HU176793B - Nonskid brake controlling system - Google Patents

Description

A találmány tárgya blokkolást gátló fékszabályozó rendszer kerékfékkel ellátott jármüvek részére.

A blokkolást gátló fékszabályozó rendszerek a kerék blokkolását megelőzik vagy minimumra csökkentik annak révén, hogy a blokkoló hatást annak fellépése pillanatában érzékelik és a féknyomást ezután addig csökkentik, amíg a kerék újra forogni kezd, majd újra alkalmazzák a féknyomást és ezt a folyamatot ciklikusan ismétlik, amíg az szükséges.

Már javasolták a Kerékblokkolás kezdetének érzékelését oly módon, hogy a keréksebességgel arányos villamos jelet állítanak elő, azt lineáris differenciáló tagra adják, mely gyorsulás/lassulás jelet állít elő és a lassulási jelet komparátorban összehasonlítják egy előre meghatározott lassulási küszöbértékkel, úgy hogy az említett küszöbértéket túllépő lassulás felléptekor megfelelő kimenő impulzust keltenek, amely szabályozza a féknyomás csökkentését, amíg az említett küszöbérték túllépése fennáll.

Az ismert rendszernél azonban problematikus, hogy a kezdeti kerékblokkolás gyors érzékeléséhez gyorsműködésű differenciáló tagra van szükség és így a rendszer csúszásmentes lassulás esetén fellépő — útegyenetlenség okozta — jelekre is érzékeny lesz. Ezek a hamis blokkolási jelek általában rövidtartamú, gyakori impulzusokként jelentkeznek, melyek megfelelően rövid idejű és gyakori féknyomáscsökkentő impulzusokat idéznek elő, s ilyenformán jelentősen csökkentik a féknyomást.

Ezt a problémát kiküszöböli vagy csökkenti e találmányunk, amennyiben biztosítjuk, hogy a komparátor ki10 menő impulzusa előre beállított maximális időtartamot meg nem haladó fék nyomáscsökkentő impulzust indítson és minden ilyen impulzus lefutása után előírt időtartamig letiltjuk újabb féknyomáscsökkentő impulzus keltését, úgy hogy ezek az impulzusok nem kelthetök bizonyos maximális ismétlődési frekvenciánál sűrűbben függetlenül attól, hogy a keréklassulást reprezentáló jel esetleg ennél sűrűbben is változhat.

A féknyomáscsökkentő impulzussereg jel/szünet arányát a maximális időtartam és maximális frekvencia esetére úgy választjuk, hogy elfogadható eredő féknyomást biztosítsunk. A szabályozó működése így inkább az alkalmazott fékerő szintjének korlátozását eredményezi, semmint a fékhatás csökkenését és ezzel elérhető a legjobb fékezési kompromisszum rossz útfelületeken, ahol könnyen léphet fel túlfékezés.

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kerékfékkel ellátott járműveknél alkalmazható blokkolásgátló fékszabályozó rendszerekhez, a keréksebességgel arányos jelet szolgáltató sebességadóval, azzal csatolt — előjelhelyes gyorsulásjelet szolgáltató — differenciáló taggal, komparátorral, melynek jelbemenetére közvetlenül vagy közvetve a differenciáló tag kimenete, küszöbszintbemenetére közvetlenül vagy közvetve küszöbszint-jelforrás csatlakozik és mely kimenetén kimenő-impulzust ad, amíg a gyorsulásjel meghaladja a beállított küszöbszintet. A találmány abban van, hogy a kapcsolási elrendezés rendelkezik — féknyomásjavító szervként — impulzus áramkörrel, melynek triggerbemenetére a komparátor kimenete és tiltójelbemenetére — tiltójeladó — időzítő áramkör kimenete csatlakozik és az időzítő áramkör bemenetére az impulzus áramkör kimenete csatlakozik.

A találmány előnyös kiviteli alakjánál az impulzus áramkörnek van impulzus-időzítő fokozata, mely előnyösen diódát, kondenzátort és ellenállást tartalmazó áramköri ágat alkot. Célszerűen az impulzus áramkör tartalmaz erősítőt és az impulzus-időzítő fokozat kondenzátora a komparátor kimenete és az erősítő bemenete közé van iktatva.

A találmány előnyös kiviteli alakjánál a komparátor kimenő impulzusának felfutó éle, mely a csúszás megindulásának pillanatát reprezentálja, indítja a féknyomáscsökkentő impulzust előállító impulzus áramkört és az impulzus-időzítő fokozat korlátozza a féknyomáscsökkentő impulzus hosszát, ha a komparátor kimenő impulzusának lefutó éle már korábban le nem zárta a féknyomáscsökkentő impulzust.

