1. Motorkerékpár ABS rendszer alkalmazása kerékpárokon
MOUNTAIN BIKE ABS
Kulcsár Tibor

2. Célok
 Olyan ABS rendszer megalkotása, amit
kerékpárokon is lehet alkalmazni
 Modellbázis felépítése az ABS algoritmusok
vizsgálatára
 Egy „olcsó” teszthardver megalkotása a kész ABS
alkalmazások tesztelésére
 Biztonságtechnikai berendezések
alkalmazhatósági területének bővítése

3. Feladatok
 HECU - akkumulátor
 Hidraulikus rendszer
 Sebesség jeladó
 Single board PC
 Wireless monitorozás
 COG helyzet becslés
 Előrebukás védelem

4. Mechanikai modell (I.)
 Egyenes vonalú
vízszintes mozgás
 Mozgás lejtőn (le-fel)
 Mozgás kanyarban
(oldaldőlés)
 Kerékpáros mozgásának
becslése
 Az eddigiek kombinálása
Teljes térmodellezés: 3D mozgásfelület (terep modellezése) és ezen való mozgás
Sebességprofil és kanyarodási ívek számítása

5. Mechanikai modell (II.)

6. Mechanikai egyenletek (I.)
 Erők és nyomatékok egyensúlya
∑𝐹𝑖 = 𝑚𝑎 = 𝐹𝑓,1 + 𝐹𝑓,2 + 𝑚𝑔𝑖
∑𝐹𝑘 = 0 = 𝐹𝑛,1 + 𝐹𝑛,2 + 𝑚𝑔 𝑘
𝑔𝑖 = −𝑔 sin 𝛼 𝑔 𝑘 = −𝑔 cos 𝛼
∑𝑀 𝐴 = 𝐹𝑛,2 𝑙 − Θ𝛽 − 𝑚𝑔 𝑘 𝑙 𝐶𝑂𝐺 +
𝑚𝑔𝑖ℎ 𝐶𝑂𝐺 + 𝑚𝑎ℎ 𝐶𝑂𝐺 = 0
𝐹𝑛,1 = 𝑚 𝑔 −
𝑔𝑙 𝐶𝑂𝐺 + 𝑎 𝐶𝑂𝐺ℎ 𝐶𝑂𝐺
𝑙
𝐹𝑛,2 = 𝑚
𝑔𝑙 𝐶𝑂𝐺 + 𝑎 𝐶𝑂𝐺ℎ 𝐶𝑂𝐺
𝑙
𝑎 =
d𝑣𝑣
d𝑡
=
∑𝐹𝑓
𝑚
⇒ 𝑣𝑣 𝑡 =
0
𝑡
∑𝐹𝑓
𝑚
𝑑𝜏 + 𝑣0
 Reakció-
erők
 Gyorsulás

7. Mechanikai egyenletek (I.)
 Mozgást leíró differenciál
egyenletek
 Kezdeti
feltételek
d𝑣𝑣
d𝑡
= 𝑅 𝑟
d𝜔 𝑣
d𝑡
=
∑𝐹𝑓
𝑚
= 𝜇1 𝑠1 𝐹𝑛,1 + 𝜇2 𝑠2 𝐹𝑛,2
Θ 𝑤
d𝜔 𝑤,𝑖
d𝑡
= 𝐹𝑓,𝑖 𝑅 𝑟 − 𝑀 𝑏,𝑖
𝑣𝑣 0 = 𝑣0
𝜔 𝑤,𝑖 0 = 𝜔 𝑣 0 =
𝑣0
𝑅 𝑟
Θ 𝑤 𝛽𝑖 = Θ 𝑤
d𝜔 𝑤,𝑖
d𝑡
= 𝑀𝑓,𝑖 − 𝑀 𝑏,𝑖
sgn 𝑀 𝑏,𝑖 = − sgn 𝜔 𝑤,𝑖 ℎ𝑎 𝜔 𝑤,𝑖 ≠ 0
 Mechanikai korlátozások

8. Szimulációseredmények
 A kúszást
csúszáshatáron kell
tartani
 Bang-bang kontroller
alkalmása
 Két kerékre jutó
terhelés változik a
lassítás hatására

9. A teszthardverfelépítése

10. További lépések
 3D vektoros dinamikai leírás kidolgozása
 HECU és SBC felszerelése a kerékpárra
 Bővített mechanikai modell megalkotása
 Különböző ABS rutinok hatékonyságának
vizsgálata
 A rendszer súlypont helyzetének becslése és a
vezető mozgásának lekövetése matematikai
módszerekkel

11. KÖSZÖNÖM A FIGYELMET