Légfékrendszer szimulációja fix lépésközzel

Átírás

1 Járűipari innováció Légfékrendszer sziulációja fix lépésközzel Baldauf András gyakornok Knorr-Brese Fékrendszerek Kft. Hankovszki Zoltán PhD-hallgató BME, Gépjárűvek Tanszék Kovács Roland fejlesztési csoportvezető Knorr-Brese Fékrendszerek Kft. Dr. Palkovics László tanszékvezető h. BME, Gépjárűvek Tanszék A száítógépes sziulációs eljárások fontossága fejlesztések során vitathatatlan napjainkban. Ezen űfajnak több iránya is található: a részletes odellek főleg hő- és áralástechnikai valaint szilárdsági odellezések során jutnak szerephez. Aennyin a futásidő és száítási kapacitás alacsonyan tartása is követelényként lép fel, koproisszuokat kell kötni. Célunk a prezentált rendszerrel e koproisszuok optiálása. Nowadays there is no doubt about coputer based siulations iportance in case of developent. There are several directions in this art: coplex odels are rather for thero or fluid dynaic s analysis and solidity investigations. If running tie s and coputing perforance s inializations are also substantial, coproises cannot neglected. Our ai is to reach an optial coproise with the presented syste. Szolver és lépésköz választása Sziulációs szoftver készítésekor indig a kitűzött cél alapján kell a szolvert egválasztani: ilyen pontosságot és futásidőt várunk el a sziulációtól. Aennyin kiszáítható futásidejű szoftverre van szükségünk, ely például tipikus követelénye egy HIL (Hardware-In-the-Loop hardver a körfolyaatban) rendszernek, fix lépésközű szolvert kell választanunk dinaikus folyaatok odellezéséhez. Változó lépésközű szolver esetén a lépésköz függ a száított folyaat dinaikájától: gyorsan változó rendszer esetén csökken a lépésköz, hogy egfelelő pontosságot tudjon a szoftver tartani a száításokban. Ugyanakkor lassan változó rendszer esetén nő a lépésköz a szükségtelen száítások ellőzése iatt. Azonban előbbi okán sok esetn az elaprózódó lépéshosszak a száítási időigényt nagyon egnövelhetik. Ez valós idejű alkalazások esetén egengedhetetlen. Ilyenkor a fix lépésköz kínálkozik egyedüli egoldásként, á ebn az esetn gondoskodni kell arról, hogy a sziuláció során csak olyan folyaatok zajlódhassanak le, elyek száításához inden körülények között egfelelő éretű az alkalazott lépésköz []. Fix lépésközű szolverek esetén is több lehetőségünk nyílik: a legegyszerűbb egoldás az Euler-szolver. Itt bárilyen plauzibilitási vizsgálat vagy egyéb egfontolás nélkül az aktuális lépésn száolt változóérték az előző lépésli érték és differenciálérték (valaint terészetesen a lépésköz) függvénye. Ez eredényezi a leggyorsabb egoldást, de ez is rejti a legnagyobb veszélyeket agában. Változó lépésköz esetén például a szolver vizsgálhatja az előző érték és differenciál nagyságát, és egfelelő éretű lépésközt állapít eg, akár többszörös iterációval is. Ezzel a cél az, hogy inden száított integrálérték az előző lépésn elért érték valaely előre eghatározott résznagyságánál kisebb értékn változzon, így biztosítva a kapott egoldás adott hibahatáron lül aradását. Fix lépésköz esetén például ez az ellenőrzés elarad, a száítási hiba nagysága pedig a szolver által így kontrollálatlan. További lehetőség lehet a egoldás során a száított integrálérték súlyozott figyelevétele például valailyen arányú súlyozással az aktuálisan száított és előzőleg kapott értékek között. Egy anapság átlagosnak ondható asztali száítógépen (,7 GHz órajelű CPU és GB RAM eóriával ellátva) az s lépésköz nevezhető a legjobb választásnak egy viszonylag koplex rendszer sziulálásához így az általunk utatni kívánt légfékrendszerhez is. Fontos, hogy ebből