Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 13, No: 3, 2016 (1-15) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 13, No: 3, 2016 (1-15)

Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 13, No: 3, 2016 (1-15) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 13, No: 3, 2016 (1-15) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:1304-4141 Makale (Article) ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü ile Fren Basıncı ve Tekerlek İvme Etkileşiminin Deneysel Olarak Araştırılması Hakan KÖYLÜ 1, Ali ÇINAR 1 1 Kocaeli Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, 41380, İzmit, Kocaeli hkoylu@kocaeli.edu.tr Geliş Tarihi:30.09.2016 Kabul Tarihi:16.10.2016 Özet Bu çalışmada, pürüzlü yolda ABS nin aktif halde iken ortaya çıkan fren basıncı salınımları ile tekerlek ivme değişimleri arasındaki etkileşim ile değişken tekerlek yükü arasındaki ilişki incelenmiştir. Değişken tekerlek yükü, aynı amortisörün farklı sönümleme kapasiteleri ile elde edilmiştir. Bunun için sert, orta-sert ve yumuşak amortisörlerin kullanıldığı ıslak ve kaygan olmak üzere iki farklı yolda ABS testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde tekerlek hızı, fren basıncı, düşey aks ivmesi ve etkin yuvarlanma yarıçapı ölçülmüş ve bu ölçülen değerlerden tekerlek ivmesi, fren basıncı değişim oranı ve tutunma katsayısı hesaplanmıştır. Yapılan inceleme sonucunda fren basıncı değişimi ile tekerlek ivmesi arasındaki etkileşimin, amortisör sönümleme kapasitesi ve yolun tutunma potansiyeline göre farklılık gösterdiği ve bu farklıklar ile ABS performansının düzeltilebileceği belirlenmiştir. Yolun tutunma potansiyeli değişiminin, fren basıncı, fren basıncı değişim oranı ve tekerlek ivmesinin aldığı maksimum ve minimum değer aralıkları ile belirlendiği görülmüştür. Aynı zamanda, sönümleme kapasitesindeki değişimin de, bu parametrelerin sert, orta-sert ve yumuşak amortisöre göre aldıkları maksimum ve minimum değerlere bağlı olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, ABS ile frenleme sırasında yarı aktif ve aktif süspansiyon kullanılarak amortisör sönümleme kapasitesinin değiştirilmesi için öncelikle yolun tutunma potansiyelinin belirlenmesi gerektiği daha sonra bu yol tipine göre sönümleme kapasitesi değişiminin gerçekleştirilmesi gerektiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Pürüzlü yol, ABS, amortisör, fren basıncı, tekerlek ivmesi. Experimental Study On The Interaction Between Brake Pressure-Wheel Acceleratin And The Changes In Damping Capacity During Braking With ABS Abstract In this study, the interaction between brake pressure-wheel acceleration interaction occuring in brakings which ABS is activated on rough road was investigated with ABS tests which conducted on wet and slippery rough roads with hard, medium-hard and soft shock absorbers. During the tests, the wheel speed, brake pressure, the vertical axle acceleration and the effective rolling radius were measured, and the wheel acceleration, the brake pressure change rate and adhesion coefficient were calculated from these measured parameters. In the end of the investigations, it was determined that the brake pressure-wheel acceleration interaction showed differences with respect to the shock absorber damping capacity with the adherence potential of the road and ABS performance was improved with these differences. It was seen that the changes at road adherence potential were determined by the maximum and minimum value ranges which the brake pressure, the brake pressure change rate and the wheel acceleration took. It was also determined that the changes at the damping capacity depended on the maximum and minimum values of these parameters which was able to be changed with respect to hard, medium-hard and soft dampers. Consequently, it was seen that firstly the adhesion potential of the road must be determined and then, the Bu makaleye atıf yapmak için Köylü H., Çınar A., Çelik ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü ile Fren Basıncı ve Tekerlek İvme Etkileşiminin Deneysel Olarak Araştırılması, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2016, 13(3) 1-15 How to cite this article Köylü H., Çınar A., Experimental Study On The Interaction Between Brake Pressure-Wheel Acceleratin And The Changes In Damping Capacity During Braking With ABS, Electronic Journal of Machine Technologies, 2016, 13(3) 1-15

