CZ280882B6 - Regulační logika brzdové soustavy vozidla opatřené protiblokovacím zařízením - Google Patents

Abstract

Navrhuje se regulační logika brzdové soustavy vozidla s protiblokovacím zařízením, upravená pro terénní jízdy. Normální regulační logiku s protiblokovacím zařízením řidič přepne terénním spínačem (13) na zvláštní přídavnou regulační logiku pro terénní provoz. Regulační logika vytváří fáze v nichž se připouští vědomě krátkodobé blokování regulačních kol (12) vozidla. Blokovací fáze trvají přibližně 240 ms. Terénní regulační logikou se zkracuje brzdná dráha vozidla v terénu, při ještě dostačujícím bočním vedení. Regulační logiky se dosáhne tím, že k elektromagnetickému ventilu (8) v brzdovém hydr. vedení je připojen koncový zesilovač (7) spojený přes bezpečnostní obvod (6) s mikroprocesorem (5), na který je připojen terénní spínač (13) a přes zpracovací zařízení (2) čidlo rychlosti (1) kola (12).ŕ

Description

Způsob a zařízení k brzdění kolového vozidla, jedoucího zejména terénem, jehož brzdový systém je opatřen protiblokovacím zařízením kol

Oblast vynálezu

Vynález se týká způsobu brzdění'kolového vozidla, jedoucího zejména terénem, jehož brzdový systém je opatřen protiblokovacím zařízením kol, a zařízení k prováděni tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Běžné protiblokovací systémy (ABS) jsou optimalizovány pro silniční provoz a umožňují zde dosahovat minimální brzdné dráhy při dostatečné síle bočního vedení.

Ukázalo se, že takové protiblokovací systémy potřebují na zvláštních, zřídka se vyskytujících silničních površích, jako je například drobný štěrk, hrubý písek, štěrk, oblázky, volná zemina, bláto a vysoký sníh, delší brzdnou dráhu, než která by byla možná na takovýchto površích, které se často vyskytují v terénu, vytvoří před blokovanými koly klín z volného povrchového materiálu, který působí značné problémy. Nevýhodou takového brzdění je, že vozidlo již není řiditelné.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu tedy je vytvořit způsob a zařízení pro zabrzdění vozidla na volném nebo nerovném podkladu s co možná největším zpožděním při zachovaném bočním vedení, resp. řiditelnosti.

Tohoto úkolu je dosaženo způsobem brzdění kolového vozidla, jedoucího zejména terénem, jehož brzdový systém je opatřen protiblokovacím zařízením kol, u kterého se podle vynálezu při brzdění vozidla v předem stanoveném rozsahu jeho jízdní rychlosti do brzdových válců přivede na základě impulzu řídicí jednotky, zapojené řidičem, brzdový tlak o velikosti, která zajišťuje zablokováni kol, krátkodobé se na této úrovni udržuje, načež se sníží na hodnotu původního tlaku, na které se udržuje až do vzniku dalšího impulzu z řídicí jednotky.

Podle výhodného provedení má blokováni kol konstantní dobu trvání, zvláště výhodné 240 ms.

Podle jiného výhodného provedení je předem stanovená horní mez rychlosti vozidla 40 km/hod.

Další výhodné provedení způsobu spočívá v tom, že se do kolových brzdových válců přivede brzdový tlak při vzniku zpožďovacího signálu, přičemž po odeznění zpožďovacího signálu se výhodně tlak v brzdových válcích, zajišťující zablokování kola, udržuje po dobu 120 ms.

Přednostně je před vznikem dalšího zpožďovacího signálu tlak pomalu zvyšován, a to nejdříve pulzně.

-1CZ 280882 B6

Podle jiného výhodného provedení je předem stanovená spodní mez rychlosti vozidla 15 km/hod.

Zvláště výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že při rychlosti menší, než je předem stanovená spodní mez, se do kolových brzdových válců přivádí plný brzdový tlak při vyřazené protiblokovací regulaci.

Další výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že při činnosti protiblokovacího zařízení je vyřazena obměněná individuální regulace brzdných sil předních kol, přičemž se ještě výhodněji udržuje uzávěr diferenciálu v činnosti.