A tiltójelet időzítő áramkört a féknyomáscsökkentő impulzus triggereli, s az annak hatására kiadott tiltójel meggátolja az impulzus áramkör újabb indítását a féknyomáscsökkentő impulzus lefutásától számított, előre meghatározott időtartamig.

A találmányt részletesebben kiviteli példa kapcsán ismertetjük, hivatkozva az ábrákra, melyek közül:

az 1. ábra a találmány szerinti, példakénti blokkolást gátló fékszabályozó rendszer tömbvázlata, a 2. ábra az 1. ábra szerinti rendszer kapcsolási vázlata és a 3. ábra olyan diagram, mely mutatja a keréksebesség alakulását az idő és a megfelelő féknyomáscsökkentő impulzusok függvényében az 1. és 2. ábrák szerinti rendszer blokkolásgátló működése idején.

Az ábrázolt blokkolást gátló fékszabályozó rendszer tartalmaz egy É érzékelőt, mely a fékezett kerék sebességével arányos ismétlődési frekvenciájú impuizusjeíet szolgáltat, továbbá AMP1 erősítőt, mely az impulzusjelet felerősíti és frekvencia-feszültség átalakító F/V áramkör bemenetére adja, mely utóbbi F/V áramkör a keréksebességet reprezentáló Vw feszültségjelet szolgáltat. Az eddig leírt lánc tehát együtt olyan S sebességadót alkot, mely kimenetén a keréksebességgel arányos jelet szolgáltat. A keréksebességet reprezentáló Vw feszültségjelet egy DIFF differenciáló tag differenciálja, mely így a kerék gyorsulásával/lassulásával arányos, vagyis a kerék gyorsulásával előjelhelyesen arányos dVw/dt jelet szolgáltat, a dVw/dt jelet pedig egy COMP komparátor összehasonlítja a lassulási dVl/dt küszöbértéket reprezentáló referenciajellel. A COMP komparátor kimenete — Pl triggerbemenettel, P2 tiltójelbemenettel és P3 kimenettel kialakított — P impulzus áramkör Pl triggerbemenetére csatlakozik. Ha a fékezett kerék lassulása során a negatív dVw/dt jel értéke meghaladja a lassulási dVl/dt küszöbértéket, a COMP komparátor kimenő impulzust szolgáltat, melynek felfutó éle triggereli a P impulzus áramkört, aminek hatására az utóbbi előállít egy féknyomáscsökkentő impulzust, mely megjelenik a P3 kimeneten, ezt a további AMP2 erősítő felerősíti és a felerősített impulzus gerjeszti a SOL szolenoid tekercset, mely a féknyomást feloldja. A P impulzus áramkör úgy van kialakítva, hogy a COMP komparátor kimenőjelének lefutó éle azt visszaállítja az alapállapotba, ha ez a lefutó él a P impulzus áramkör indításától számított, előírt maximális TI időtartamon belül megjelenik; egyébként a P impulzus áramkör visszaállítása a TI időtartam eltelte után automatikusan végbemegy, hogy így a féknyomáscsökkentő impulzus időtartamát korlátozzuk. Egy tiltójelet adó időzítő I áramkör megakadályozza a P impulzus áramkör újabb indítását az említett féknyomáscsökkentő impulzus lefutásától számított, előre meghatározott T2 időtartamon belül. A tiltójelet adó időzítő I áramkör II bemenete a P impulzus áramkör P3 kimenetére, 13 kimenete a P impulzus áramkör P2 tiltójelbemenetére csatlakozik.

A 2. ábra mutatja, hogy a DIFF differenciáló tag lineáris, gyorsműködésü első műveleti Aí erősítővel van kialakítva, melyre a keréksebességet reprezentáló Vw feszültségjelet Cl kondenzátoron és RÍ ellenálláson át csatoljuk. Az A1 erősítő kimenete R3 ellenálláson keresztül van az A1 erősítő invertáló kimenetére visszacsatolva. A COMP komparátor második műveleti A2 erősítővel van kialakítva, melynek referencia bemenete R4, R5 és R6 ellenállások alkotta feszültségosztó leágazására van kötve, a COMP komparátor lassulási dVl/dz küszöbértékének megfelelően. A feszültségosztó szolgáltatja az R2 ellenálláson át az első A1 erősítő előfeszültségét is, így kompenzálva a tápfeszültség változásait. A COMP komparátor gyors átváltását a küszöbszint elérésekor segíti elő a második A2 erősítőnél az R7 ellenálláson át megvalósított pozitív visszacsatolás.