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren 1. GİRİŞ damping capacity changes must be performed with respect to obtained from these road types to change the shock absorber damping capacity during braking with ABS using active and semi-active suspension system.. Keywords : Rough road, ABS, shock absorber, brake pressure, wheel acceleration. ABS fren sistemlerinde, tekerlekler kilitlenmeden frenlemenin yapılabilmesi için tekerlek hız değişimleri, referans alınmaktadır. Tekerlekler kilitlenme sınırına geldiğinde referans alınan tekerlek hızları ile elde edilen kayma oranı ve tekerlek ivmesi değişimine göre tekerleklere farklı şiddette ve frekansta fren basıncı gönderilmektedir. Sadece kayma oranı kontrolü ile kuru yollarda çok ani ve sert bir frenleme sırasında herhangi bir nedenle lastik ile yol arasındaki tutunmanın azalması durumunda tekerlekler, aynı anda kilitlenebilmektedir. Sugai ve diğ., çalışmalarında, frenleme anında ABS devrede iken maksimum frenleme kuvvetini sürdürmek için sadece tutunma katsayısı ve kayma değişimine dayalı kontrol yönteminin yeterli olmayacağını ifade etmişlerdir [1]. Bu şartlarda azalan tutunma katsayısı nedeniyle tekerlek, taşıtın gerçekleştiremeyeceği kadar ani bir yavaşlamaya maruz kalmakta ve tekerleğin yavaşlama ivmesi, taşıtın erişebileceği frenleme ivmesini aşmaktadır. Bu durum, tekerlek ivmesindeki ani düşüş nedeniyle tekerleğin kilitlenmek üzere olduğunu ve fren basıncının azalması gerektiğini göstermektedir [2]. Bu nedenle, tekerlek ivmesi ile iyi bir ABS kontrolü için tekerleğin ivmesi ile fren basıncı değişimleri arasında uyumun sağlanması gerekmektedir. Bu uyumun sağlanması için Cheli ve diğ., çalışmalarında, her kontrol döngüsünün başlayacağı ve sona ereceği eşik değerlerinin iyi tespit edilmesi gerektiğini belirtmişlerdir. Buna göre ABS nin performansını belirleyecek eşiklerin, kayma oranı sınır değerinin yanında tekerleğin ivmesine ait eşik değerleri olduğunu vurgulamışlardır. Ayrıca, bu eşik değerlerinin, farklı tutunma katsayılı yollarda farklılık göstereceğini de ifade etmişlerdir [3]. Watanabe ve Noguchi, çalışmalarında basınç değişimini sona erdirecek noktanın tekerlek ivmesi değişimi ile yapıldığını ifade etmişlerdir. Uygun basınç değişim noktalarının sadece kararlı tekerlek ivmesi ile belirlenebildiğini, kararsız ivme bilgileri nedeniyle basınç değişim noktalarının yerlerinin tam olarak tespit edilemediği ve bunun sonucunda tekerleklere gerçek tutunma şartlarına uygun olmayan fren basıncı gönderildiğini tespit etmişlerdir [4]. Böylelikle, fren basıncı ile tekerlek ivme değişimlerinin kontrolünü kötüleştirebilecek etkenler tespit edilmeye çalışılmıştır. Choi çalışmasında iyi bir ABS fren sisteminin frenleme anında taşıtta olan titreşimleri azaltarak frenleme ivmesini arttırabileceğini ifade etmiştir. Titreşimi arttıran etkenlerin en önemlisinin fren basıncı salınımları olduğunu vurgulamış ve bu salınımlar ile artan titreşimlerin frenleme ivmesinin azalmasına neden olabileceğini belirtmiştir [5]. Guntur çalışmasında, ABS kontrol biriminde bulunan sinyal işleme biriminin, tekerlek hız sinyallerini işlemesi için belirli bir süre gerektiğini ve bu nedenle fren basınçları değişirken bir gecikme meydana geldiğini tespit etmiştir. Bu gecikme süresinin, kayma ve tekerlek ivme değişimlerine ve bu değişimleri belirleyen koşullara bağlı olduğunu belirtmiştir [6]. Satoh ve Shiraishi çalışmalarında, pürüzlü yollardaki tutunma katsayısındaki ani artış ve azalışlar nedeniyle tekerlek hız değişimlerinin, hız salınımlarına dönüştüğünü tespit etmişlerdir. Bu hız salınımlarının etkisinde ABS kontrol biriminin, gerekmediği halde fren basıncını azalttığını ve durma mesafesinin arttığını belirlemişlerdir [7]. Weida ve diğ., çalışmalarında, ABS nin çalışmasında ortaya çıkan en büyük belirsizliğin, tekerlek ivme salınımları nedeniyle lastik ile yol arasındaki tutunma katsayısı karakteristiğinin belirlenememesi olduğunu tespit etmişlerdir [8]. Aynı şekilde Solyom ve diğ., çalışmalarında, lastik ile yol arasındaki etkileşimin daha çok tekerlek ivme salınımları ile belirlendiğini ve ivme salınımlarının kötüleşmesinin, ABS nin çalışmasında ortaya çıkan en büyük belirsizlik olduğunu vurgulamışlardır [9]. Bu çalışmaların sonucunda bozulan lastik-yol teması nedeniyle tekerlek ivme değişimlerinin, kötüleşeceği görülmüştür. Bu kötüleşmenin en önemli sebebinin, tekerlek titreşimleri ve yol pürüzlülüğü nedeniyle uygun olmayan fren basıncı salınımları olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle, ABS aktif hale geldiğinde tekerlek titreşimlerinin ve yol pürüzlülüğünün kötüleştirici etkilerinin fren basıncı değişimine göre telafi edilmesi gerekmektedir. Bunun sonucunda frenleme anında lastik ile yol arasındaki tutunmadaki kötüleşmeleri fren basıncı değişimini kullanarak iyileştirebilecek 2

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 yöntemler araştırılmıştır. Reul ve diğ., çalışmalarında ABS performansını iyileştirmek için fren basıncı değişimine göre tekerlek yük değişimini sağlayan kontrol algoritması geliştirmişlerdir. Bu algoritmada, amortisör sönümleme seviyesindeki değişim sadece fren basıncına dayandırılmıştır [10,11]. Niemz ve Winner., çalışmalarında amortisör sönümleme özelliğinin yumuşak ile sert arasında değişmesini sağlayan yarı aktif süspansiyon sistemleri kullanılarak ABS kontrollü frenleme ile durma mesafesinin kısaltılabileceğini belirlemişlerdir [12,13]. Shao ve diğ., çalışmalarında, yük transferi nedeniyle lastik üzerine gelen düşey yüklerin frenleme momenti ile aynı fazda değişmesini sağlayabilecek ABS-süspansiyon sistemi entegrasyonu geliştirmişlerdir. Bu metodun oldukça etkili olduğunu görmüşlerdir [14]. Sonuç olarak, tekerlek ivmesinin, ABS kontrolünde bütünleyici bir rol oynadığı ve bunu kötüleştirebilecek etkenlerin, ABS kontrolünün eksik kalmasına neden olabileceği belirlenmiştir. Bu eksikliği gidermek için yapılan çoğu çalışmada ABS aktif hale geldiğinde uygun tekerlek yükü değişimi sağlayabilecek kontrol algoritmaları ile ABS nin performansı iyileştirilmeye çalışılmıştır. Yapılan algoritmalarda tekerlek yükü değişimine tek referans fren basıncı değişimi olup fren basıncı ile diğer ABS performans parametreleri arasındaki etkileşimin göz önüne alınmadığı belirlenmiştir. Sadece fren basıncı değişimine dayalı olan algoritmalarda ABS aktif hale geldiğinde tekerlek yükünü değiştirmek için amortisör sertliği ya sert ya da yumuşak olarak değiştirilmiştir. Bunun sonucunda sert ve yumuşak arasındaki amortisör sertlikleri göz önüne alınmamıştır. Bu nedenle, tekerlek ivme kontrolünü iyileştirme amaçlı sadece fren basıncına dayalı tekerlek yükü kontrolü, eksik kontrol olacaktır. Bu çalışmada, tekerlek yükü kontrol algoritmalarındaki bu eksikliği gidermek ve bunu tekerlek ivme kontrolünde kullanabilmek için amortisör sertliğinin, fren basıncı ve tekerlek ivmesi etkileşimine göre değişimini sağlayabilecek ölçütler araştırılmıştır. 2. PÜRÜZLÜ YOLDA ABS TESTİ 2.1 Test yolunun oluşturulması ABS yol testleri için şekil 1 de görülen test yolu kullanılmıştır. Test yolu üzerine 80m uzunluğunda ve 6m genişliğinde lastik branda örtülmüştür ve yolun her noktasında tutunma katsayısı yaklaşık olarak aynı değerdedir. Böylece, test esnasında dört tekerleğin de aynı tutunma katsayısı ile frenlenmesi sağlanmıştır. Islak test yolu, şekil 1 de görülen lastik branda su ile ıslatılarak elde edilmiş olup tutunma katsayısı 0.6 dır [1]. Kaygan test yolu da ıslatılmış lastik branda üzerine sabun dökülmesi ile elde edilmiş olup tutunma katsayısı 0.25 dir. Test yolunu pürüzlü hale getirmek için tahta kalaslar kullanılmıştır. Tahta kalaslar arasındaki mesafe, süspansiyon sistemini zorlayabilecek aralıkta seçilmiştir. Buna göre test yolunun dalga boyu belirlenmiştir. Süspansiyon sisteminin kontrol ettiği aks sisteminin doğal frekanslarına göre yolun dalga boyu denklem (1) ile hesaplanmıştır. V L (1) Burada süspansiyon sisteminin açısal doğal frekansı ω, taşıt hızı V ve yolun dalga boyu L dir. B A (Lastik branda ile örtülmüş alan) Şekil 1. Pürüzlü ABS test yolu (A: Lastik branda ile örtülmüş test yolu B: Tahta kalaslar) 3