Protiblokovací zařízení, řídicí jednotku, tvořenou elektronickým členem a logickým členem nebo mikroprocesorem, bezpečnostní obvod, koncový zesilovač a řídicí ventil podle vynálezu spočívá v tom, že řídicí jednotka je paralelně spojena s terénním spínačem, ovladatelným řidičem.

Výhodné provedení zařízeni podle vynálezu spočívá v tom, že řídicí jednotka je paralelně spojena s kontrolní svítilnou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže vysvětlen za pomoci výkresů konkrétního provedení vynálezu, na kterých představuje obr. 1 blokové schéma protiblokovací soustavy s elektrickou a pneumatickou částí a obr. 2 diagramy rychlosti kola, regulačních signálů a brzdového tlaku v závislosti na čase podle způsobu a zařízení podle vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je jako blokové schéma znázorněn protiblokovací systém pro vozidla.

Elektronická část protiblokovacího systému sestává z čidla 1 rychlosti kola 12, které snímá průběh otáčení kola 12 vozidla. Signály čidla i se převedou ve zpracovacím zařízení 2 na číslicové impulzy. V následujícím elektronickém členu 2 θθ vytvoří ze signálů rychlostí kola 12 zrychlovací signály +b, zpomalovací signály -b a skluzové signály X

K vytvořeni skluzových signálů je zapotřebí znalost referenční rychlosti vozidla, která se vytvoří pomocí rychlostí ostatních kol 12 vozidla. Na elektronický člen 2 navazuje logický člen 4, ve kterém se ze zmíněných regulačních signálů vytvoří nastavovací signály elektromagnetického řídicího ventilu 8. Následující bezpečnostní obvod 6 kontroluje možnost chyby nastavovacích signálů.

Elektronický člen 2 ^a logický člen 4 mohou být představovány mikroprocesorem 5. V tomto případě se tedy nevytvářejí zmíněné regulační signály elektromagnetického ventilu diskrétním obvodem technického vybavení (hardware), nýbrž příslušným programem (software ) .

-2CZ 280882 B6

K zesilování nastavovacích signálů elektromagnetického řídicího ventilu 8 slouží koncový zesilovač 7. Terénním spínačem 13. je možno logický člen 4, resp. mikroprocesor 5 přepnout na terénní režim. Provedené přepojení signalizuje kontrolní svítilna 14. Tato kontrolní svítilna 14 pracuje při terénním režimu přerušované .

Pneumatická nebo hydraulická část brzdové soustavy s protiblokovacím zařízením sestává ze zásobníku 9 tlakového média, brzdového ventilu 10, elektromagnetického řídicího ventilu 8 a brzdového válce 11. Elektronicky řízeným elektromagnetickým řídicím ventilem 8 se nezávisle na ovládání brzdového ventilu 10 řidičem přivádí tlakové médium do brzdového válce 11, nebo se přes elektromagnetický řídicí ventil 8 odvzdušňuje, případné se v něm snižuje tlak. Elektromagnetický řídicí ventil 8 má obvykle tři polohy, jimiž se tlak zvyšuje, udržuje nebo snižuje.

Pomocí diagramu, který je znázorněn na obr. 2, bude vysvětlena funkce zařízeni podle vynálezu pro terénní provoz.

V horní části obr. 2 je vynesen průběh rychlosti V_R kola 12 při řízeném brzdění, při terénním provozu v závislosti na čase t.

Ve střední části obr. 2 jsou vyneseny regulační zrychlovací signály +b, zpomalovací signály -b a skluzové signály Λ kola 12 v závislosti na čase t.

V dolní části obr. 2 je vynesen průběh brzdového tlaku ?B v závislosti na čase t.

Vozidlo je v terénu brzděno řízeným protiblokovacím systémem.

