HU223444B1

HU223444B1 - Eljárás pneumatikus fékerő-erősítő működtetésére

Info

Publication number: HU223444B1
Application number: HU9901623A
Authority: HU
Inventors: Alfred Eckert
Original assignee: Itt Manufacturing Enterprises, Inc.
Priority date: 1996-03-09
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2004-07-28
Also published as: US6006648A; DE59707314D1; ES2174241T3; EP0824432A1; HUP9901623A3; CZ289418B6; CZ350997A3; DE19609192A1; EP0824432B1; JPH11505489A; JP4040681B2; AU2152997A; WO1997032768A1; PL183126B1; PL323135A1; HUP9901623A2

Abstract

A találmány tárgya eljárás gépjárművek pneumatikus fékerő-erősítő (2)működtetésére, amely fékerő-erősítő (2) egy mozgatható falat és egy, amozgatható falra ható pneumatikus nyomáskülönbséget szabályozószabályozószelepet (6) tartalmaz, amely szabályozószelepnek legalábbkét záróüléke és egy, a záróülékkel kölcsönhatásban lévő rugalmasszeleptagja van, és amely szabályozószelep (6) egyrészt a járművezetőáltal egy működtetőrúddal (5), másrészt a járművezető akaratátólfüggetlenül egy, a szabályozószelepnek (6) a főfékhenger (3) fékerő-erősítője (2) után csatlakoztatott és az egyedi járműkerékkelkapcsolatban álló kerékfékekkel összekötött záróülékének egyikévelerőátvivő kapcsolatban lévő szolenoiddal (7) működtethető. A találmányszerinti eljárást az jellemzi, hogy meghatározzák a főfékhengerbe (3)bevezetett hidraulikus nyomást (Pist), és egy előre beállítottnyomásértékjellel (Psoll) összehasonlítják, az így kapott szabályozásinyomáskülönbséget (?p) egy, a szolenoid (7) szabályozóáramánakmegfelelő kimenő mennyiségű nyomásszabályozóhoz (8) továbbítják, majdaz így kapott kimenőjelet (ISt) a kívánt szabályozási tartományhatárértékeit meghatározó határolóba (12) juttatják, ahonnan a kimenőmennyiségét (Isoll) összehasonlítják a szolenoidba (7) tápláltáramerősség értékével (IEW), és az összehasonlítás eredményét (IRegel)egy áramszabályozóhoz (14) továbbítják, és létrehozzák a szolenoidra(7) ráadandó feszültséget (UEM). A találmány szerinti eljárás egymásik megvalósítási módjának jellemzője, hogy meghatározzák afőfékhengerbe (3) bevezetett hidraulikus nyomás (Pist) értékét, és egyelőre beállított nyomásértékjellel (Psoll) összehasonlítják, majd egyfelfelé és lefelé határolással ellátott nemlineáris átviteli tagkéntkialakított nyomásszabályozóhoz (15) továbbítják, anyomásszabályozóhoz (15) kötött nyomásérzékelő (17) kimenő mennyiségéta szolenoidba (7) táplált áramerősség értékével (IEM)összehasonlítják, az összehasonlítás eredményét egy áramszabályozóba(14) továbbítva létrehozzák a szolenoidra (7) ráadandó feszültséget(UEM). ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás pneumatikus fékerő-erősítő működtetésére, amely fékerő-erősítő egy mozgatható falat és egy, a mozgatható falra ható pneumatikus nyomáskülönbséget szabályozó szabályozószelepet tartalmaz, amely szabályozószelepnek legalább két záróüléke és egy, a záróülékkel kölcsönhatásban lévő rugalmas szeleptagja van, és amely szabályozószelep egyrészt a járművezető által egy működtetőrúddal, másrészt a járművezető akaratától függetlenül egy, a szabályozószelepnek a főfékhenger fékerő-erősítője után csatlakoztatott és az egyedi járműkerékkel kapcsolatban álló kerékfokkal összekötött záróülékének egyikével erőátvivő kapcsolatban lévő szolenoiddal működtethető.