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren Süspansiyon sistemini zorlayabilecek rezonans frekans aralığı, Şekil 2 de görülen süspansiyon test cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Farklı amortisör sönümleme özellikleri elde etmek için amortisörün piston ve taban valfindeki akış alanı, farklı kalınlıktaki şimler kullanılarak değiştirilmiştir. Böylece, sert, normal (orta-sert) ve yumuşak olmak üzere üç farklı amortisör sönümleme özellikleri elde edilmiştir. Z Yük Hücreleri X Titreşim Yayları Tahrik mili (a) (b) Şekil 2. a) Süspansiyon test cihazı ile ölçüm b) Süspansiyon test cihazı Farklı sertlikteki amortisörlerin sönümleme özelliklerini belirlemek için Şekil 2a ve b de görülen süspansiyon test cihazı kullanılmıştır. Süspansiyon test cihazı (CEMB DCA3) de yapılan testlerden iki farklı grafiksel sonuç elde edilmiştir. Bunlar; faz açısının ve yol temasının frekans cevabıdır. 13 Şekil 3. Normal (Orta-sert), sert ve yumuşak amortisörlere ait faz açısı ve yol teması değişimleri 4

28 mm Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 Faz açısının ve yol temasının yol uyarı frekansına göre değişimini gösteren frekans cevap grafiği Şekil 3 de görülmektedir. Bu grafikteki düşey çizgiler, amortisörlerin faz değişimine ait rezonans frekansını (f ω ) göstermektedir. Faz değişim grafiklerindeki rezonans frekansı, faz eğrilerinin eğiminin aniden artış gösterdiği frekans aralıklarında ortaya çıkmaktadır. Eğrinin eğimi arttıkça sönümleme oranı azalmakta, eğim azaldıkça da sönümleme oranı artmaktadır. Şekil 3 de rezonans frekansı civarında yumuşak amortisörden sert amortisöre doğru faz eğrisi eğimlerinin azaldığı net olarak görülmektedir. Bu durum, sönümleme oranının sert amortisörden yumuşak amortisöre doğru azaldığını göstermektedir. Şekil 3 de yol temas grafikleri incelendiğinde lastik tekerlek ile yol arasındaki tutunmanın sert amortisörden yumuşak amortisöre doğru azaldığı görülmektedir. Bunun yanında yumuşak amortisör ile yol temasının birden ve keskin bir şekilde azaldığı, sert amortisör ile yol temasının neredeyse hiç azalmadığı ve normal amortisör ile çok az azaldığı görülmektedir. Bu incelemelere göre bu çalışmada kullanılan amortisörlerin sönümleme özellikleri aşağıdaki gibi ifade edilmektedir. Süspansiyon testlerinden elde edilen boyutsuz sönümleme oranları (ξ) ve yol temas bilgileri tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Amortisörlerin sönüm kapasitesine göre boyutsuz sönümleme oranı ve yol tutunma potansiyeli değişimi Test yolunun dalga boyu, belirlenen rezonans frekansı 13 Hz ve taşıtın frenleme başlangıç hızı (V=26,38 m/s) ye göre denklem (1) kullanılarak hesaplanmış ve tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Süspansiyon sisteminin doğal frekansına göre ABS yol testi için pürüzlü yolun dalga boyu ve genliği Aks sisteminin Boyutsuz Sönümleme oranı doğal frekansları [Hz] Normal Amortisör Sert Amortisör 0.45 0.85 0.18 Yumuşak Amortisör Yol teması % 70 %85 % 55 Frenleme başlangıcında taşıt hızı V = 95 km/h = 26.38 m/s Yolun Dalga boyu (L) [m] Yolun Genliği (Δ ST ) [m] 13 Hz (81.64 rad/s) 0.32 0.026 Pürüzlü yolun yüksekliğinin belirlenmesi için lastiğin statik yük altında düşey yöndeki sıkışma miktarı referans alınmıştır. Bu bilgilere göre bu çalışmada, kullanılan pürüzlü test yolunun dalga boyu 0.32m (320mm) ve yüksekliği de 0.028m (28mm) alınmıştır. Bu yol profili şekil 4 de görülmektedir. Birden fazla aks salınımını uyarmak için gerekli yolun uzunluğu; dalga boyu, salınım sayısı ile çarpılarak elde edilmiştir. 100 mm 320 mm Şekil 4. Pürüzlü test yolunun profili 5