V časovém okamžiku t_Q zapne řidič za účelem efektivnějšího brzdění terénní spínač 13.. Tím dojde v elektronice protiblokovací soustavy k přepojení na terénní regulační režim. V časovém okamžiku se zpomalí brzděné kolo 12 natolik, že je vyslán zpomalovací signál -b. Na to ^{se v} čase t^ až čase t₂ brzdový tlak Ρ_β rychle zvýší. K tomu dojde v protikladu k normálnímu brzdění protiblokovacím systémem, u kterého, když dojde k vyslání zpomalovacího signálu -b, brzdový tlak Ρ_β rychle klesne. Zvýšením brzdového tlaku Ρ_β podle vynálezu dojde k zablokování kola 12 vozidla v čase t₂. V tomto časovém okamžiku zpožďovací signál -b vymizí. Brzdový tlak Ρ_β, dosažený v časovém okamžiku t₂, se udržuje konstantní na dosažené výši po dobu asi 120 ms až k času 1₃. Na to mezi časy T₃, t₄ brzdový tlak Ρ_β rychle poklesne. Blokování kola 12 vozidla potrvá až k času t₄, a to přibližné 240 ms. V důsledku rychlého poklesu brzdové tlaku Ρ_β se za vzniku skluzového signálu

X kolo 12 opět rozběhne. Tím dojde k vyslání zrychlovacího signálu +b. Mezi časy t₄, t₅ se kolo 12 rozběhne až na plnou rychlost V_R, která je rovna rychlosti vozidla. Zrychlovací signál +b proto opět vymizí. Nejpozději od tohoto času t₅ se brzdový tlak

-3CZ 280882 B6

Ρ_β nejprve stupňovitě, tzn. v pulzech, pomalu zvyšuje. V čase t_g takto zvýšený brzdový tlak Pg vyvolá tak silné zpoždění kola 12, že dojde k vyslání zpožďovacího signálu 3b. Od tohoto času t_g dojde k nastavení plného brzdového tlaku Pg, což rychle vede k zablokování kola 12 v časovém okamžiku t₇. Brzdový tlak Pg se pak opět drží konstantní po dobu již zmíněných asi 120 ms. Potom se právě popsané regulační kroky, časy t₈, t_g, t₁₀, t₁₃ opakují. Skluzový signál 2Í se objeví, jakmile rychlost V_R kola 12 poklesne o předem danou hodnotu pod rychlost V_R vozidla.

Jak je možno seznat z obr. 2, dochází k fázím rychlosti V_R kola 12 . které mají trvání 240 ms a v nichž je kolo 12 zcela blokováno. Tím dojde k již dříve zmíněnému klínovém účinku volného materiálu podloží, který vozidlo zvláště výrazné zpomalí. V mezi tím vřazených úsecích, ve kterých se kolo může volně pohybovat, vznikne opět dostatečná boční vodicí síla kola 12. Regulační frekvence při terénním režimu je vůči regulační frekvenci při normálním režimu s protiblokovacím zařízením snížena, a obnáší asi 1 regulační periodu/sekundu.

Z bezpečnostních důvodů se popsaný terénní režim připouští při rychlosti V_R vozidla nižší než asi 40 km/h. Tzn. že v případě sepnutí terénního spínače 13 při vyšší rychlosti V_R se automaticky zapne brzdicí zařízení podle vynálezu při rychlosti V_R přibližně 40 km/j na terénní režim.

Při rychlosti V_R vozidla menší než 15 km/h se přivede při terénním režimu do kolových brzdových válců 11 plný brzdový tlak a tím se protisluzové zařízení zcela uzavře. To má výhodu v dosažení krátké brzdové dráhy v poslední oblasti brzděni. Uvedené rychlost 40 km/h a 15 km/h lze změnou programování mikroprocesoru 5 měnit. Blokování kola 12 při rychlosti V_R nižší než 15 km/h je obvykle zákonodárcem již připuštěno.

Další znak vynálezu spočívá ve zrušení tzv. napojení předních kol 12 na obměněnou individuální regulaci. Ta slouží při normálním brzdění s protiblokovacím zařízením v silničním provozu k tomu, že se při brzdění při rozdílných třecích hodnotách levé a pravé strany silnice (μ-rozdíl) tvorba točivého momentu zdrží, čímž se řidiči usnadní manipulace s řízením. Taková obměněná individuální regulace však nepřináší v terénu žádné zvláštní výhody.

