Метод управления буксованием колесного движителя автомобиля и трактора

Известно, что с ростом буксования колесного движителя возрастают как потери энергии, так и – до определенного предела – реализуемая тяговая сила. В связи с этим для снижения потерь энергии на движение машины необходимо ограничивать буксования колес на уровне, достаточном для создания требуемой тяги. Большинство существующих алгоритмов, направленных на реализацию указанного ограничения, требуют информации о линейной скорости транспортного средства. Однако измерение последней с заданной точностью вне лабораторных условий затруднительно, что в ряде случаев приводит к нарушению работоспособности алгоритма управления. Поэтому актуальным является разработка метода управления для противобуксовочной системы, в частности для случая разгона, согласно которому возможна оценка и ограничение буксования колес в заданных пределах при неизвестных характеристиках опорной поверхности и скорости движения машины.

Статья посвящена разработке метода оценки и ограничения буксования колесного движителя на уровне, достаточном для реализации потребных тяговых сил без использования данных о линейной скорости транспортного средства и сцепных свойствах опорной поверхности.

В статье приводится описание математической модели динамики прямолинейного движения «четверти» автомобиля по твердой ровной горизонтальной опорной поверхности. Посредством виртуальных экспериментов, имитирующих разгон «четверти» автомобиля с малым буксованием, была установлена взаимосвязь между силой тяги на оси колеса и кинематическими параметрами вращательного движения, которые являются измеряемыми и могут контролироваться в процессе движения транспортного средства, например, применением динамометрических колес. На основе полученного критерия был разработан регулятор, позволяющий ограничить буксование колес при разгоне транспортного средства. Эффективность разработанного регулятора доказывается математическим моделированием разгона «четверти» автомобиля с различной интенсивностью по двум типам опорных поверхностей, а также обосновывается аналитически при условии постоянства скольжения колеса в пределах интервала измерений.

В работе представлен подход к оценке и ограничению скольжения колес транспортного средства при разгоне с применением регулятора, основанного на «нечеткой» логике. Также приведено теоретическое обоснование предложенного метода, не требующего информации о линейной скорости транспортного средства и сцепных свойствах колеса с опорной поверхностью.

В ходе исследования был разработан алгоритм работы противобуксовочной системы, который позволяет ограничивать буксование колеса на заданном уровне с сохранением достаточного запаса по тяге, что приводит к снижению износа шин, снижению вероятности потери подвижности и повышению энергоэффективности транспортного средства.