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren Bu özelliklere sahip test yolunda ABS yol testleri, ıslak ve kaygan olmak üzere iki farklı zeminde gerçekleştirilmiştir. Islak yol testinde taşıtın tüm tekerlekleri, test boyunca sadece su ile ıslatılarak 0.6 tutunma katsayısına düşürülen ve şekil 1 de A ile gösterilen bölgede olacak şekilde ABS testi yapılmıştır. Kaygan yol testinde ise tüm tekerlekler, sabunlu su ile azaltılan ve şekil 1 de A ile gösterilen bölgede olacak şekilde ABS testi gerçekleştirilmiştir. Test taşıtı olarak 4 servo valfli ABS modülatörüne sahip Renault Safrane 2.0 RXE model otomobil kullanılmıştır. Test aracının ABS fren sistemi, her tekerleğin birbirinden bağımsız olarak kontrol edildiği dört hız sensörüne sahiptir. Taşıtın sol ön tekerleği ölçüm tekerleği olarak kabul edilmiştir. Test sırasında gerekli tekerlek bilgileri bu tekerlekten ölçülmüştür. 2.3. Deneyin tasarımı Şekil 5 de deneysel çalışmada kullanılan ölçüm cihazları, veri toplama ünitesi ve ölçülen parametreler görülmektedir. Deneysel çalışmada tekerlek açısal hızı değişimi, taşıt hızı değişimi, tekerleğin etkin yuvarlanma yarıçapı değişimi ve hidrolik modülatörün çıkışındaki fren basıncı değişimi ölçülmüştür. 3 3 Hidrolik modülatör çıkışı frenleme basıncı değişimi 7 4 Taşıt hızı değişimi Mafsallı çubuk 4 2 Mafsallı çubuk 6 6 Etkin yuvarlanma yarıçapı değişimi Düşey aks ivmesi değişimi Tekerlek açısal hızı değişimi 1 7 7 5 1. ABS hız sensörü 2. GPS taşıt hızı ölçüm cihazı 3. Fren basınç ölçüm cihazı 4. Veri toplama ünitesi 5. Veri kazanım ünitesi 6. Tekerlek deplasmanı ölçüm cihazı 7. İvmeölçer Şekil 5. ABS yol testi için deney tasarımı ve ölçülen parametreler Tekerleğin açısal hız sinyalleri, şekil 5 de görülen 1 nolu ABS sensörünün elektronik kontrol birimine gelen bağlantısından alınmıştır. Taşıt hızı ölçümü için 0-1854 km/h ölçüm aralığına sahip ve ölçüm hassasiyeti 0.1 km/sa olan 2 nolu MICROSAT isimli uydu kontrollü GPS tabanlı hızölçer kullanılmıştır. Bu ölçüm cihazının GPS anteni manyetik taban aracılığıyla aracın üzerine yerleştirilmiştir. Fren basıncını ölçmek için 1-400 Bar ölçüm aralığına sahip 0.5ms tepki süresi olan 6

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 3 nolu Type 2600 isimli basınç ölçer kullanılmıştır. Basınçölçer, hidrolik modülatörün sol ön tekerleğe ait çıkışına bir T aparatı ile bağlanmıştır. Etkin yuvarlanma yarıçapındaki değişimlerini ölçmek için 100-350mm ölçüm aralığına sahip 0.1mm çözünürlüklü ve lazer güdümlü 6 nolu HF- 250C isimli ölçüm cihazı kullanılarak tekerleğin düşey deplasmanı ölçülmüştür. Bu cihaz, ölçüm tekerleği olan sol ön tekerlek üzerine özel aparatlar ile bağlanmıştır. Bu aparatlar, ölçüm cihazını tekerlek üzerinde hareket ettirmeden direksiyon hareketlerine serbestlik sağlayan mafsallı çubuk ve bu çubuğu taşıt gövdesine sabitleyen vakumlu yapıştırıcıdır. Frenleme anında amortisör sönümleme özelliklerinin aksın boylamsal salınımlarını nasıl sönümleyebildiğini belirlemek için boylamsal aks ivmesi, 0-10g ölçüm aralığına sahip 100mV/g hassasiyetinde 7 nolu CXL-HF isimli üç eksenli ivmeölçer ile ölçülmüştür. İvmeölçer, şekil 5 de görüldüğü gibi lazer güdümlü ölçüm cihazı ile aynı aparat üzerine yerleştirilmiştir. Şekil 5 de görülen tüm ölçüm cihazları, kanal başına 1kHz e kadar örnekleme kapasitesine sahip 8 kanallı DAS-2 marka 4 nolu veri toplama ünitesine bağlanmıştır. Nyquist örnekleme metoduna göre minimum örnekleme frekansı, ölçüm büyüklüğünün maksimum frekansının iki katından daha büyük olacak şekilde seçilmesi gerekir. Bu çalışmada en yüksek frekans değeri, aks doğal frekansı 13 Hz olduğuna göre örnekleme frekansı 40 Hz olarak seçilmiştir. Veri toplama cihazının ölçüm aralığının, örnekleme oranının ve ölçülecek değişkenlerin referans alınacağı büyüklüğün belirlenmesinde ve mantıksal işlemlerin yapılmasında 5 nolu veri kazanım birimi kullanılmıştır. Veri kazanım merkezinde ölçümün aynı anda başlaması ve bitirilmesi için taşıt hızı, referans değişkeni olarak alınmıştır. 80m lik test yolu üzerinde etkin frenleme yapılabilmesi için ölçüme başlanacak taşıt hızı 95km/h olarak seçilmiştir. Buna göre kullanılan mantıksal işlem, taşıt hızı V 95 km/h iken ölçüme başlanması ve V 0 km/h olduğunda ölçümün bitirilmesidir. Bu şekilde frenleme başlangıç hızı, 95 km/h e ulaştığında ölçüm başlatılmış ve taşıt durana kadar ölçüm devam ettirilmiştir. Böylece tüm ölçümler, frenleme başlangıcından bitimine kadar 5 kanaldan aynı anda başlatılmış ve aynı anda bitirilmiştir. 2.4 Ölçüm verilerinden hesaplanan parametreler Ölçülen veriler kullanılarak tekerleğin çevresel hızı, tekerleğin çevresel ivmesi, tutunma katsayısı, taşıtın frenleme ivmesi ve fren basıncı değişim oranı belirlenmiştir. Bunlar, şekil 6 da verilen çeyrek taşıt fren dinamiği modeline göre yapılmıştır. F br,d μ br,d A br M s V x O R br M br Z R e X F br F s F z Şekil 6. Çeyrek taşıt fren dinamiği modeli Bu modelde taşıt hızının aks miline etki ettiği ve lastik temas merkezinin yol üzerinde olduğu kabul edilmiştir. Ayrıca, tekerlek açısal hızı ile tekerlek açısal ivmesi ters yönde gösterilmiştir. Bu da 7