Další znak řešení podle vynálezu spočívá v tom, že u vozidla s pohonem všech kol 12 zůstává při terénním režimu zařazena uzávěrka diferenciálu. To nabízí řadu výhod zvláště u takových jízd, kde nevystačí brzdná síla, redukovaná regulátorem brzdění v závislosti na zatížení na zadní ose k blokování kol 12 zadní nápravy, takže k žádoucímu vytvoření klínu před zadními koly nedojde. Z tohoto důvodu je žádoucí propojení brzdových sil mezi přední a zadní nápravou, na rozdíl od normálního brzdění s protiblokovacím systémem na silnici.

-4CZ 280882 B6

Pro oznámení řidiči, že je terénní režim zapnut, slouží při ovládání terénního spínače 13 kontrolní svítilna 14 protiblokovacího systému, pracující přerušovaně. Tím je řidič upozorněn, že může krátkodobé dojít k blokování kol 12 vozidla. Jede-li pak vozidlo opět na normálních silnicích, je nutno terénní spínač 13. přestavit opět do normální polohy, aby se zabránilo poškozování pneumatik.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   2.

   5.

   Způsob brzdění kolového vozidla, jedoucího zejména terénem, jehož brzdový systém je opatřen protiblokovacím zařízením kol, vyznačující se tím, že při jízdě vozidla v předem stanoveném rozsahu jeho jízdní rychlosti se do brzdových válců přivede na základě impulzu řidiči jednotky, zapojené řidičem, brzdový tlak o velikosti, která zajišťuje zablokování kol, krátkodobě se na této úrovni udržuje, načež se sníží na hodnotu původního tlaku, na které se udržuje dalšího impulzu z řídicí jednotky.

   Způsob podle nároku 1, vyzná že blokování kol má konstantní dobu

   Způsob že blokování podle nároku kol trvá

   2, v y z

   240 ms.

   jednoho se t rychlosti vozidla je 40 km/hod.

   Způsob podle č u j ící nebo více i m, že až do vzniku č u j i trvání.

   tím, tím, z nároků 1 předem až 3, stanovená v y horní a mez

   Způsob podle č u j i přivede jednoho nebo více se tím, z nároků 1 až 4, c i se tím, že se do kolových brzdových válců brzdový tlak při vzniku zpožďovacího signálu (-b).

   6.

   podle nároku 5, vyznačující se tím, odeznění zpožďovacího signálu (-b) se tlak v brzdových zajišťující zablokování kola, udržuje po dobu 120 ms.

   Způsob že po válcích,

   Způsob podle č u j ící čího signálu né.

   jednoho nebo více z nároků 1 až 6, vyznás e tím, že před vznikem dalšího zpožďova(-b) je tlak pomalu zvyšován, a to nejdříve pulz-

   8. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 7, v y z n a - č u j ící se t i m, že předem stanovená spodní mez rychlosti voz idla je : 15 km/hod. 9. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 8, v y z n a - č u j ící se t i m, že při rychlosti menší než je pře-

   dem stanovená spodní mez se do kolových brzdových válců přivádí plný brzdový tlak při vyřazené protiblokovaci regulaci.

   10.Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že při činnosti protiblokovacího

   -5CZ 280882 B6 zařízení je vyřazena obměněná individuální regulace brzdných sil předních kol.

   11. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 10 pro vozidla se všemi koly poháněnými, vyznačující se tím, že se udržuje uzávěr diferenciálu v činnosti.

   12. Protiblokovací zařízení pro brzdový systém vozidla k provedení způsobu podle jednoho z předcházejících nároků, které obsahuje v sérii zapojené čidlo (1) rychlosti kola (12), zpracovávací zařízení (2), řídicí jednotku, tvořenou elektronickým členem (3) a logickým členem (4), nebo mikroprocesorem (5), bezpečnostní obvod (6), koncový zesilovač (7) a řídicí ventil (8), vyznačující se tím, že řídicí jednotka je paralelně spojena s terénním spínačem (13), ovladatelným řidičem.

   13. Protiblokovací zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že řídicí jednotka je paralelně spojena s kontrolní svítilnou (14).
2. 2 výkresy