A DE 43 24 688 számú német szabadalmi bejelentésből egy fékerő-erősítő szabályozására szolgáló eljárás ismerhető meg, ahol a fékerő-erősítő működtetése a járművezető akaratától függetlenül elektromechanikus úton történik. A technika állásának megfelelő fékerő-erősítő különleges jellemzői között vannak olyan érzékelőelemek, amelyek lehetővé teszik a szabályozószelep szeleptagjának azonosítását annak érdekében, hogy elérje a szolenoid által létrehozandó független működtetőerő szabályozott arányosítását. A szabályozáshoz szükség van az elektromechanikusán működtethető záró szelepülék által a szabályozási folyamat közben megtett útra vonatkozó információra, és ez további érzékelőelemek beépítését teszi szükségessé, beleértve a kapcsolódó elektronikát is. Az említett érzékelőeszköz használata azonban számottevően megnöveli a költségeket.

Az ATZ 97 gépjármű-technológiai folyóiratban közölt „Elektronikusan szabályozott fékerő-erősítő” c. cikk egy arányos szabályozású, elektromosan működtethető erősítőt ismertet. Az erősítő szabályozószelepét egy elektromágnes hajtja. Az említett erősítő egyik hátránya, hogy a mágnes viszonylag nagy súlyú, és az erősítő méreteit megnöveli. Egy másik hátrány a viszonylag egzakt szabályozás, amely drága.

A jelen célkitűzést egy olyan, a fenti típusú eljárás hátrányait kiküszöbölő, további járulékos érzékelőeszköz nélküli kis költségigényű eljárás kidolgozása.

A találmány szerinti célkitűzést olyan eljárással valósítjuk meg, amely gépjárművek pneumatikus fékerőerősítőjének működtetésére szolgál, amely fékerőerősítő egy mozgatható falat és egy, a mozgatható falra ható pneumatikus nyomáskülönbséget szabályozó szabályozószelepet tartalmaz, amely szabályozószelepnek legalább két záróüléke és egy, a záróülékkel kölcsönhatásban lévő rugalmas szeleptagja van, és amely szabályozószelep egyrészt a járművezető által egy működtetőrúddal, másrészt a járművezető akaratától függetlenül egy, a szabályozószelepnek a főfékhenger fékerőerősítője után csatlakoztatott és az egyedi járműkerékkel kapcsolatban álló kerékfékekkel összekötött záróülékének egyikével erőátvivő kapcsolatban lévő szolenoiddal működtethető, és amelyet az jellemez, hogy meghatározzuk a főfékhengerbe bevezetett hidraulikus nyomást, és egy előre beállított nyomásértékjellel összehasonlítjuk, az így kapott szabályozási nyomáskülönbséget (Δρ) egy, a szolenoid szabályozóáramának megfelelő kimenő mennyiségű nyomásszabályozóhoz továbbítjuk, majd az így kapott kimenőjelet (I_St) a kívánt szabályozási tartomány határértékeit meghatározó határolóba juttatjuk, ahonnan a kimenő mennyiségét összehasonlítjuk a szolenoidba táplált áramerősség értékével, és az összehasonlítás eredményét egy áramszabályozóhoz továbbítjuk, és létrehozzuk a szolenoidra ráadandó feszültséget.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módja során a nyomásszabályozót arányosan működő szabályozóként - P-szabályozóként - konfiguráljuk, a szabályozás erősítésének csökkentését a szabályozó előtti értéknek a nyomásszabályozó kimenő mennyiségéhez történő hozzáadásával végezzük, és a nyomásszabályozót nemlineáris átviteli tagként alakítjuk ki, és a szabályozási tartomány alsó határértékét a szabályozó előtti értékkel, a felső határértéket pedig a határolóval határozzuk meg, míg egy másik megvalósítási mód esetén nyomásszabályozóként nemlineáris átviteli tagot alkalmazunk, és a szabályozási tartomány felső határértékét a szabályozó előtti értékkel, az alsó határértéket pedig a határolóval állítjuk be.

A találmány szerinti célkitűzést egy olyan eljárással is megvalósíthatjuk, amely során meghatározzuk a főfékhengerbe bevezetett hidraulikus nyomás értékét, és egy előre beállított nyomásértékjellel összehasonlítjuk, majd egy felfelé és lefelé határolással ellátott nemlineáris átviteli tagként kialakított nyomásszabályozóhoz továbbítjuk, a nyomásszabályozóhoz kötött nyomásérzékelő kimenő mennyiségét a szolenoidba táplált áramerősség értékével összehasonlítjuk, az összehasonlítás eredményét egy áramszabályozóba továbbítva létrehozzuk a szolenoidra ráadandó feszültséget, és egy szabályozó előtti értéket a nemlineáris átviteli tagként kialakított nyomásszabályozó kimenő mennyiségéhez hozzáadunk.