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren tekerlek ivmesinin, tekerleği yavaşlatmakta olduğunu ifade etmektedir. Şekil 6 da fren diski üzerinde fren diski ile balata arasındaki sürtünme katsayısı μ br,d, fren basıncı P br, disk üzerinde frenlemenin meydana geldiği alan A br, fren diski üzerindeki çevresel fren kuvveti F br,d, ve disk yarıçapı R br ile gösterilmektedir. Tekerlek üzerinde de tutunma kuvveti F s, tekerlek temas merkezine etkiyen fren kuvveti F br, statik aks yükü F z,, frenleme momenti M br, tutunma momenti M s, tekerleğin açısal ivmesi, tekerleğin açısal hızı, taşıt hızı V x, etkin yuvarlanma yarıçapı R e ve aks kütlesinin atalet momenti J T ile gösterilmektedir. Böylelikle tekerleğin çevresel hızı, tekerleğin çevresel ivmesi ve fren basıncı değişim oranı bu fren dinamiği modeline göre elde edilmiştir. ABS sensörleri ile ölçülen tekerleğin açısal hızı değişimine bağlı olarak tekerleğin çevresel hızı, etkin yuvarlanma yarıçapı ile birlikte denklem (2) kullanılarak hesaplanmıştır. V tekerlek = R e (2) Bu çalışmada tekerlek ivmesini hesaplamak için denklem (3) kullanılmıştır. Burada, ölçülen tekerlek açısal hızının zamana göre türevi yani açısal ivmesidir. a Tekerlek ivmesinin negatif değeri, tekerleğin yavaşlama ivmesini ifade eder. Bu durum, fren momentinin etkisinin arttığını, tekerleğin yavaşladığını ve tekerleklerin kilitlenme eğiliminde olduğunu gösterir. Buna göre fren momenti M br, tutunma momenti M s den daha büyük olduğunda söz konusu tekerlekler kilitlenebilmektedir. Tekerlek ivmesinin pozitif değeri ise, tekerleğin hızlanma ivmesini ifade eder. Bu durum ise tutunma momentinin etkisinin arttığını ve daha iyi bir frenleme performansı için fren basıncının arttırılması gerektiğini göstermektedir. Tekerlek ivmesinin sıfır değeri etrafında çok küçük değişimler göstermesi veya sıfır değeri alması tutunma momentinin fren momentine çok yakın veya eşit olduğunu ve bunun sonucunda tekerleğin kilitlenmeden durmaya yakın olduğunu veya durduğunu ifade etmektedir. Ayrıca, bazı anlarda frenleme sırasında ivme değeri çok düşük değerler alabilmektedir. Bu durum, bu anlarda tekerleklerin kilitlenme eğiliminin çok fazla arttığını göstermektedir. Frenleme anında tutunma katsayısındaki değişimler denklem (4) kullanılarak hesaplanmıştır. Burada dinamik aks yükü F z,din, taşıt kütlesi m T ve taşıtın frenleme ivmesi V x ile gösterilmiştir. Denklem (4) de görülen dinamik aks yükü F z,din, ölçülen düşey aks ivmesi a z ile aks kütlesi m in çarpımından elde edilmiş ve denklem (5) ile ifade edilmiştir. F x R mtv F e x z, din ma d R dt e z, din z (5) Fren basıncı değişim oranı ölçülen fren basıncı değişimi ile elde edilmiş ve denklem (6) kullanılarak hesaplanmıştır. ABS aktif halde iken fren basıncındaki artışı, azalışı ve hidrolik modülatörün basınç değiştirme süresinin tespit edilmesini sağlar. dp P br (6) dt Basınç değişim oranlarının pozitif değer alması, fren basıncının artış oranını ve negatif değer alması da fren basıncının azalma oranını göstermektedir. Bu oranın sıfır değerinde olması da fren basıncının sabit tutulduğunu ifade etmektedir. (3) (4) 8

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 3. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA ABS fren basıncı salınımları ile tekerlek ivmesi etkileşimini farklı amortisör sönümleme özelliklerine göre araştırmak amacıyla yapılan testlerde taşıt hızı (m/s), tekerlek açısal hızı (rad/s) ve fren basınç değişimi (Bar) ölçülmüştür. ABS aktif hale geldiğinde sert, orta-sert ve yumuşak amortisörlerin neden olduğu farklı düşey yük değişimlerini ve tekerlek salınımlarını tekerleğin ivmesine yansıtabilmek için etkin yuvarlanma yarıçapı ölçülmüştür. Bunun için denklem (3) kullanılmıştır. Ayrıca, düşey aks yüklerinin etkisini tutunma katsayısına yansıtabilmek için de aksın düşey ivmesi ölçülmüştür. Tutunma katsayısı değişimleri, denklem (5) ile hesaplanan dinamik aks yüklerinin denklem (4) de kullanılması ile elde edilmiştir. Basınç değişim oranı da denklem (6) kullanılarak hesaplanmıştır. 3.1. Islak Pürüzlü Yolda Tekerlek İvme değişimi ile Fren Basıncı Etkileşimi Şekil 7 de ıslak yolda farklı amortisörler ile elde edilmiş fren basıncı salınımları ve tekerlek ivme değişimleri görülmektedir. Amortisör sönümleme özelliğine göre elde edilen tekerlek ivme değişimleri ile fren basıncı değişim oranları, Tablo 3 de verilmiştir. Tablo 3 de ABS aktif hale geldiğinde elde edilen fren ivmelerinin ortalaması, frenleme süresi, tekerleğin ortalama yavaşlamahızlanma ivmeleri, ortalama tutunma katsayısı, ortalama fren basıncı şiddeti ve ortalama fren basıncı değişim oranı değerleri ile birlikte ABS ile frenlemenin ilk anlarından sonuna kadar bu değişkenlerin döngü sayıları verilmiştir. Döngü sayıları, ABS nin kontrol döngü sayısını göstermekte olup değişkenlerin aldığı pozitif ve negatif değerlerin sayılarını ifade etmektedir. Tablo 3. Islak ve pürüzlü yolda amortisör sönümleme özelliğine göre elde edilen döngü sayıları ve ortalama değerler Amortisör Tipi Sert Amortisör Orta-Sert Yumuşak Amortisör Amortisör Fren süresi [s] 6,03s 4.92s 6,33s Ortalama fren ivmesi [m/s 2 ] -5,96-6,83-5,74 Tekerleğin ortalama hızlanma ivmesi [m/s 2 ] 46,3099 44,0722 45,9785 Tekerleğin hızlanma ivmesinin döngü sayısı 54 34 52 Tekerleğin ortalama yavaşlama ivmesi [m/s 2 ] -34,7434-31,4183-33,8593 Tekerleğin yavaşlama ivmesinin döngü sayısı 66 66 76 Ort. tutunma katsayısı 0,4508 0,5123 0,3746 Ort. fren basıncı şiddeti [Bar] 73,3158 60,3793 37,8067 Fren basıncının ortalama artış oranı [Bar/s] 288,8732 147,5639 234,3057 Fren basıncı artış oranı döngü sayısı 64 54 27 Fren basıncının ortalama azalma oranı [Bar/s] -310,6835-114,9583-273,3557 Fren basıncı azalma oranı döngü sayısı 57 46 52 Tablo 3 ve Şekil 7 de görüldüğü üzere 4.92s frenleme süresi ve 6.83m/s 2 lik frenleme ivmesi ile ıslak yolda en iyi frenleme performansı, orta-sert amortisör ile elde edilmiştir. Şekil 7 de görüldüğü gibi orta-sert amortisör ile frenlemenin başından sonuna kadar yüksek şiddette fren basınçları elde edilmiştir. Bu fren basınçları, diğer amortisörlere göre döngü sayısı daha az olan ve düşük şiddete sahip olan fren basıncı artış ve azalış oranları ile karşılanmıştır. Bu fren basıncı değişimleri ile diğer amortisörlere göre daha düşük şiddette tekerlek hızlanma ve yavaşlama ivmeleri elde edilmiştir. 9