a lépésközből elő lehet állítani a vagy s-os frissítési idejű CAN üzeneteket például követelény, hogy inden a sziulációs odell kienetei által használt lépésköz az egész száú többszöröse legyen az alaprendszer lépésközének. Kisebb lépésköz választása esetén (például s-os trigger igényekor iniu,5 s-os lépésköz szükséges) célszerű a sziulált rendszer egyes eleeit inél nagyobb lépésközű alrendszerek csoportosítani a száítási igények csökkentése végett terészetesen aennyin ezt a egoldani kívánt egyenletek engedik. Fentiek alapján célunk volt egy viszonylag gyors, de indenképpen legalább valós idejű futási sességgel rendelkező sziulációs odell egalkotása. Továbbá célul tűztük ki ezek ellett olyan folyaatok leírását, int a nyoásterjedés a légfékrendszern, vagy az igen kis töegű és viszonylag nagy erővel ozgatott dugattyúk ozgásegyenlete. Ezen koproisszuok eredénye lett a ár elített okokból is praktikus s lépésköz, illetve a száított egyenletek sokasága iatt a legegyszerűbb Euler-szolver alkalazása. Utóbbi viszont azt jelenti, hogy vagy a választott paraéterekkel kell arról gondoskodnunk, hogy a felírt egyenletrendszerek egoldhatóak legyenek az s x -3,5,5,5 -,5 Elozdulás [] Sesség [/s] -,,,3,4,5,6,7,8,8, idő[s]. ábra: stabil és ne stabil egoldások lengőrendszerre 94 A jövő járűve I /

2 Járűipari innováció lépésközzel. Vagy ha ez ne lehetséges, akkor az egyenleteket kell nuerikusan olyan ódon átalakítani, hogy egoldhatóak legyenek ár ilyen értékű intavételezéssel is. Lineáris differenciálegyenletek nuerikus egoldása Elsőfokú és ásodrendű, de ne feltétlenül állandó együtthatós egyenletek kerültek alkalazásra a odell egépítése során. Utóbbira példa egy dugattyú felütközése a ház falára (lásd lentebb). Ökölszabályként elondható, hogy egy adott frekvenciájú jel leírásához legalább egy nagyságrenddel nagyobb intavételezés szükséges. Mindez ebn az esetn annyit tesz, hogy az s lépésköz Hz-es intavételnek felel eg, így körüllül Hz-es frekvenciájú jeleket képes a rendszer ég jól leírni. Vagyis olyan lengőrendszereket leíró differenciálegyenletek oldhatóak eg jó eséllyel elvileg, elyek sajátfrekvenciája a Hz-es határ alatt van. Abban az esetn, ha az s-os lépésköz ne bizonyul egfelelően kicsinek egy egyenlet egoldásához, annak nuerikus, diszkrét lépésközű felírása és átalakítása után ég nyílhat esély a egoldásra. Vegyünk példának egy egyszerű ozgásegyenletet külső gerjesztéssel, ely szintén ne tartalaz az adott határnál nagyobb frekvenciájú jeleket ( 3). F G [ k] a[ k] + D v[ k] + S s[ k] = () [ k] a[ k ] t + v[ k ] v = () [ k] v[ k ] t + s[ k ] s = (3) S D γ = (4) A (4) szerint eghatározhatjuk a lengőrendszer csillapított sajátfrekvenciáját (bár az adott szolverrel való egoldhatóság során szerepet játszik a csillapítatlan sajátfrekvencia értéke is). Esetünkn tipikusan alulcsillapított leírások fordulnak elő. Az s lépésköznek egfelelően körüllül Hz-es határig képes az Euler-szolver egfelelően egoldani egy ilyen típusú egyenletet a tranziensek kevésbé pontos egoldásának igényével ez a határ kitolható akár Hz felé is, ilyenkor a lengések száítása ár pontatlan, ugyanakkor a egoldás statikus értéke helyes lesz, és a egoldó a tapasztalatok szerint ég stabilan űködik. Körüllül 3 Hz felett azonban a rendszer ár önagát gerjesztheti az egyre kevésbé pontos egoldásokkal, és ilyenkor ne jut stabil unkapontra. v [ k] a[ k] t + v[ k ] = (5) t = (6) [ k] a[ k] ( ) + v[ k ] t + s[ k ] s F [ k] v[ k ] ( D + t S) s[ k ] ( t) G = + t D + S A (-3) egyenletek egyszerű Euler-szolvert alkalaznak, elyet a Matlab/Siulink különálló blokként agában foglal, és az S a [ k] (7),5 Erő [N],5,5 Sesség [/s] -,5 -. ábra: ütközőbak elozdulás-sesség erődiagraja Elozdulás [] egyenletek felépítésekor ne kell nekünk ily ódon az integrátorokat egépíteni. Ezen integrátorok kibontásával és ódosításával azonban lokálisan a visszacsatolt Euler-szolver integrálási ódszerét kaphatjuk az (5-6) egyenletek szerint. Utóbbiak egoldása ne olyan triviális, int előbbieké, hiszen az aktuális érték kiszáításához szükséges aktuális deriváltérték függ agától az aktuális értéktől. Egyszerűbb esetekn azonban egoldható ég ez a látszólagos algebrai hurok, így esetünkn (, 5, 6) egoldása (7). Ennek alkalazásával tulajdonképpen egy alrendszer szintjére i agunk készítjük el a ódosított szolvert. Megfelelő paraéterválasztással elérhetünk akár Hz-es sajátfrekvenciájú lengőrendszerek esetén is stabil egoldást az. ábra egy 866 Hz-es sajátfrekvenciájú lengőrendszer egoldását utatja s Euler-szolver által biztosított integrátorral (kék), illetve az (5, 6, 7) alapján elkészített visszacsatolt Euler-integrátort (zöld) tartalazó odellel (ely szintén Euler-szolvert használ, de a egoldásban ne szerepel a szolver által egoldandó integrálási feladat). Utóbbi az ábrán zöld színnel látható. Egy dugattyú töege dkg nagyságrendű, a féek erevsége igen agas, csillapításuk pedig az ideális körüllül %-ára tehető tapasztalatok alapján. Mindezek ellett egy Hz-es paraéterszett összeállítása is ár a valóság torzítása árán lehetséges csak: a dugattyú töege folyásolja annak nyitási/ zárási idejét, ábár ez a nyoásáralás egindulásához képest viszonylag jelentéktelen. Kisértékn így lehetséges növelni annak töegét, illetve a ház fala erevségének csökkentése is egengedhető, ivel ne releváns, hogy a kis töegű dugattyú ozgatására szánt erőtér által létrehozott N nagyságrendű erő egy 7 N/ vagy 6 N/ erevségű falon hoz létre deforitást, hiszen ezek az elozdulások az átölési keresztetszet hosszához képest több nagyságrenddel kisebk. A ház falának való felütközés ábrázolására [] ad jó szeléletet. A. ábra ez alapján egy grafikus ábrázolást utat: a pirossal jelzett ferdesík etszi a horizontot. Mivel egy ütközéses kapcsolatban csak nyoóerők léphetnek fel, így a fellépett ellenerő síkja a horizont által határolt. A narancssárga sík szintén határolja ezt a síkot: ennek szerepe praktikussági okokból van: aint az látható, a felütközés 3 -es elozdulásnál kezdődik. Pozitív ütközési sesség esetén ilyenkor bár ég csak egtörtént a kontaktus és deforáció ég ne lépett fel, áris a lépési sességből adódna egy egységugrás szerű erőhatás. Ezt elkerülendő a narancssárga sík lelapolja a horizont, a piros sík és a 3 -es határnál állított függőleges sík által zárt teret. Ennek értelezése egy lokális rugóként lehetséges. Mindezeket összefoglalva (8) utatja a felütközés,5 3 3,5 4 / I A jövő járűve95

3 Járűipari innováció,,,8,6,4 Elozdulás [] Ahol: κ κ Π = () κ +, ábra: felütközés folyaata int feltételes kapcsolat értelezését, a 3. ábra pedig egy példát utat: a zölddel jelzett elozdulás lenne a test eredetije bak nélkül, és a kékkel jelölt ódosulat jelzi a felütköztetett állapotot. Továbbá a (8) szerinti előző lépésn száított elozdulás és sességértékek cseréjével az aktuális lépésliekre (gyakorlatilag (7)- való integrálásával) ég tovább javítható a folyaat egoldhatósága. ( s[ k ] s ) Slokális [ ] ( [ ] ) [ ] F G k = ax,in (8) s k s Sbak + v k D bak Elei odell Mivel a haszongépjárűvek felhasználási céljai és körülényei nagyon sokrétűek lehetnek, ennek egfelelően a pneuatikus fékrendszerekből is rengeteg különböző konfiguráció érhető el. Célunk egy olyan odellcsoag egalkotása volt, aelyből a felhasználó