A találmány szerinti eljárás megvalósítási módjait és előnyeit a csatolt ábrák kapcsán, négy kiviteli alak alapján részleteiben ismertetjük, ahol az

1. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló fékrendszer egy első kiviteli alakja erősen leegyszerűsített ábrázolásban, a

2. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló fékrendszer egy második kiviteli alakja az 1. ábrának megfelelő ábrázolásban, a

3. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló fékrendszer egy harmadik kiviteli alakja az 1. ábrának megfelelő ábrázolásban, a

4. ábra a találmány egy előnyös eljárásnak megvalósítási módjára szolgáló fékrendszer egy további kiviteli alakja az 1. ábrának megfelelő ábrázolásban, az

5a., 5b., 5c. ábrák a szolenoidba táplált áramerősségnek (5a. ábra), a szabályozószelepet működtető hüvely vagy a szolenoid armatúrája működtetési útjának (5b. ábra) és a független működtetésre következően a főfékhengerbe bevezetett hidraulikus nyomásnak (5c. ábra) időbeli változásait mutatják, a sza2

HU 223 444 Β1 bályozási tartomány határait befolyásoló, két különböző értékű áramkorrekciós érték mellett.

A gépjárműveknek az 1-4. ábrákon bemutatott fékrendszere - amely különösen nyomásszabályozási műveletekre alkalmas - általában egy 1 működtetőegységet, egy elektronikus szabályozót, speciálisabban egy 8 nyomásszabályozót, továbbá itt nem ábrázolt kerékfékeket tartalmaz. Az 1 működtetőegység egy pneumatikus fékerő-erősítővel, előnyösen egy vákuumos 2 fékerőerősítővel van ellátva, mely egy 4 pedállal működtethető. A 2 fékerő-erősítő után egy 3 főfékhenger, előnyösen egy tandemfőhenger található a rendszerben, amely 3 főfékhenger 9, 10 hidraulikavezetékek útján a kerekekben csatlakoztatott, itt nem ábrázolt nyomáskamrákkal van ellátva. A 4 működtetőpedálhoz egy 5 működtetőrúd van csatlakoztatva, mely mechanikusan egy, itt csak vázlatosan szemléltetett 6 szabályozószelepet működtet. A 6 szabályozószelep a vákuumos 2 fékerő-erősítő házában a pneumatikus nyomáskülönbség növekedését és csökkenését szabályozza. Egy, a 6 szabályozószelepbe épített 7 szolenoid lehetővé teszi a 6 szabályozószelepnek az 5 működtetőrúdtól független működését. A független működtetés előnyösen egy, itt nem ábrázolt hüvely révén valósul meg, amely hüvely kölcsönhatásban áll a 7 szolenoid armatúrájával és a 6 szabályozószelep egyik záróülékét hordozza.