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren Tekerleğin yavaşlama ivmesinin döngü sayısı, diğer amortisörlere oldukça yakın iken hızlanma ivmesi döngü sayısının azaldığı tablo 3 de görülmektedir. Buna göre, orta-sert amortisör, ABS ile frenleme anında fren basıncı şiddetini arttırıp basınç değişimlerinin döngü sayısını azaltarak tekerleğin çok fazla hızlanmasına gerek kalmadan yüksek tutunma ile yavaşlamasını sağlamıştır. Bu durum, ıslak yolda orta-sert amortisör kullanılarak, tekerlek ivmesi ile fren basıncı değişimi arasında bir uyum elde edilebildiğini göstermektedir. Şekil 7. Islak ve pürüzlü yolda fren basıncı ve tekerlek ivmesi değişimleri Şekil 7 de görüldüğü gibi sert amortisör ile frenlemenin başında artan fren basıncı şiddeti, 2. saniyeden sonra azalmıştır. Tablo 3 de görüldüğü gibi bu fren basınçları, orta-sert amortisöre göre daha fazla döngü sayısına ve en yüksek şiddete sahip olan fren basıncı artış ve azalma oranı ile karşılanmıştır. Bu fren basıncı değişimleri, sert amortisör ile tekerlekte en şiddetli yavaşlama ve hızlanma ivmelerine neden olmuştur. Hızlanma ivmesinin döngü sayısı, orta-sert amortisöre göre çok fazla artarken yavaşlama ivmesi orta-sert amortisör ile aynı sayıda elde edilmiştir. Bu sonuçlara göre, sert amortisör ile elde edilen fren basıncı salınımlarının etkisinde tekerlek, daha hızlı yavaşlamaya ve hızlanmaya başlamıştır. Bu tekerlek ivmesi-fren basıncı etkileşiminin, frenlemenin sonuna kadar aynı şiddette devam ettiği şekil 7 de fren basıncı değişim oranı grafiğinde de 10

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 görülmektedir. Bu durum, sert amortisör kullanıldığında tutunma katsayısındaki azalma ile birlikte fren basıncı şiddeti ile değişim oranı arasında uyumsuzluğun ortaya çıktığını ve bunun sonucunda tekerlek ivmesi ile fren basıncı değişimi arasında uyum elde edilmesinin orta-sert amortisöre göre daha çok zorlaştığını ifade etmektedir. Tablo 3 ve Şekil 7 de görüldüğü gibi yumuşak amortisör, 6.33s lik frenleme süresinde elde ettiği -5.74m/s 2 lik fren ivmesi ile en kötü frenleme performansına neden olmuştur. Şekil 7 de görüldüğü gibi yumuşak amortisör ile frenlemenin başından sonuna kadar fren basıncı, genellikle düşük değerler almış ve ani basınç düşüşleri meydana gelmiştir. Bu fren basıncı değişimi, hem fren basıncı artış oranını hem de fren basıncı azalma oranını, en şiddetli hale getirmiştir. Elde edilen fren basıncı değişimleri, yaklaşık olarak diğer amortisörler ile aynı şiddette hızlanma ve yavaşlama ivmelerine neden olmuştur. Ancak, yavaşlama ivmesinin döngü sayısı, diğer amortisörlerden daha fazla olup hızlanma ivmesinin döngü sayısı, sert amortisörden daha az olmuştur. Ayrıca, frenlemenin sonuna doğru azalan tekerlek hızı ile birlikte tutunma katsayısı tablo 3 de görüldüğü gibi çok azaldığından tekerlek ivme bilgisi alınamamıştır. Bu durum, Şekil 7 deki tekerlek ivmesi grafiğinde daire içine alınmış bölgede açıkça görülmektedir. Buna göre yumuşak amortisör ile tekerlek yeteri kadar hızlanmadan aşırı bir şekilde yavaşlatılmış ve bunun sonucunda frenlemenin sonuna doğru lastik ile yol arasındaki tutunma kötüleşerek tekerlek, kilitlenme sınırına yaklaşmıştır. 3.2. Kaygan ve Pürüzlü Yolda Tekerlek İvme değişimi ile Fren Basıncı Etkileşimi Şekil 8 de kaygan ve pürüzlü yolda farklı amortisörler ile elde edilmiş fren basıncı salınımı ve tekerlek ivme değişimleri görülmektedir. Amortisör sönümleme özelliğine göre elde edilen ortalama değerler, Tablo 4 de verilmiştir. Tablo 4. Kaygan ve pürüzlü yolda amortisör sönümleme özelliğine göre elde edilen döngü sayıları ve ortalama değerler Amortisör Tipi Sert Amortisör Orta-Sert Yumuşak Amortisör Amortisör Fren süresi [s] 6,05 6,32 6,47 Ort. fren ivmesi [m/s 2 ] -5,9141-5,0064-4,444 Tekerleğin ortalama hızlanma ivmesi [m/s 2 ] 54,86 57,0487 62,37 Tekerleğin hızlanma ivmesinin döngü sayısı 49 53 53 Tekerleğin ortalama yavaşlama ivmesi [m/s 2 ] -41,64-58,6556-55,7633 Tekerleğin yavaşlama ivmesinin döngü sayısı 74 69 78 Ort. tutunma katsayısı 0,5605 0,3346 0,2657 Ort. fren basıncı şiddeti [Bar] 37,4813 46,9935 32,9883 Fren basıncının ortalama artış oranı [Bar/s] 135,4284 138,5372 147,337 Fren basıncı artış oranı döngü sayısı 61 77 67 Fren basıncının ortalama azalma oranı [Bar/s] -109,1214-155,9803-122,3138 Fren basıncı azalma oranı döngü sayısı 62 50 64 Tablo 4 de görüldüğü gibi kaygan yolda, 6.05s frenleme süresi ve -5.91m/s 2 lik frenleme ivmesi ile en iyi frenleme performansı, sert amortisör ile elde edilmiştir. Sert amortisör, diğer amortisörlere göre daha düşük şiddette fren basıncı uygulanmasını sağlamıştır. Bu, tekerlek hızlanma ivmesinin döngü sayısını azaltıp şiddetini düşük değerde tutarken yavaşlama ivmesinin şiddeti azalmıştır. Böylece, lastik ile yol arasındaki tutunma katsayısı, tablo 4 de görüldüğü gibi sert amortisör ile en yüksek değerini almıştır. 11