tetszőlegesen kiválaszthatja a száára szükséges koponenseket, és összerakhatja az általa elképzelt rendszert. Mivel a odell a fenti echanikai egyenleteken felül a nyoásterjedés odellezésére is alkalas kell hogy legyen, szükséges volt egy alapvető pneuatikai lánc kialakítása, ely inden variációnál [3] kielégíti a kontinuitás és az energiaegaradás törvényét. Minden koponenst és csővezetéket egy karának (vagy kararendszernek) tekintünk, elyeket fojtások kötnek össze. Ezen fojtásokon (9) szerinti töegára definiálható, az áralási sességet pedig () utatja [4]. p = ραavdt = αavdt (9) R T Sesség [/s] -,,,3,4,5,6,7,8,8, idő[s] Ezzel a odellel kerül száításra a karák közötti térfogatára. A karák sziulációjánál a következő (a sziuláció céljaival összhangban levő) feltételezéseket használtuk: A hőérséklet és nyoáseloszlás egyenletes a teljes térfogaton A gáz fizikai tulajdonságai, int pl. a gázállandó vagy fajhő inden nyoáson és hőérsékleten állandó A teret ideális gáz tölti ki A kara felületén hőátadás van a környezet felé A kara térfogata állandó. Mint elítettük, a sziulációval szen táasztott egyik követelény a kontinuitás törvényének kielégítése. Ennek egfelelően a karákban levő töeg indig egyenlő kell hogy legyen a kezdeti töeg, valaint a ki- és áraló töegek összegével: d d ki = + dt dt dt (3) dt A ásik elvárás pedig az energiaegaradás törvényének sze előtt tartása. A fent elített közelítéseket figyele véve a kara energiaváltozása a következő képlettel írható le: du d d ki = h h Q + (4) dt dt dt ki Q Ahol a hőára és az entalpia: ( T T ) = A kara k k körny (5) h = c V T (6) Felhasználva a lső energia és a nyoás közti összefüggést: dpk κ R d d ki κ = T T + Q dt V dt dt ki V (7) k A nyoás és a töeg iseretén lévén a térfogatot állandónak feltételezzük a kara hőérséklete az általános gáztörvényből nyerhető ki (8): k κ+ κ p κ κ p v = R T () κ pki pki Utóbbi képlet addig érvényes, aíg az áralás sessége el ne éri a lokális hangsességet. Ennél agasabb ne lehet az áralás sessége, ezért ha a nyoásviszony a kritikusnál alacsonyabb, akkor a fenti képlet () szerint ódosul: Környezet. kara p, T p, T. fojtás. fojtás. kara 3. kara T-elosztó κ+ κ κ κ v = R T Π Π κ () 4. ábra: T-elosztó struktúrája 96 A jövő járűve I /

4 Járűipari innováció x 5 5 4,5 4 3,5 3,5,5 5. ábra: a nyoások alakulása Nyoás [Pa] 4, ,5 5, 5,5 5, 5,5 5,3 Idő [s] pk Vk Tk = (8) R Ezeket a odelleket használva a valós nyoásterjedéshez igen közelálló sziulációs eredények érhetők el. Egy nagyon egyszerű koponensen, az ún. T-elosztón szeléltethető ezen elei egységek felhasználásának ódja (4. ábra). Mint látható, a csatlakozóhoz vezető csőszakaszt egy kara odellezi. A csatlakozótól kétfelé elvezető csőszakaszokra is ez az elei odell lett használva, de ezek ár egy ásik koponens vezető szakaszai lesznek (azon koponenseké, aelyeket a T-elosztó után kötünk). Így a T-elosztó odellje egy töegáraot igényel enetként (valaint a enő szakaszon uralkodó nyoást és hőérsékletet), és két töegáraot ad kienetként. Ha az elosztó két végére egy kienettel ne, csak egy enettel rendelkező (egyfora éretű) karákat kötünk, akkor a sziuláció a következő eredényeket adja a karák nyoásaira 5. ábra. Mint látható, a környezet nyoását (kék gör) egy exponenciális felfutással közelíti először a T-elosztóban uralkodó nyoás (zöld), ajd egy kis késéssel a T-csatlakozó után kapcsolt karák nyoása (piros). ABS- és EBS-alapú rendszerek Az utóbbi évtizedek növekvő közlekedésbiztonsági követelényei iatt az ABS (Antilock Braking Syste blokkolásgátló fékrendszer) ár régóta törvényileg kötelező [5] felszerelés a haszongépjárűveknél. Eellett