A P impulzus áramkör tartalmaz egy harmadik műveleti A3 erősítőt, mely az Rll ellenálláson és D2 diódán át kapja előfeszültségét, továbbá a COMP komparátor A2 erősítőjének kimenete és a harmadik A3 erősítő bemenő körében levő D2 dióda közé kapcsolt impulzusidőzítő fokozatot, melyet a Dl diódát, a C2 kondenzátort és az Rll ellenállást tartalmazó áramköri ág alkot és egy visszaállító ágat a COMP komparátor A2 erősítőjének kimenete és a harmadik A3 erősítő bemenete között, R9 ellenálláson át. Az A2 erősítő kimenete R8 ellenálláson keresztül a tápfeszültség pozitív sarkára van kötve. Alapállapotban —- az A3 erősítő bemenetére az az RÍ 1 ellenálláson és Dl diódán átjutó áram folytán — az A3 erősítő kimenete kis feszültségszintű; ebben az állapotban a féknyomást oldó SOL szolenoid tekercs nincs gerjesztve. Ha azonban a COMP komparátor A2 erősítőjére a dVl/dt küszöbértéket meghaladó lassulási jel hatására idítójel érkezik, kimenetén negatív impulzus jelenik meg, mely áthalad a Dl diódán és a C2 kondenzátoron és lezárja a D2 diódát előre meghatározott TI időtartamra, mely időtartamot a C2 kondenzátor és az Rll ellenállás időállandója határozza meg, minthogy a C2 kondenzátort az említett negatív impulzus feltölti, s ezután a C2 kondenzátor az RÍ 1 ellenálláson át sül ki, amíg a D2 dióda újra vezetni kezd. A D2 dióda lezárása idejére a harmadik A3 erősítő pozitív kimenő impulzust szolgáltat, mely áthalad a további AMP2 erősítőn és gerjeszti a SOL szolenoid tekercset. Ez a kimenő impulzus addig tart, amíg a COMP komparátor vissza nem áll alaphelyezetbe, mikoris a nagyszintű kimenőjel az R9 ellenálláson át visszaállítja a harmadik A3 erősítőt kis kimenőszintű állapotába. Különben a harmadik A3 erősítő kimenő impulzusának tartalmát a Cl kondenzátor és az RÍ 1 ellenállás korlátozza az előre meghatározott maximális TI időtartamra.

A harmadik A3 erősítő kimenete a tiltójelet időzítő I áramkörre is csatlakozik, mely I áramkör C3 kondenzátort és negyedik műveleti A4 erősítőt tartalmaz. A harmadik A3 erősítő pozitív kimenő impulzusa a C3 kondenzátort lényegében a tápfeszültség szintjére tölti a D3 diódán és az RÍ3 és R14 ellenállás alkotta feszültségosztón át, s így indítja a negyedik A4 erősítőt. Az A4 erősítő kimenete RIO ellenálláson keresztül kapcsolódik a P2 tiltójelbemenetre. Az A4 erősítő kisszintű kimenőjele leválasztja a C2 kondenzátort a COMP komparátor A2 erősítőjéről. Ilyenformán a COMP komparátor mindaddig nem indíthatja újra a P impulzus áramkört, amíg a C3 kondenzátor töltése az A4 erősítőt aktiválja. Ez a tiltóhatás addig tart, amíg a C3 kondenzátor eléggé kisült ahhoz, hogy a negyedik A4 erősítő visszaálljon és kimenetén pozitív jelet adjon; a C3 kondenzátor kisülése megindul, amint a harmadik A3 erősítő pozitív kimenő impulzusa lefutott és a negyedik A4 erősítő csak akkor áll vissza alapállapotába, ha ez a kisülés az említett, előre meghatározott T2 időtartamon át folytatódott.

A P impulzus áramkör által szolgáltatott fék nyomáscsökkentő impulzus tipikus TI időtartama 15—45 ms közötti és a tiltó impulzus tipikus T2 időtartama mintegy 300 ms.