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren Böylece, sert amortisör ile fren basıncının şiddetinin düşük kalması, Şekil 8 de görüldüğü gibi fren basıncındaki azalma oranını arttırırken tekerleğin frenleme etkisini azaltmıştır. Buna karşın, fren basıncı şiddetinin artması ile birlikte yükselen fren basıncı artış oranı, frenleme etkisini ve dolayısıyla lastik ile yol arasındaki tutunmayı da arttırmıştır. Şekil 8. Kaygan ve pürüzlü yolda fren basıncı ve tekerlek ivmesi değişimleri Tablo 4 de görüldüğü gibi, orta-sert amortisör, fren basıncı azalma oranını ve fren basıncı artış oranı döngü sayısını arttırmıştır. Fren basıncının artış oranı, sert amortisörünkine oldukça yakın olup bunu daha fazla basınç değişim döngüsü ile gerçekleştirmiştir. Bu fren basıncı değişimleri ile orta-sert amortisör, tekerleğin yavaşlama ivmesinin döngü sayısını diğer amortisörlere göre azaltmasına rağmen ivmenin şiddetini en yüksek değere çıkarmıştır. Bunun yanında, tekerleğin hızlanma ivmesinin döngü sayısı ve şiddeti neredeyse sert amortisörünki ile aynıdır. Bu durum, frenleme anında orta-sert amortisörün sert amortisöre göre tekerleği daha fazla yavaşlattığını fakat gereği kadar hızlandıramadığını yani orta-sert amortisörün frenleme anında lastik ile yol arasındaki tutunmanın azalmasına engel olamadığını ifade etmektedir. Şekil 8 de işaretlenmiş bölgeler karşılaştırıldığında, bu tekerlek ivme değişimlerinin ortaya çıktığı anlarda fren basıncında ani düşüşlerin meydana geldiği ve bu nedenle tekerlek ivmesindeki 12

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 düzgünsüzlüğün fren basıncındaki ani düşüşlerden kaynaklanabileceği görülmektedir. Tablo 4 yumuşak amortisör ile incelendiğinde yumuşak amortisör ile sert amortisörün basınç azalma oranlarının birbirine oldukça yakın olduğu ancak artış oranının daha şiddetli hale geldiği görülmektedir. Buna karşın, tekerleğin yavaşlama ivmesi orta-sert amortisörünkine yakın iken hızlanma ivmesi oldukça yüksek değerdedir. Buna göre yumuşak amortisör ile elde edilen fren basınçları, tekerleği yavaşlatmadan daha çok hızlandırmasına neden olmuştur. Bu durum, yumuşak amortisör kullanımı ile tekerleğin ihtiyaç duyduğundan daha az fren basıncı elde edildiğini ve lastik ile yol arasındaki tutunmanın kullanılamadığını göstermektedir. 3.3. Pürüzlü Yolda tutunma potansiyelindeki değişimin belirlenmesi Bu çalışmada, ıslak yolda orta-sert amortisör, kaygan yolda da sert amortisör ile en iyi frenleme performansı elde edildiği belirlenmiştir. Bu nedenle, ABS ile frenleme anında bu performansları kullanabilmek için tekerlek ivme kontrolü sırasında amortisör sönümleme özelliğinin değişmesini sağlayacak yol tipinin belirlenmesi gerekmektedir. Tablo 3 ile 4, fren basıncı, tekerlek ivmesi ve tutunma katsayısına göre karşılaştırılarak yol tipini belirleyecek ölçütlerin elde edilebilmesi için Tablo 5 oluşturulmuştur. Tablo 5 de tüm amortisörler ile elde edilen maksimum ve minimum değerler verilmiştir. Ancak, döngü sayıları, yol tipini belirlemede yetersiz kaldığından Tablo 5 e dahil edilmemiştir. Böylece, Tablo 5 e göre fren basıncı yüksek şiddette fren basıncı artış oranı ve azalma oranı ile arttığı anda hızlanma ve yavaşlama ivmesinin azalması, ABS ile frenleme anında yolun ıslak olduğunu ifade etmektedir. Ayrıca, fen basıncı düşük şiddette artış ve azalma oranı ile azalması sonucunda tekerleğin hem hızlanma hem de yavaşlama ivmesinin artması yolun kaygan olduğunu ifade etmektedir. Tablo 5. Pürüzlü ıslak ve kaygan yolda elde edilen frenleme sonuçlarının karşılaştırması Ort. fren basıncı şiddeti [Bar] Tekerleğin ortalama hızlanma ivmesi [m/s 2 ] Tekerleğin ortalama yavaşlama ivmesi [m/s 2 ] Fren basıncının ortalama artış oranı [Bar/s] Fren basıncının ortalama azalma oranı [Bar/s] Islak Yol Kaygan Yol 37,4813-73,3158 32,9880 46,9935 44,0722 46,3099 54,8600 62,3700 (-31,4183) (-34,7434) (-41,6400) (-58,6556) 147,5639 288,8732 135,4284 147,3370 (-114,9583) (-310,6835) (-109,1214) (-155,9803) 3.3. Amortisör sönümleme kapasitesi değişimlerinin belirlenmesi Yo tipi belirlendikten sonra amortisör sönümleme özelliği değişimlerinin tespit edilebilmesi için tablo 3 ve 4 deki parametreler birbiri ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalarda Tablo 1 de verilen sönümleme oranları kullanılmıştır. Böylece, ıslak yolda en iyi frenleme performansının elde edildiği amortisörler referans alınmıştır. Buna göre ıslak yolda ABS ile frenleme esnasında sönümleme kapasitesi ayarlanırken, fren basıncının orta-sert amortisöre göre artması durumunda, fren basıncı değişiminin ve tekerlek ivmelerinin şiddetinin döngü sayısı ile birlikte artması, sönümleme özelliğinin azalmasını gerektirmektedir. Bu parametre etkileşimi, sert amortisör ile elde edildiğinden sönümleme oranının, orta-sert amortisöre doğru 0.85 den 0.45 e azaltılması gerektiğini göstermektedir. Fren basıncının azalması durumunda da sönümleme ayarlamasının, tekerlek ivme değişimlerinden elde edilemeyeceği buna karşın fren basıncı değişim oranları ile elde edilebileceği belirlenmiştir. Buna göre fren basıncının azalması durumunda fren basıncı artış oranının döngü sayısı ile birlikte artması, sönümleme özelliğinin arttırılmasını gerektirmektedir. Bu etkileşim, yumuşak amortisör ile elde edildiğinden sönümleme oranının, orta-sert amortisöre kadar 0.18 den 0.45 e kadar arttırılmasını gerektirmektedir. Kaygan yolda fren basıncının artması durumunda sönümleme özeliği değişimini belirleyen en belirgin parametrelerin, tekerleğin yavaşlama ivmesi, 13

