Функциональная блок-схема системы VDC

Функциональная блок-схема системы VDC, отвечающая решению фундаментальной задачи управления курсовой устойчивостью автомобиля, показана на рисунке 3. Такая схема описывает функциональную взаимосвязь параметров системы VDC и порядок их обработки.

Во-первых, по входным параметрам (воздействиям водителя на органы управ­ления), которые с помощью датчика угла поворота рулевого колеса, датчика дрос­сельной заслонки и датчика давления в тормозной системе преобразуются в элект­рические сигналы, определяется номинальное (штатное) поведение автомобиля, описанное номинальными значениями регулируемых переменных. Это наиболее важная и наиболее сложная задача для контроллера системы VDC, так как поведе­ние автомобиля зависит не только от воздействий водителя, но и от неизвестных воздействий окружающей среды, например, от трения между колесами и дорогой, от температуры воздуха и т. д. Кроме того, значения регулируемых переменных должны быть выбраны такими, чтобы поведение автомобиля в критических ситуа­циях было подобным движению в нормальных условиях.

Во-вторых, по полученным значениям от датчиков скорости колес, датчика рыскания и датчика боковых ускорений определяется фактическое поведение ав­томобиля, соответствующее фактическим значениям регулируемых переменных. Далее вычисляется и используется разность между номинальными и фактически­ми значениями переменных величин как набор управляющих сигналов в контрол­лере системы VDC.

Для реализации задачи управления боковым уводом каждого колеса в отдель­ности, т. е. при выполнении основной функции системы VDC, необходимо, что­бы тормозное давление на каждом колесе могло модулироваться независимо от водителя и как этого требует заложенная в память ЭБУ – VDC программа управле­ния. Отсюда очевидно важное различие между системами АВS и VDC. Для систе­мы АВS колесо является объектом управления скоростью его вращения, чтобы предотвратить блокировку и сохранить скольжение колеса малым (в пределах до­пустимой нормы). При этом предотвращается возможность появления и некото­рого воздействия поперечной силы. Для системы VDC автомобиль является объ­ектом управления с целью стабилизации движения в критических ситуациях, ког­да пробуксовкой колес можно и нужно управлять, чтобы получить требуемые поперечные и продольные силы воздействия на движущийся автомобиль.

Вкритической ситуации, когда автомобиль начинает срываться в движение бо­ковым юзом, ширина полосы скольжения между передними и задними колесами больше ширины автомобиля. Это позволяет выбрать каскадную структуру систе­мы управления, в которой внутренний контур управления с обратной связью управляет пробуксовкой колес, а внешний — движением автомобиля. Такая структура системы управления показана на рисунке 4.

Рисунок 3 Функциональная блок – схема системы VDC

Во внешнем контуре управления с обратной связью происходит коррекция номинальных значений скольжения колес под требуемое для нештатных усло­вий движения. При этом контроллер скольжения получает сигналы управления от контроллера динамики автомобиля в виде' разностных величин между номи­нальными и фактическими параметрами движения, а также от датчиков автомо­биля. Во внутреннем контуре формируются сигналы управления для исполните­льных механизмов, с помощью которых корректируется боковой увод колес до номинальных значений скольжения. Наблюдатель используется для того, чтобы оценить фактическое значение угла бокового увода автомобиля и других неиз-меряемых величин, например, сил воздействия на колеса, направленных по нормали. Как и в системе АВS, алгоритм управления запрограммирован и хра­нится в ПЗУ – VDC. Когда система VDC активирована, контроллер скольжения реализует выборку данных из памяти, сравнивает их с текущими значениями, вырабатывает корректирующие сигналы и передает их на исполнительные устройства.

Система управления двигателем реализована как внутренний контур управле­ния с обратной связью. Номинальные значения сигналов, передающиеся к систе­ме управления двигателем по шине САN -интерфейса, определяют пределы регу­лирования крутящего момента.

Рисунок 4 Каскадная структура системы VDC с двумя контурами обратной связи