМО ЗИЛ МГИУ - М.: МГИУ, 1998. С. 102-107.

21. Ахметшин A.M. Самообучающаяся АБС. Автомобильная промышленность, 2001, № 6, с. 34-36.

22. А.с. 749712 (СССР). Электропневматический модулятор для противоблокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный, В.И. Машатин, Р.А. Меламуд. Опубл. в Б.И., 1980, № 27.

23. А.с. 872343 (СССР). Электропневматической модулятор для противоблокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный, В.И. Машатин, Р.А. Меламуд. Опубл. в Б.И., 1981, № 38.

24. А.с. 943042 (СССР). Электропневматический модулятор для противоблокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Р.А. Меламуд. Опубл. в Б.И., 1982, № 26.

25. А.с. 1036595 (СССР). Электропневматический модулятор для тормозной системы транспортного средства / А.М. Ахметшин. Опубл. в Б.И., 1983, №31.

26. А.с. 1147621 (СССР). Электропневматический модулятор для противоблокировочной тормозной системы автомобиля / A.M. Ахметшин, Н.М. Загуменный. Опубл. в Б.И., 1985, № 12.

27. А.с. 1172778 (СССР). Способ управления торможением колеса транспортного средства / А.М. Ахметшин, И.А. Курзель. Опубл. в Б.И., 1985, №30.

28. А.с. 1562186 (СССР). Противоблокировочная тормозная система транспотного средства / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. / Опубл. в Б.И.,1990, №17.

29. А.с. 1659260 (СССР). Противоблокировочная тормозная система транспортного средства. / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. Опубл. в Б.И.,1991, №24.

30. А.с. 1781107 (СССР). Противоблокировочная тормозная система автомобиля / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. Опубл. в Б.И., 1992, № 46.

31. Патент 2038235 (РФ). Противоблокировочная тормозная система автопоезда / A.M. Ахметшин, A.M. Будяк. Опубл. в Б.И, 1995, № 18.

32. Патент 2057038 (РФ). Тормозной пневматический привод транспортного средства / A.M. Ахметшин, И.И. Ермаков, В.И. Машатин, E.JI. Решетников. Опубл. в Б.И., 1996., № 9.

33. Балабин И.В. и др. Упругие и сцепные характеристики автомобильных шин: Обзорная информация НИИНАвтопром. — М., 1979. -61 с.

34. Балакин В.Д. Исследование устранения блокирования колес автомобиля при торможении: Автореф. дисс. канд. техн. наук.-Харьков, 1970. -27 с.

35. Балычев С.М. Исследование рабочего процесса и расчет автомобильной антиблокировочной системы: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1981.-24 с.

36. Бобир НЛ., Лобанов А.Н., Федорук Г.Д. Фотограмметрия. М.: Недра, 1974.-393 с.

37. Бухарин Н.А. Тормозные системы автомобилей. Л.: Машгиз, 1950.-291 с.

38. Будущее искусственного интеллекта / Под ред. К.Е. Левитина, Д.А. Поспелова. М.: Наука, 1991. - 302 с.

39. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. -М.: Наука, 1978.-400 с.

40. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983. - 340 с.

41. Вышнеградский И.А. О регуляторах прямого действия. / Классики науки: Сб. / Изд. АН СССР.- М., 1949. С. 41-95.

42. Высоцкий М.С. и др. Грузовые автомобили. М.: Машиностроение, 1979-384 с.

43. Герц Е.В., Крейнин В. Расчет пневмопривода. М.: Машиностроение, 1975.-272 с.

44. Гецович Е.М. Исследование предельных возможностей противо-блокировочных систем по обеспечению устойчивости автомобиля: Автореф. дис. канд. техн.наук. Харьков, 1980 - 24 с.

45. Гольдин И.И., Ротенберг Р.В., Хубелашвили Ш.Н. Моделирование управляющих действий водителя автомобиля // Автомобильная промышленность. 1977. № 7.