napjainkban az EBS (Electronic Braking Syste elektronikus fékrendszer) [6] alapú rendszerek is egyre nagyobb teret hódítanak. A két rendszer közötti alapvető különbség, hogy norál üzeódban a vezető által táasztott fékigény az EBS-szel szerelt rendszerekn elektronikus jel forájában jut el a odulátorokig és az alakítja át nyoássá, íg ABS-alapú rendszereknél a fékpedáltól a fékkaráig végig pneuatikus jelként terjed. Azonban ivel biztonsági okok iatt EBS-rendszerekn is kötelező egy pneuatikus tartalékkör az elektronika eghibásodásának esetére, így a sziuláció szepontjából nagyon hasonlóan épül fel a két rendszer. A különbségek agában az ABS- ill. EBS-oduloknak a űködésén vannak, valaint az utóbbival szerelt rendszerekn gazdaságossági egfontolások iatt több odul (int pl. a fékerő-szabályozó, illetve a kipörgésgátló) feladatát is az EBS feladatai közé integrálták. Ennek egfelelően itt részletesebn egy standard, ABS-alapú ESP-vel és fékerőszabályzóval szerelt tengelyes haszongépjárű fékrendszerének felépítésével foglalkozunk. A rendszer első elee a kopresszor (), ai a környezeti levegőből állítja elő a rendszer űködéséhez szükséges sűrített levegőt. A kopresszor annyiban eltér a többi koponenstől, hogy ne a fent leírt elei odellekből épül fel, hane a futásidő csökkentésének érdekén egy éréseken alapuló függvény helyettesíti, ely a otor fordulatszáa és a nyoóoldal nyoása alapján adja eg a kopresszor által generált töegáraot. Ez a töegára jut a levegő-előkészítő egység (). Ennek odellje sziulálja egyrészt a légszűrő által generált nyoáscsökkenést, ásrészt pedig a sűrített levegő útja visszacsapószelepeken és nyoásszabályzó szelepeken (elyeknek odelljére e cikkn ne térünk ki) keresztül vezet, ai egyrészt egakadályozza a légtartályok (3) leeresztését a levegő-előkészítő egység eghibásodása esetén, ásrészt pedig egy feltöltési sorrendet határoz eg a tartályok között. Mivel a biztonság szepontjából az üzei fékkör a legkritikusabb, ezért először az ezt ellátó tartályok töltődnek fel, és csak ezután kezd a kopresszor által biztosított töegára egy része a kiegészítő rendszereket (rögzítőfék, légrugók, tengelykapcsoló stb.) ellátó tartályokba öleni. Ezen tartályok odellje gyakorlatilag az elített elei kara odell. Az ezekn a levegőtartályokban uralkodó nyoás jelenik eg a fékpedálodul (4) eneténél. Ezen odul a valóságban egy összetett echanikai rendszer, elynek fentebb kifejtett okok iatt odellezése nehézkes az adott lépésköznél. Eellett viselkedése nagyban hasonlít egy P szabályzóhoz, ezért ivel így a száítási kapacitásigény is jelentősen csökken egy elfogadható koproisszu a pedál e szabályzóval való helyettesítése. Ennek a lényege, hogy a fékpedálállás függvényén (ez a fékrendszer szepontjából egy külső jel, vezérelhetjük direkt ódon, esetleg generálhatja egy sofőrodell) vezérli a tartály és a környezet felé nyíló fojtások átérőjét, ezzel növelve vagy csökkentve a nyoást a pedál után kötött koponensn. ESP-vel (Electronic Stability Progra elektronikus stabilitásprogra) szerelt fékrendszerek esetén a fékpedálból kijövő nyoás egy select-high szelep (6) egyik enetéhez van kötve. A ásik ágra a TCV-szelep (Traction Control Valve tapadási kontrollszelep) által generált nyoást engedjük. Ha ezen, az ABS-elektronika által irányított /-s szelep (5) nyitva van, akkor ez a tartálynyoással nyitja egy a select-high szelepet: ezzel az elektronika a sofőrt felülbírálva fékezi a kerekeket. Ennek a kerék esetleges kipörgésénél, illetve túl nagy sességű kanyarvételkor lehet például hasznos hatása. Ha a TCV ne avatkozik, akkor a hátsó fékkörön a fékerőódosítón (7) a fékpedál által szabályozott nyoás jelenik eg. Ennek űködése elviekn hasonló a fékpedálhoz: egy külső jel függvényén (ely jelen esetn ne a pedálállás, hane egy a hátsó tengely terhelésével arányos érték) szabályozza, ekkora nyoás szükséges a hátsó tengelyen. Ezen odul használatának oka, hogy haszongépjárűveknél a hátsó tengely terhelése drasztikusan változik terhelt és terheletlen esetn, és így az optiális féknyoás is. ABS-alapú rendszerekn ez a szerkezet lehet pneuatikus (ilyenkor a hátsó légrugók nyoá- 6. ábra: egy kéttengelyes fékrendszer blokkdiagraja / I A jövő járűve 97

5 Járűipari innováció sa a szabályzójel), vagy echanikus. Mindkét esetn szükség van a kocsiszekrény relatív pozíciójára a tengelyekhez képest, elyet egadhatunk direkt ódon, illetve ha a fékrendszert egy járűdinaikai odellel integráljuk, akkor onnan is kaphatja e pozíció aktuális értékét. Az ezután következő ABS-odul (8) odellje a későbbiekn külön részletezésre kerül. A pneuatikus láncot a fékkara (9) zárja, elynek odellje két részből áll. Az egyik egy ódosított karaodell, ely abban különbözik a korábban leírttól, hogy térfogata változik a dugattyú elozdulásának függvényén. A ásik rész pedig a nyoás hatására elozduló dugattyú, elynek odellezése a korábban kifejtett elveket sze előtt tartva történt. A rögzítőfékkör is odellezésre került, ennek első elee a ár részletezett fékpedálhoz nagyon hasonló () kézifékszelep. A külső jel itt aire a odellnek szüksége van a kézifékkar pozíciója. Ehhez kapcsolódik a fékkarák előtt egy relészelep (). A relészelep feladata, hogy gyorsítsa a nyoásfelépülést a fékkarában: a kézifékből jövő jel egy kis töegáraú (ezáltal gyors) vezérlőjel, ely alapján a légtartállyal közvetlen összeköttetésn levő relészelep állítja a rögzítőfékkarákban a nyoást. Az ABS-szelep felépítése Nagyértékű fékezésnél különösen csúszós útviszonyok esetén a kerekek blokkolhatnak. Ilyenkor egyrészt jó eséllyel egnő a fékút, ásrészt pedig az autó nehezen irányíthatóvá válik és a vezető könnyen elvesztheti uralát a járű felett. Az ABS-szelep feladata, hogy ezt egakadályozandó liitálja a fékkarákban egjelenő nyoást, aikor a járűvezető erősebn fékez, int az adott helyzetn optiális lenne. A sziulációban egy inden valós funkcióval bíró, de a valós szelep egy több szepontból egyszerűsített változata került odellezésre: P, T Tartás szelep 7. ábra: az ABS-odul felépítése A odellezett ABS-szelep egy eneti és egy kieneti karából, valaint ágnesszelepből áll. A ágnesszelepek nyitását, ill. zárását a valóságban az ABS-logika szabályozza töbk közt a keréksesség-szenzor jelek függvényén. A fékrendszer odelln ez szintén vagy direkt adható eg, vagy össze lehet kapcsolni egy járűodellel (aiből kinyerhetőek a szükséges keréksesség-adatok), valaint egy ABS-logikával. Ha az elektronika úgy érzékeli, hogy avatkozásra van szükség, akkor ezt kétféleképpen teheti eg. Ha kisebb a blokkolás veszélye, akkor eghúzhatja az ún. tartás szelepet. A eneti és a kieneti karát összekötő fojtás érete a ágnesszelep elozdulásával arányos: ha az nullára csökken (eghúzásra adunk parancsot), akkor a fojtás érete és ezzel a (9) alapján a töegára is nullára csökken. Ennek köszönhetően a kieneti karában és az azzal összekapcsolt fékkarában ne nő tovább a nyoás, hiába ad erre utasító fékjelet a sofőr. P ki, T ki Eresztés szelep Ha a fékkarákban levő nyoás ég így is túl agas és blokkolni kezdenek a kerekek, akkor a drasztikusabb avatkozási lehetőség az ún. eresztés szelep kinyitása, ely a légköri nyoással köti össze a kieneti karát, ezáltal leengedve a nyoást. A valóságban az ABS-logika