A 3 fofékhengerrel összekötött 17 nyomáséizékelő által mért aktuális P_ist hidraulikus nyomás jelét összehasonlítjuk a 8 nyomásszabályozó előtt bekötött 11 komparátor áramkörben egy P^n előre beállított nyomásértékjellel, és így egy Ap szabályozási nyomáskülönbség keletkezik. A P^n az előre beállított nyomásértékjelet egy, itt nem ábrázolt, önmagában ismert primer járműszabályozó szolgáltatja. Az 1. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál a 8 nyomásszabályozó egy arányosan működő, K konstans erősítési tényezőjű átviteli tagként van kialakítva, melynek egy I_St kimenőjele van. Az I_St kimenőjel egy 16 összeadó áramkörben hozzáadódik egy rögzítetten beszabályozott I_o szabályozó előtti jelhez. Az I_o szabályozó előttijei értéke meghatározza a kívánt szabályozási tartomány határait. Ez a berendezés az arányos működést teszi lehetővé 8 nyomásszabályozó K erősítési tényezőjének csökkentésével, vagy a 8 nyomásszabályozónak nemlineáris átviteli taggá való alakításával. Ezenkívül a jel és a zaj közötti arányt a szabályozhatóság javulásának irányába lehet módosítani. A ΣΙ összeadást eredmény továbbítódik egy 12 határolóhoz, melynek I_soll névleges áramerősség értéket jelentő kimenőjele van. Az I^n kimenő mennyiség mint névleges áramerősség-érték egy második 13 komparátor áramkörben a 7 szolenoidhoz továbbított I_EM mért áramerősség-értékkel, és egy I_Re_gei összehasonlításieredmény-értéket kapunk. Az I_RegC| összehasonlítási eredmény egy 14 áramszabályozóban kerül feldolgozásra, amely 14 áramszabályozó a 13 komparátor áramkör után össze van kötve a 7 szolenoidra ráadott U_EM feszültséget képviselő jelértékkel. Az 5a., 5b. és 5c. ábrák a fent említett I_o szabályozó előtti jel befolyását mutatják meg a 7 szolenoidba táplált I_EM mért áramerősség-értéknek, valamint a 7 szolenoid armatúrája S_Anker működtetési útjának és az eltérő 1^ és I₀2 értékekkel történő független működtetés esetén a 3 főfékhengerbe bevezetett p_ist hidraulikus nyomásnak változására. Megjegyezzük, hogy az értéket az Io! értéknél nagyobbra választottuk.

Az 1. ábrával kapcsolatban említett 8 nyomásszabályozó a 2. ábrán bemutatott rendszerben egy nemlineárisán működő 80 nyomásszabályozó egy átviteli tagként alsó határolással van kialakítva, amely 80 nyomásszabályozó I_1St kimenő mennyiségéhez hozzáadandó a szabályozási tartomány alsó határértékét jelentő I₁₀ szabályozó előtti érték (a függőleges koordinátatengelyen az I_1St=0 értéknek felfelé tolása által). A szabályozási tartomány felső határértékét egy 120 határoló pontosan úgy szolgáltatja, mint az 1. ábrán feltüntetett kiviteli alak 12 határolója.

Az 1. ábrával kapcsolatban említett 8 nyomásszabályozó a 3. ábrán bemutatott rendszerben nemlineárisán működő 81 nyomásszabályozó egy átviteli tagként felső határolással van kialakítva, amely 81 nyomásszabályozó I_2St kimenő mennyiségéhez hozzáadandó a szabályozási tartomány felső határértékét jelentő I₂₀ szabályozó előtti érték - a függőleges koordinátatengelyen a 81 nyomásszabályozó jelleggörbéjének felfelé tolása által. A szabályozási tartomány alsó határértékét egy 121 határoló az 1. ábrán feltüntetett kiviteli alak szerinti 12 határolóval azonos módon szolgáltatja.

Végül, a 4. ábrán feltüntetett rendszerben a Ap szabályozási nyomáskülönbség a kimenő mennyiség felső és alsó határolásával bíró nemlineáris 15 nyomásszabályozóhoz továbbítódik, amely egy átviteli tagként van kialakítva. A 15 nyomásszabályozó után egy H erősítési tényezőjű lineáris 18 erősítő van kötve. A 15 nyomásszabályozó I_3St kimenő mennyiség értékéhez egy I₃₀szabályozó előtti érték adódik hozzá. Az I₃₀ szabályozó előtti érték meghatározása az alábbiak szerint történik: I₃₀*H=a szabályozási tartomány alsó határértéke (l3Stmax.⁺bo)*H=a szabályozási tartomány felső határértéke és I_3Stmax a nemlineáris 80 nyomásszabályozó felső határolását jelenti.

A találmány szerinti eljárás előnye, hogy kis költségmennyiségű, és a szabályozás tartományának határa tetszőlegesen határozható meg.