A 3. ábra azt mutatja, hogyan szabályozza a blokkolást gátló fékszabályozó rendszer a fékezést nagy súrlódási együtthatójú útfelület esetén, amikor a fékek működése gyors és a féknyomás csökkentésekor bekövetkező kerékgyorsulás szintén gyorsan megy végbe. Amint működtetjük a féket, a keréksebességet reprezentáló Vw feszültségjel szintje esik és az előre beállított lassulási dVl/dt küszöbérték elérésekor (lásd a ti időpontot a

3. ábrán) a COMP komparátor indítja a P impulzus áramkört, s az kiad egy féknyomáscsökkentő impulzust, mely aktiválja a SOL szolenoid tekercset. A féknyomás így csökken és a kerék, miután elért egy csúcslassulást, újra gyorsul. Miután a P impulzus áramkör indításától eltelt az előre beállított TI időtartam, a P impulzus áramkör visszabillen és így véget ér a féknyomáscsökkentő impulzus (lásd a t2 időpontot a 3. ábrán). A lassulás mértéke ekkor még meghaladja a lassulási dVl/dt küszöbértéket. Ha még a t2 időpont előtt csökkent volna ezen érték alá, a féknyomáscsökkentő impulzus már ezen korábbi időpontban ért volna véget.

A kerék tovább gyorsul a csökkenő Vv járműsebesség irányába, habár most már újra hatásos a féknyomás, de végül is a keréksebesség ismét csökken, amíg a lassulás újra meghaladja a dVl/dt küszöbértéket (a 3. ábrán mutatott t4 időpontban). Ha a lassulás a küszöbértéket még a T2 időtartam eltelte előtt lépi túl (a megelőző féknyomáscsökkentő impulzus lefutásától számítva, vagyis a 3. ábrán mutatott t3 időpont előtt), akkor újabb féknyomáscsökkentő impulzus keltésére mindaddig nem kerülhet sor, amíg a tilalmi T2 időtartam el nem telt. Ha viszont — a 3. ábrán mutatott módon — a lassulási dVl/dt küszöbérték túllépése csak a tilalmi T2 időtartam eltelte után következik be, akkor a következő féknyomáscsökkentő impulzus indítására azonnal (a t4 időpontban) kerül sor.

A fentiekben leírt blokkolást gátló fékszabályozó rendszer alkalmazható tartalék rendszerrel kombinálva, mely a féknyomás csökkentését szabályozza olyan körülmények között, amelyek mellett a fékezésre a korlátozott időtartamú féknyomásszabályozó impulzus nem hatásos vagy a súrlódási együttható túl alacsony ahhoz, hogy az említett—korlátozott időtartamú—féknyomáscsökkentő impulzusok által előidézett korlátozott féknyomáscsökkentés lehetővé tegye a kerék újabb gyorsu lását. A tartalék rendszer működése azonban általában lassabban szolgáltat ún. tartalék féknyomáscsökkentő impulzust és így még ebben a kétcsatornás szabályozó Rendszerben is a korlátozott időtartamú féknyomáscsökkentő impulzus gyorsabban hoz létre féknyomáscsökkentéstés ezáltal csökkenti a kerékcsúszási ciklus mélységét.

Az 1. ábra ilyen kétcsatornás szabályozórendszert mutat ; a tartalék csatorna tartalmaz egy lassulásra érzékeny SW kapcsolót, melynek bemenetére töltéstároló készüléken, C kondenzátoron át az S sebességadó kimenete csatlakozik. így a C kondenzátoron át jut az SW kapcsoló bemenetére a keréksebességgel arányos Vw feszültségjel.

A mutatott példakénti kivitelnél az SW kapcsoló (egy) bemenetére a COMP komparátor kimenete is csatlakozik, s így az SW kapcsolóra a COMP komparátor ad vezérlőjelet. A COMP komparátor kimenőjele tehát aktiválja az SW kapcsolót, s az féknyomáscsökkentő impulzust ad a további AMP2 erősítő bemenetére, amint ugrásszerűen esik a keréksebesség előre beállított Aw értékkel. A 3. ábrán mutatott esetben Aw értékű ugrásszerű keréksebesség-csökkenés nem lép fel, így az SW kapcsoló nincs aktíváival.

