2005-10-22

Antisladd och aelgtest

Teknikens Världs "älgtest" av BMW523i refererades 2005-10-21 av Dagens PS:
http://www.dagensps.se/artikel.asp?articleID=13153
Artikeln hade en länk till Teknikens Världs videofilm på manövern med och utan antisladdsystem, som BMW kallar Dynamic Stability Control, DSC.

Älgtestet är en dubbel körfältsväxling, som motsvarar att man väjer (för en älg från högerdiket) till vänster och sedan tvingar bilen snabbt tillbaka för att inte krocka med mötande trafik.

Filmen visar hur bilens bakvagn sladdar åt vänster (roterar medurs) i vänster körfält - även med antisladdsystemet inkopplat. Testföraren (Ruben Börjesson) säger att han körde med exakt 70 kilometer i timmen enligt en digital fartvisare ovanpå instrumentpanelen.
Men filmen visar också att framhjulen var kraftigt vridna åt höger när bilen skulle rätas upp i vänster körfält.

Jag tittade på filmen och skrev sedan följande kommentar (11..-22..) efter artikeln i Dagens PS.
111111111111111111111111111111111111111
Lennart Strandberg 2005-10-22 01:08:00
Det är omöjligt för dagens antisladdsystem (ESP, DSC, DSTC, ...) att häva en bakvagnssladd, om föraren vrider framhjulen så här mycket (åt höger). Bromskraftmomentet (moturs) på det kurvyttre (vänstra) framhjulet räcker inte till för att motverka vridmomentet (medurs) omkring tyngdpunkten för sidkraften från BÅDA framhjulen.

Eftersom Ruben enbart tycks ha koll på farten, så vet vi inte hur stor sidacceleration (g-kraft i sidled) han tvingar fram med sina rattrörelser. Den kan variera mycket inom de stora marginaler som konbanan ger. Det hjälper inte att hålla samma fart med enprocentig noggrannhet, om sido- och längsförflyttningen tillåts variera slumpmässigt med flera tiotals procent.

Vi hade mycket mindre marginaler i konbanan när mitt testlag experimenterade med sportlovsturister som förare för att utvärdera hur körprestationen påverkas av däcktyp och ABS-bromsar (http://www.stop.se/test/).

Se mina försök till förklaringar av sidkraft och stabilitet
- från sid.122 i Körkortsboken (fr.o.m. upplaga 5, 2002, hos STR),
- på http://www.veta.se/girstab.htm
- och under uppslagsordet kursstabilitet i Nationalencyklopedin.

Vet du lite mer om fordonsdynamik och läser engelska, så kan du också kolla min kurs i mätteknik på http://www2.liu.se/vidi/lenst/course/tnk073/
222222222222222222222222222222222222222

Lite senare fick jag på samma webbsida följande fråga (33..-44..)

333333333333333333333333333333333333333
LEJJ 2005-10-22 17:36:00
Lennart Strandberg
Är undanmanövrer på konbanor och för älg direkt jämförbara?
Jag tror att många som ser en plötsligt uppdykande älg väjer först och bromsar som andra åtgärd någon eller några tiondels skunder senare.
Händerna på ratten har man ju redan. Då har redan de farliga sidokrafterna skapats de som antisladdsystemet inte klarar av.
444444444444444444444444444444444444444

... som jag tänker besvara med hänvisning till denna blogg och följande kommentar.

1 kommentar:

Lennart sa...

Här fortsätter jag med ett utdrag från min kommentar (55..-66..) på Dagens PS
http://www.dagensps.se/artikel.asp?articleID=13153

55555555555555555555555555555555555
Lennart Strandberg | 2005-10-22 21:39:00
Till LEJJ med flera som kanske undrar.
Du har nog rätt i att många (men inte de flesta?) förare väjer först och bromsar sedan.

Bromsningen på det kurvyttre framhjulet, som jag skrev om, den görs automatiskt av antisladdsystemet innan sladden är fullt utvecklad - även om föraren inte rör bromspedalen.

A) Varför ser älgtestet ut som det gör?
B) Varför bromsade här antisladdsystemet enbart på vänster framhjul?

Mina försök till svar hittar du snart på min blogg
http://artstra.blogspot.com/

Till sist en påminnelse om halkan (dubb efter före:-)
66666666666666666666666666666666666

Nedan kommer alltså mer detaljerade svar på dessa två frågor (A och B)

Konbanans dubbla körfältsväxling är till för att provocera fram bakvagnssladdar.
För att komma igenom konbanan måste krafterna (i sidled från vägen på däcken) flytta bilens tyngdpunkt (TP) cirka 3meter åt vänster och sedan lika mycket tillbaka.
Dessa sidkrafter vill vi ha, annars fortsätter bilen rakt fram.
Sidkrafterna är alltså önskvärda och inte farliga i sig.

Sidkrafter på ett rullande hjul får vi, när däckets symmetriplan snedställs i förhållande till det "spår" som däcket lämnar på vägbanan. Ju större denna s.k. avdrift är, desto större blir sidkraften.
Det finns dock en gräns.
Om avdriftsvinkeln blir större än cirka 10-30 grader, så ökar inte sidkraften längre. Den kan tvärtom bli mindre när avdriften ökar.

Vi upplever då att HJULET (inte nödvändigtvis BILEN) sladdar.
- Sladdar enbart framhjulen, så är *styrbarheten* dålig.
- Sladdar bakhjulen, är det *stabiliteten* som är i fara.

Så långt vore det gott och väl utan antisladdsystem - om sidkrafterna kunde åstadkommas genom att snedställa alla fyra hjulen samtidigt.

MEN ...
Eftersom bilen bara styr på framhjulen, så måste hela bilen snedställas i förhållande till tyngdpunktens "spår" för att bakhjulen skall ge någon sidkraft.

Tänk dig nu att bilen snurrar som en kompassnål omkring en vertikal axel genom tyngdpunkten (TP).

1) Föraren tvingar först fram en moturs rotation, genom att svänga åt vänster.
2) Kort därefter blir bakjulen snedställda och hjälper framhjulen att flytta TP åt vänster.
3) Bilen-kompassnålen roterar moturs, så föraren måste styra åt höger för att ändra rotationsriktning och återgå till ursprunglig kurs i vänster körfält.
4) Nu har bilen-kompassnålen börjat pendla och rotationsenergin måste fångas upp av bakhjulen, som dessutom skall hjälpa framhjulen att hejda rörelsen åt vänster för bilens tyngdpunkt.
5) Om bakdäcken då har så stor avdrift att de inte kan leverera mer sidkraft från vägbanan, så fortsätter bilen att rotera medurs och bakvagnen sladdar åt vänster.

Sladden kan hävas av föraren genom att styra åt vänster och därigenom minska vridmomentet medurs omkring TP. Det får förstås samma effekt som om man skulle (kunna) öka sidkrafterna och vridmomentet moturs från de sladdande bakhjulen.

Antisladdsystemet (Electronic Stability Program) åstadkommer ett sådant stabiliserande (moturs) vridmoment genom att bromsa enbart på vänster sida.

- Men varför bromsar här ESP enbart på vänster FRAMhjul?
Svaret kommer kanske så småningom på denna blogg.
Jag har också förklarat det i ett avsnitt av TV4-programmet "I polisens kamera".
Där förekom både Skidcar och 4WS-by-wire (datorstyrning av alla fyra hjulen individuellt).
Gå till http://www2.liu.se/vidi/
klicka på VIDI files, och på VIDI photo album.
Välj sedan bland filerna med datum 030521.