A találmány szerinti eljárás előnye továbbá, hogy alkalmazásával a gépkocsi fékezése során fellépő fékhatás növelhető, amely a közlekedés biztonságának fokozását eredményezi, és bizonyos esetekben a balesetmegelőzésben is fontos szerepet játszik.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás gépjárművek pneumatikus fékerő-erősítő (2) működtetésére, amely fékerő-erősítő (2) egy mozgatható falat és egy, a mozgatható falra ható pneumatikus nyomáskülönbséget szabályozó szabályozószelepet (6) tartalmaz, amely szabályozószelepnek (6) legalább két záróüléke és egy, a záróülékkel kölcsönhatásban lévő rugalmas szeleptagja van, és amely szabályozósze3

HU 223 444 Β1 lep (6) egyrészt a járművezető által egy működtetőrúddal (5), másrészt a járművezető akaratától függetlenül egy, a szabályozószelepnek (6) a főfékhenger (13) fékerő-erősítője (2) után csatlakoztatott és az egyedi járműkerékkel kapcsolatban álló kerékfékekkel összekötött záróülékének egyikével erőátvivő kapcsolatban lévő szolenoiddal (7) működtethető, azzal jellemezve, hogy meghatározzuk a főfékhengerbe (3) bevezetett hidraulikus nyomást (P_ist), és egy előre beállított nyomásértékjellel (P_son) összehasonlítjuk, az így kapott szabályozási nyomáskülönbséget (Δρ) egy, a szolenoid (7) szabályozóáramának megfelelő kimenő mennyiségű nyomásszabályozóhoz (8, 80, 81) továbbítjuk, majd az így kapott kimenőjelet (I_St) a kívánt szabályozási tartomány határértékeit meghatározó határolóba (12, 120, 121) juttatjuk, ahonnan a kimenő mennyiségét (I_son) összehasonlítjuk a szolenoidba (7) táplált áramerősség értékével (Iem)> ®s az összehasonlítás eredményét (íRegei) egy áramszabályozóhoz (14) továbbítjuk, és létrehozzuk a szolenoidra (7) ráadandó feszültséget (Uem)·
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomásszabályozót (8) arányosan működő szabályozóként - P-szabályozóként - konfiguráljuk.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szabályozás erősítésének csökkentését a szabályozó előtti értéknek (I_o, I₁₀,I₂₀) a nyomásszabályozó (8, 80, 81) kimenő mennyiségéhez (I_St, I_1St, I_2St) történő hozzáadásával végezzük.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomásszabályozót (80) nemlineáris átviteli tagként alakítjuk ki, és a szabályozási tartomány alsó határértékét a szabályozó előtti értékkel (I₁₀) a felső határértéket pedig a határolóval (120) határozzuk meg.
5. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nyomásszabályozóként (81) nemlineáris átviteli tagot alkalmazunk, és a szabályozási tartomány felső határértékét a szabályozó előtti értékkel (I₂₀), az alsó határértéket pedig a határolóval (121) állítjuk be.
6. Eljárás gépjárművek pneumatikus fékerő-erősítőjének (2) működtetésére, amely fékerő-erősítő (2) egy mozgatható falat és egy, a mozgatható falra ható pneumatikus nyomáskülönbséget szabályozó szabályozószelepet (6) tartalmaz, amely szabályozószelepnek (6) legalább két záróüléke és egy, a záróülékkel kölcsönhatásban lévő rugalmas szeleptagja van, és amely szabályozószelep (6) egyrészt a járművezető által egy működtetőrúddal (5), másrészt a járművezető akaratától függetlenül egy, a szabályozószelepnek (6) a főfékhenger (3) fékerő-erősítője (2) után csatlakoztatott és az egyedi járműkerékkel kapcsolatban álló kerékfékekkel összekötött záróülékének egyikével erőátvivő kapcsolatban lévő szolenoiddal (7) működtethető, azzal jellemezve, hogy meghatározzuk a főfékhengerbe (3) bevezetett hidraulikus nyomás (P_ist) értékét, és egy előre beállított nyomásértékjellel (P_S0n) összehasonlítjuk, majd egy felfelé és lefelé határolással ellátott nemlineáris átviteli tagként kialakított nyomásszabályozóhoz (15) továbbítjuk, a nyomásszabályozóhoz (15) kötött nyomásérzékelő (17) kimenő mennyiségét a szolenoidba (7) táplált áramerősség (Iem) értékével összehasonlítjuk, az összehasonlítás eredményét egy áramszabályozóba (14) továbbítva létrehozzuk a szolenoidra (7) ráadandó feszültséget (Uem)·
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy szabályozó előtti értéket (I₃₀) a nemlineáris átviteli tagként kialakított nyomásszabályozó (15) kimenő mennyiségéhez (I_3St) hozzáadunk.