A töltéstároló C kondenzátoron felhalmozódó töltésmennyiség mértéke annak a keréksebesség csökkenésnek a függvénye, mely fellép a lassulásra érzékeny SW kapcsoló aktiválásának időtartama során. Amíg a COMP komparátor kimenetén jelen van a kimenő impulzus, addig a töltéstároló C kondenzátor töltése nem csökkenhet, de amint ez a kimenő impulzus lefutott, a töltés előre meghatározott menet szerint csökken előre meghatározott töltésszintig, mely szinten az SW kapcsoló visszavált, megszüntetve a féknyomáscsökkentő impulzust. Ezt a kétcsatornás szabályozó rendszert részletesebben ismertettük egy függő szabadalmi bejelentésünkben, melyet Nagy-Britanniában 14240/77 ikt. számmal nyújtottunk be.

A tartaiékcsatorna SW kapcsolója által szolgáltatott féknyomáscsökkentő impulzus működteti a tiltójelet időzítő I áramkört, mely esetben a P impulzus áramkör újabb indítása az SW kapcsoló által szolgáltatott impulzus lefutásától számított, előre meghatározott ideig lesz tiltva. A 2. ábrán látható, hogy az SW kapcsolóról a vezérlőjel a tiltójelet időzítő I áramkörre — annak második 12 bemenetére — a D4 diódán és az R15 ellenálláson át csatolódik. Az 12 bemenet R12 ellenálláson keresztül a negyedik A4 erősítő invertáló bemenetéhez van kötve. Az SW kapcsoló által szolgáltatott féknyomáscsökkentő impulzus hatására töltődik a C3 kondenzátor, mire a negyedik A4 erősítő aktiválódik és leválasztja a C2 kondenzátort a COMP komparátor A2 erősítőjéről, amint azt már korábban leírtuk. Amint az SW kapcsoló által szolgáltatott impulzus lefutott, a C3 kondenzátor kisül és visszaállítja a negyedik A4 erősítőt, de ez a kisülési idő nem egyezik meg szükségszerűen a T2 kisülési idővel, mely akkor áll fenn, ha a tiltójelet időzítő I áramkört — annak első 11 bemenetén és az első és a második 11 és 12 bemenetek közé kapcsolt D3 diódán és RÍ3 ellenálláson át — a P impulzus áramkör indítja. Ehelyett ettől eltérő kisülési idő állítható be olyan méretezéssel, melynek folytán az SW kapcsoló által szolgáltatott impulzus a D4 diódán és az RÍ5 ellenálláson át más szintre tölti fel a C3 kondenzátort.

Claims (5)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Kapcsolási elrendezés kerékfékkel ellátott járműveknél alkalmazható blokkolásgátló fékszabályozó rendszerekhez, a keréksebességgel arányos jelet szolgál- 5 tató scbességadóval, azzal csatolt — előjelhelyes gyorsulásjelet szolgáltató — differenciáló taggal, komparátorral. melynek jelbemenetére közvetlenül vagy közvetve a differenciáló tag kimenete, küszöbszint-bemenetére közvetlenül vagy közvetve küszöbszint-jelforrás csatla- 10 kozik és mely kimenetén kimenő-impulzust ad, amíg a gyorsulásjel mértéke meghaladja a beállított küszöbszintet, azzal jellemezve, hogy rendelkezik — féknyomásjavító szervként — impulzus áramkörrel (P), melynek triggerbemenetére (Pl) a komparátor (COMP) ki- 15 menete és tiltójelbemenctére (P2) — tiltójeladó — időzítő áramkör (I) kimenete (13) csatlakozik és az időzítő áramkör (I) bemenetére (II) az impulzus áramkör (P) kimenete (P3) csatlakozik,
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kivi- 20 teli alakja, azzal jellemezve, hogy az impulzus áramkörnek (P) van impulzus-időzítő fokozata, melyet előnyö sen diódát (Dl), kondenzátort (C2) és ellenállást (Rll) tartalmazó áramköri ág alkot.
3. 3. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az impulzus áramkörnek (P) van retesz csatolóága, mely a komparátor (COMP) kimenete és az erősítő (A3) bemenete közé van iktatva.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy tartalmaz lassulás-érzékeny kapcsolót (SW), melynek bemenetére — töltéstároló eszközön, pl. kondenzátoron (C) át — a sebességadó (S) kimenete csatlakozik, kimenete pedig a — tiltójeladó — időzítő áramkör (1) második bemenetére (12) csatlakozik és a — tiltójeladó — időzítő áramkör (I) tartalmaz diódát (D3) és ellenállást (R13), melyek az időzítő áramkör (I) első és második bemenete (II és 12) közé sorosan vannak kapcsolva.
5. 5. A 4. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lassulás-érzékeny kapcsoló (SW) (egy) bemenete a komparátor (COMP) kimenetére csatlakozik.