Kayma ve ivme tabanlı ABS algoritmalarının ağır vasıta aracın frenleme dinamiğine etkisinin araştırılması

Abstract

Aktif güvenlik sistemleri, herhangi bir kaza öncesinde aktif halde çalışan ve sürüş emniyetini artıran sistemler olarak tanımlanmaktadır. Kilitlenmeyi önleyici fren sistemi (ABS), otonom acil frenleme sistemi (AEB), elektronik fren sistemi (EBS) bu yapılara örnek olarak verilebilir. Hem binek araçlarda hem de ticari araçlarda bulunan bu sistemler, müşteri beklentileri ve yasal zorunluluklar dolayısıyla yıldan yıla geliştirilmekte ve güncellenmektedir. ABS sistemi, bu sistemler içerisinde tarihsel ve fonksiyonel olarak öncül durumdadır. Bu çalışmada, bir fren modeli ve biri kayma diğeri ivme tabanlı olan iki denetleyici Matlab/Simulink ortamında ele alınmış ve IPG Truckmaker yazılımı da kullanılarak uçtan uca bir benzetim altyapısı oluşturulmuştur. Sistem performansı, iki ayrı ağır vasıta için sınanmıştır. Ek olarak, bahsi geçen ağır vasıtaların ön tekerleklerinden biri yerine farklı boyutta bir tekerlek takılarak, gerçek hayatta yaşanabilecek bir düzensizlik simüle edilmiş ve oluşturulan denetleyicilerin performansı ve elde edilen çıktıların taşıt dinamiğine etkisi nicel çıktılar ile değerlendirilmiştir. Denetleyicilerin, taşıt dengesini sağlamak hususunda başarılı olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Active safety systems can be defined as systems that operate during driving to prevent potential accidents and increase driving safety. Anti-lock braking systems (ABS), autonomous emergency braking (AEB), and electronic brake systems (EBS) can be given as examples. These systems, which are found in both passenger and commercial vehicles, are continuously being developed and updated due to the customer expectations and regulatory requirements. Among them, ABS holds a leading position in terms of both historical development and functional significance. In this study, a brake model and two controllers—one based on slip and the other on acceleration—were developed in the Matlab/Simulink environment. Together with the IPG TruckMaker software, a complete co-simulation infrastructure was set. The system performance was tested on two different heavy-duty vehicles. In addition, an irregularity that could occur in real life was simulated by replacing one of the front wheels of the aforementioned vehicles with a wheel of different radius. The performance of the developed controllers and the effect of the resulting outputs on vehicle dynamics were evaluated using quantitative data. It was concluded that the developed controllers were successful in maintaining vehicle stability.