feszültséget kapcsol a ágnesszelepre űködtetés esetén. Mivel az itt fellépő késleltetés, a ágnesszelep ozgásának karakterisztikája nagy hatással van a nyoásváltozások alakulására a szelepn, ezért ennek odellezése is szükséges volt. Az áraerősség alakulásának egyenlete a ágnesszelepn [7]: Függelék Jelölés Jelentés Mértékegység k lépésszá F G gerjesztőerő N töeg kg D csillapítás Ns/ S rugóállandó N/ a gyorsulás /s/s v sesség /s s pozíció Δt idő s γ sajátfrekvencia Hz S bak ütközőbak erevsége N/ D bak ütközőbak csillapítása Ns/ S lokális lokális erevség N/ ρ sűrűség kg/ 3 α kontrakciós tényező A fojtás keresztetszete v áralási sesség /s p lépő nyoás Pa p ki kilépő nyoás Pa T lépő hőérséklet K T ki kilépő hőérséklet K kezdeti töeg kg U lső energia J h entalpia J Q hőára W A k kara felülete T k kara hőérséklete K T körny környezet hőérséklete K R gázállandó kj/kg/k κ adiabatikus kitevő U feszültség V I áraerősség A R M szolenoid ellenállása oh R Σ ágneses hurok ellenállása oh N tekercsszá μ ágneses pereabilitás H/ A M ágneses keresztetszet. táblázat: az alkalazott jelölések 98 A jövő járűve I /

6 Járűipari innováció U I R di = dt + R N R Σ Σ N µ A A szelepre ható gerjesztőerő: M (9) Keréksességek [k/h] N I F = G µ A R () M Σ A szelep ozgásállapota e pillanatnyi gerjesztőerő iseretén (7) alapján száolható. A sziulációs eredényeket a felütközés lefutására a 3. ábra utatja. A 8. ábra egy közepes tapadású felületen félig terhelt nehéz-haszongépjárűvel végrehajtott ABS aktív fékezés sziulációja során rögzített keréksességeket és járűsességet szelélteti. Látható, hogy a keréksességek több alkaloal is túlzott csökkenésnek indulnak, ajd visszagyorsulnak közel a járű sességéig. Ez a folyaat az elített nyoástartó és -csökkentő szelepek sziulációjával lett kialakítva akár a valóságban. összefoglaló Célunk volt egy olyan oduláris fékrendszer felépítése, ely: deterinisztikus és valóságnál gyorsabb futásidejével alkalas HIL sziulációs környezet integrálásra, indezt a teljesítényét egy átlagos órajelű és eóriatartalú PC-n képes nyújtani, 8. ábra: ABS-fékezés közepes tapadású felületen Idő [s] a valós alkatrészeknek egfelelő fizikai paraéterű egyenleteket képes egoldani (kivételek a odellezett folyaatok pontosságát érden ne folyásoló részek), egyszerű alapfelépítésével lehetővé teszi sokféle variáns elkészítését, paraéterezhetőségével és az alkalazott odelljeivel képes valós fékrendszerek érési eredényeit reprodukálni, és validálható teljesítényt nyújtani. A utatott ódszerek és eljárások segítségével ezen célkitűzéseinket sze előtt tartva sikerült egy optiális egoldást felállítani. A kapott rendszert száos alkaloal és változó körülények között próbára tettük ár, eddig egfelelő eredényekkel. Reényeink szerint a jövőn felerülő visszajelzések alapján további javításokat főleg kezelőfelület területén alkalazhatunk, és a lefektetett rendszer robusztussága idővel bizonyítást nyer. Irodalo [] Hankovszki Zoltán, Kovács Roland, Trencséni Balázs: Többtestalapú, valós futásidejű járűodellek készítése Matlab/Siulink környezetn, Innováció és fenntarthatósági felszíni közlekedés, Budapest,. szepter 4. [] Dr. Zobory István: Járűrendszer-dinaika II. jegyzetek, PhD-kurzus, BME, [3] Kőfalusi Pál, dr. Szőcs Károly, dr. Varga Ferenc: Fékrendszerek, Maróti Könyvkereskedés és Kiadó, [4] Lajos Taás: Az áralástan alapjai, Műegyetei Kiadó, [5] Bosch Sajtóinforációk: A Bosch ABS blokkolásgátló 5 éve az innovációtól a szériafelszerelésig, phtl?id=85 [6] Knorr-Brese EBS. fékrendszer, [7] Dr. Nagy István. dr. Megyeri János Analóg elektronika, Műegyetei Kiadó, 996 / I A jövő járűve99