46. Гредескул А.Б., Булгаков Н.А. Экспериментальное исследование блокирования затормаживаемого колеса // Автомобильная промышленность. 1965. №3. С. 12-15.

47. Гредескул А.Б., Ломака С.И., Гецович Е.М. Влияние противобло-кировочной системы на боковую устойчивость тормозного колеса // Техника. Киев. 1981. № 18. С. 93-96.

48. Гуревич Л.В. Расчетное определение влияния антиблокировочной тормозной системы на ходимость шин. // Труды НИИавтоприборов. — М., 1978, С.56-69

49. Гуревич Л.В. Современные методы дорожных испытаний автомобильных антиблокировочных систем. М.: НИИНавтопром, 1978. - 98 с.

50. Гуревич Л.В. Существующие схемы применения автомобильных антиблокировочных систем. // Автотранспортное электрооборудование: Сб. Вып. 4 М.: НИИавтопром, 1977. С. 5-9.

51. Гуревич Л.В., Жирнов Р.А. Модуляторы противоблокировочных устройств в пневматических тормозных системах. М. : НИИНавтопром, 1976.-89 с.

52. Гуревич Л.В., Маламуд Р.А. Тормозное управление автомобиля. — М.: Транспорт, 1978. 152 с.

53. Гуревич Л.В. Об экономической эффективности антиблокировочных тормозных систем специальных автомобилей // Автомобильная промышленность. 1982. № 8. С. 15-16.

54. Денисов А.А. Информационные системы. Л.: Энергоатомиздат, 1983.-72 с.

55. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973.-360 с.

56. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель/ Под ред. А.А. Хачатурова. -М.: Машиностроение, 1976. 585 с.

57. Загоруйко И.Г. Методы распознавания и их применения. — М.: Советское радио, 1972. 208 с.

58. Зайдель А.Н. Ошибка измерений физических величин. — JL: Наука, 1974.-108 с.

59. Залманзон JI.A. Теория элементов пневмоники М.:Наука, 1969-507с.

60. Ечеистов Ю.А. Исследование некоторых эксплуатационных качеств автомобиля с учетом преобразующих свойств его шин: Автореф. дисс. докт. техн. наук. М., 1973. - 32 с.

61. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. — 4-е изд., перераб. и доп. — М,: Машиностроение, 1978. 736 с.

62. Иларионов В.А., Пчелин И.К. Пространственная математическая модель для исследования активной безопасности автомобиля // Исследование торможения автомобиля и работы пневматических шин: Сб. Омск: ОмПИ, 1979. С. 3-18.

63. Иларионов В.А., Пчелин И.К. Реакции дороги, действующие на тормозящее колесо автомобиля // Исследование торможения автомобиля иIработы пневматических шин: Сб. Омск: ОмПИ, 1979. С. 25-41.

64. Иларионов В.А. и др. О траектории движения тормозящего колеса // Автомобильная промышленность. 1976. № 3. С. 14-16.

65. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука. Главная редакция физико-матем. литературы. 1978. - 512 с.

66. Кандрашина Е.Ю., Литвинцева Л.В., Поспелов Д.А. Представление знаний о времени и пространстве в интеллектуальных системах/Под ред. Д.А. Поспелова. Москва: Наука, 1989. - 328 с.

67. Кику А.Г. и др. Адаптивные системы идентификации. Киев: Техника, 1975.-288 с.

68. Кнороз В.И. и др. Работа автомобильной шины. М.: Транспорт, 1976.-238 с.

69. Кожевников В.И., Дик А.Б. К описанию модели тормозящего колеса // Безопасность транспортного процесса: Труды ВНИИСЭ. М., 1981. С. 47-54.

70. Коренев Г.В. Цель и приспособляемость движения. М.: Наука, 1974.-528 с.

71. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1973. — 832 с.

72. Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и аналого-цифровые вычислительные машины. М.: Мир, 1967. - 462 с.

73. Королев Н.С. Эффективность работы автомобильного транспорта. -М.: Транспорт, 1981. 104 с.