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 ABS ile Frenleme Anında Değişken Tekerlek Yükü İle Fren fren basıncı ve fren basıncı artış ve azalma oranı olduğu belirlenmiştir. Bu bilgiler ışığında ABS ile frenleme esnasında sönümleme kapasitesi ayarlanırken, fren basıncının artması durumunda tekerlek yavaşlama ivmesi ile fren basıncı azalma oranının döngü sayıları ile birlikte azalması ve fren basıncı azalma oranının döngü sayısını azaltarak artması, sönümleme kapasitesinin arttırılması gerektiğini ifade etmektedir. Bu etkileşim, orta-sert amortisör ile elde edildiğinden sönümleme oranının, orta-sert amortisörden sert amortisöre doğru 0.45 den 0.85 e kadar arttırılması gerekmektedir. Fren basıncının azalması durumunda sönümleme özeliği değişimini belirleyen en belirgin parametrelerin, tekerleğin yavaşlama ivmesi, fren basıncı ve fren basıncı azalma oranı olduğu belirlenmiştir. Buna göre ABS ile frenleme esnasında sönümleme kapasitesi ayarlanırken, fren basıncının azalması durumunda tekerlek yavaşlama ivmesi ile fren basıncı azalma oranının döngü sayıları ile birlikte artması, sönümleme kapasitesinin arttırılması gerektiğini ifade etmektedir. Bu durum, yumuşak amortisör ile elde edildiğinden sönümleme oranının, yumuşak amortisörden sert amortisöre doğru 0.18 den 0.85 e kadar arttırılmasını gerektirmektedir. 4. SONUÇLAR ABS ile tekerlek ivme kontrolünü iyileştirmek için aktif veya yarı aktif süspansiyon sisteminin ABS ye entegrasyonu ile amortisör sönümleme özelliğinin fren basıncını referans alarak değiştirilmesi, günümüzde en fazla ilgi gören yöntemlerdendir. Bu çalışmada, ABS, pürüzlü yolda tekerlek ivmesini kontrol ederken, en iyi frenleme performansını elde edebilecek sönümleme özelliği değişimi araştırılmıştır. Yapılan araştırma sonucunda fren basıncı ile tekerlek ivmesi arasındaki etkileşimin, amortisör sönümleme özelliği ve yol tipine göre farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Buna göre en yüksek frenleme performansının elde edildiği amortisör sönümleme özelliklerini, ABS kontrolü sırasında kullanabilmek için öncelikle yol tipinin belirlenmesi gerektiği ve sönümleme özelliğinin bu yol tiplerine göre değişmesi gerektiği görülmüştür. Sonuç olarak, fren basıncı-tekerlek ivmesi etkileşimi kullanılarak yarı aktif veya aktif süspansiyon sistemi-abs entegrasyonu ile en iyi frenleme performansının elde edildiği amortisör sönümleme özelliğinin kullanılabileceği görülmüş ve bu bilgilerin özellikle ABS ile frenlemenin en kritik anlarında gerçekleştirilen tekerlek ivmesi kontrolünde ABS performansını arttırabileceği düşünülmektedir. 5. TEŞEKKÜR Bu çalışma, 107M188 numaralı TÜBİTAK ve 2007/31 numaralı Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Birimi projeleri kapsamında yapılmıştır. Bu projeler, ayrıca Frenteknik ve Hurmoğlu Eğitim Danışmanlık firmaları tarafından da desteklenmiştir. Makalenin yazarları olarak katkılarından dolayı adı geçen kurumlara ve firmalara teşekkür ederiz. 6. KAYNAKLAR 1. Sugai, M., Yamaguchi, H., Miyashita, M., Umeno, T., Asano, K., New Control Technique for Maximizing Braking Force on Antilock Braking System, Vehicle System Dynamics, 32, 299-312, (1999). 2. Bosch, R., Driving Safety Systems, 2nd Edition, SAE, USA, (1999). 3. Cheli, F., Concas, A., Giangiulio, E., Sabbioni, E., A simplified ABS numerical model : Comparison with HIL and Full Scale Experimental Tests, Computers and Structures, 86, 1494-1502, (2008). 4. Watanabe, M., Noguchi, N., A New Algortihm for ABS to Compensate for Road Disturbance, SAE Paper, No.900205, (1990). 5. Choi, S.B., Antilock Brake System with a Continuous Wheel Slip Control to Maximize the Braking Performance and Ride Quality, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 16, 5, (2008). 6. Guntur, R.R., Design Considerations of Adaptive Brake Control Systems, SAE Paper, No: 741082, (1974). 14

Köylü H., Çınar A. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2016 13(3) 1-15 7. Satoh, M., Shiraishi, S., Excess operation of Anti Lock Brake System on a Rough Road, IMECHE., C18/83, (1983). 8. Weida, W., Nengen, D., Xiangyang, D., An Improved Self-Adaptive of Vehicle Reference Speeds for ABS, IEEE, 98-102, (2006). 9. Solyom, S., Rantzer, A., Lüdemann, J., Synthesis of a Model-Based Tire Slip Controller, Vehicle System Dynamics, 41, 6, 475-499, (2004). 10. Reul, M., Winner, H., Schürr, H., Laduron, P., ABS-Control Using Dynamic Wheel Load Information, Chassis Tech. 2009, München, (2009). 11. Reul, M., Winner, H., Enhanced Braking Performance by Integrated ABS and Semi-Active Damping Control. Proceedings of ESV 2009, pp 15-18, Stuttgart, (2009). 12. Niemz, T., Winner, H., Reduction of Braking Distance by Control of Active Dampers, Proceedings of FISITA World Automotive Congress, pp 22.-27, Yokohama-Japan, (2006). 13. Niemz, T., Reul, M., Winner, H., A New Slip Controller to Reduce Braking Distance by Means of Active Shock Absorbers, 14th Asia Pacific Automotive Engineering Conference, Society of Automotive Engineers (SAE), (2007). 14. Shao, J., Zheng, L., Li, Y.N., Wei, J.S., Luo, M.G., The Integrated Control of Anti-Lock Braking System and Active Suspension in Vehicle, Fourth International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, China, (2007). 15