74. Косолапов Г.М., Ревин А.А. О неравномерности торможения колес автомобиля с антиблокировочной системой // Динамика колесно-гусенечных машин: Сб. Волгоград: ВПИ, 1975. С. 3-27.

75. Кузин JI.T. Основы кибернетических моделей. М.: Энергия, 1979.-584 с.

76. Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы. — М.: Высшая школа, 1980. 270 с.

77. Левин Ю.С. Исследование влияния конструкции шины на сцепление с мокрой дорогой: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1971. — 24 с.

78. Литвинов А.С. Управляемость и устойчивость автомобиля. -М.: Машиностроение, 1971.-416 с.

79. Литвинов А.С. и др. Расчетный метод определения некоторых характеристик шин при одновременном действии на них вертикальных, боковых и продольных сил // Автомобильная промышленность. 1979. № 2. С. 17-20.

80. Лигай В.В. Исследование устойчивости и эффективности торможения автомобиля с антиблокировочной тормозной системой (АБС): Автореф. дисс. канд. техн. наук . М., 1979. - 25 с.

81. Ломака С.И. Исследование влияния противоблокировочных устройств на процесс торможения автомобиля: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Харьков, 1966. - 27 с.

82. Лукьянов В.В. Безопасность дорожного движения. М.: Транспорт, 1978.-247 с.

83. Малюгин П.Н. Возможности и пути улучшения устойчивости движения автомобиля при торможении: Дисс. канд. техн. наук. — Омск, 1985.-229 с.

84. Майборода О.В. Факторы, влияющие на надежность управления автомобилем. -М.: НИИНавтопром, 1976. -73 с.

85. Метелицын И.И. Устойчивость движения автомобиля // Теория гироскопа. Теория устойчивости. -М.: Наука, 1977. -219 с.

86. Метлюк Н.Ф. Динамика и методы улучшения характеристик тормозных приводов автомобилей и автопоездов: Дисс. докт. техн. наук. -Минск, 1973.-386 с.

87. Минский М. Фреймы для представления знаний. — М.: Энергия. 1979.-151 с.

88. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. — М.: Наука, 1981.-487 с.

89. Морозов Б.И. Динамика управляемого движения автомобиля: Дисс. докт. техн. наук. М., 1973. - 320 с.

90. Неймарк Ю.И. Динамические системы и управляемые процессы. — М.: Наука, 1978.-336 с.

91. Неймарк Н., Коган НЛ., Савельев В.П. Динамические модели теории управления. -М.: Наука, 1985.-400 с.

92. Нефедьев Я.Н. Теория, разработка и исследование унифицированной системы автоматического управления антиблокировочным торможением грузовых автотранспортных средств: Дисс. докт. техн. наук. М., 1985.-307 с.

93. Нефедьев Я.Н., Никульников Э.Н., Сальников В.И. Российская АБС: Качество и проблемы // Автомобильная промышленность. 2001. № 5. С. 32-35.

94. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта. М.: Радио и связь, 1985.-376 с.

95. Никольский С. Нечетко едешь дальше будешь. // Компьютерра. 2001. №38. С.15-19.

96. Оржевский И.С. Исследование работы системы предотвращения блокирования колёс автомобиля при торможении: Дисс.канд.техн.наук. -М., 1966.-120 с.

97. Певзнер Я.М. Теория устойчивости автомобиля. М.: Машгиз, 1947.-156 с.

98. Петров В.А. Автоматические системы транспортных машин. — М.: Машиностроение, 1974. 336 с.

99. Петров В.А. Современная теория качения пневматического колеса и ее практическое приложение // Автомобильная промышленность. 1993. №4. С. 14-18.

100. Петров М.А. Работа автомобильного колеса в тормозном режиме. Омск: Зап.-Сиб. книжн. из-во, 1973. - 327 с.

101. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии - М.: Наука, 1988. - 280 с.

102. Погорелов В.И. Газодинамические расчеты пневматических приборов. -Л.: Машиностроение, 1971. 184 с.

103. Правила № 13. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения. Е/ЕСЕ/505.5, TRANS, 1973г.