RU1838166C - Противоблокировочна тормозна система с ограничением момента рыскани - Google Patents

Abstract

полизовани  в тормозном управлении автоисмобилей . Сущность изобретени : противо- блокировочной тормозной системе с ограничением момента рыскани  предусмотрен блок, который опрашивает положение контролируемых клапанов и формирует из характеристики изменени  положени  клапана во времени по заданной функции сигнал, соответствующий тормозному давлению в тормозных цилиндрах контролируемых колес. Второй блок вырабатывает сигнал, соответствующий допустимой разности тормозных давлений. Третий блок определ ет , на которое из обоих колес подаетс  более высокое давление, и осуществл ет положение клапанов обоих колес. 1 з.п.ф-лы, 4 ил/

Description

со

с

1зобретение относитс  к противобло- )вочной тормозной системе с ограничеi момента рыскани , в которой разность розных давлений в тормозных цилинд1евого и правого передних колес огра;на заданным максимальным значением.

.1ель изобретени  - повышение надежное .

la фиг.1 изображена характеристика

гнени  ориентировочного тормозного

ени  во времени в зависимости от погний клапанов; на фиг.2 - характеристиизм дав; лож

ка чзмерени  допустимой разности торо юзных давлений левого и правого передних колес во времени; на фиг.З - характеристика изменени  тормозных давлений двух колес во времени при торможении с предохранением от блокировани  и с ограничением момента рыскани ; на фиг.4 - структурна  схема одного примера выполнени  узлов противоблокировочной тормозной системы, используемых дл  ограничени  момента рыскани .

С помощью фиг.1 объ сн етс , каким образом определ етс  на основании продолжительности всех возможных положений клапанов физическое значение, соответствующее в надлежащем приближении действительному тормозному давлению в данном тормозном цилиндре. Все возможные положени  клапанов - вентилирование , поддерживание давлени  и удаление воздуха обозначены буквами В, Н и соответственно Е. Им соответствуют следующие логические уровни или численные значени : , и . Пока клапан занимает положение поддерживаСО CJ 00

CS Os

ы

ние давлени , тормозное давление остаетс  посто нным. Если клапан занимает положение вентилирование, то давление в соответствующем тормозном цилиндре повышаетс  по нелинейной функции, котора  - математически сказано -  вл етс  функцией е (Рмакс е ат), где Рмакс - максимально возможное давление, определенное источником питани  рабочей среды;

е-число Эйлера (1,7182818284);

т - врем  и

а - параметр функции е.

Этот параметр определ етс  краевыми услови ми, например, поперечными сечени ми трубопроводов, объемами трубопроводов и тормозных цилиндров, поперечными сечени ми клапанов и т.д.), причем параметр этой функции е можно определить конфигурацией тормозной системы , например, поперечными сечени ми трубопроводов, поперечными сечени ми клапанов, объемом тормозного цилиндра и т.д. При известности этих параметров, а также давлени  источника, питающего тормозную систему рабочей средой, можно определить на основании времени открыти  клапана изменение давлени  в течение этого времени. То же самое относитс  и к положению удаление воздуха, в котором давление в соответствующем тормозном цилиндре также понижаетс  по функции

е. . . :: . :.. : .: .

Таким образом, на основании продол жительности того или другого положени  клапана (удаление воздуха, поддержание давлени  и вентилирование) можно очень точно определить характер изменени  тормозного давлени  без его измере- ми . Определенное таким .образом тормозное давление называетс  фиктивным тормозным давлением и используетс  в качестве действительного значени  дл  регулировани .

Разность фиктивных тормозных давлений передних колес  вл етс  критерием имеющегос  момента рыскани . Поскольку дл  ограничени  момента рыскани  учитываетс  только эта разность, фиктивные тормозные давлени  не об зательно должны точно соответствовать действительным давлени м в тормозных цилиндрах. Ограничение момента рыскани  оказывает вли ние на колесо с более высоким коэффициентом сцеплени , в то врем  как на колесо с более низким коэффициентом сцеплени  это ограничение не оказывает никакого вли ни . Напротив, это колесо регулируетс  индивидуально по задани м противоблокирово - ной части рэрмзной системы.

На фиг.2 показана характеристика из- менни  разности фиктивных давлений пере- дних колес во времени, допустимой регулированием. Целесообразной оказалась рампова  функци ,доход ща  до максимального значени  оРмакс. Одако, возможны и другие характеристики. В начале регулировани  тормозных сил допустима  разность фиктивных давлений устанавливаете  на нуль (U), чтобы водитель не почувствовал удар о рулевое колесо. При рамповой функции согласно фиг.2 эта допустима  разность линейно увеличиваетс , причем крутизна рамповой функции выбираетс  так, чтобы водитель легко успел повернуть рулевое колесо в сторону, противоположную заносу транспортного средства. Рампова  функци  доходит до предельного значени , соответствующего

максимально допустимой разности фиктивных давлений передних колес. Нулева  точка рамповой функции совпадает по времени с началом функции предохранени  от блокировани . По формуле: Рвысзаданное Рниз+ оР

вычисл етс  мгновенное заданное значение давлени  колеса с более высоким коэффициентом сцеплени . За очет сравнени  заданного давлени  с фиктивным давлени: ем того же самого колеса получаетс  выводимое положение клапана. Во избежание чрезвычайно частого переключени  клапана с положени  вентилирование на положение удаление воздуха и наоборот определ етс  еще и диапазон допуска, показанный

на фиг,2 штриховой линией. Отсюда получаютс  следующие соотношени  дл  регулировани , которые показаны и на фиг.З;

Случай 1. Рвысзаданное Рвысфиктив- ное.+ диапазон допуска удаление возду- ха.

Сличай 2. Рвысзаданное Рвысфиктив- ное + диапазон допуска и

,-. Рвыс заданное Рвысфиктивное поддерживание давлени . - . Случай 3. Рвысзаданное Рвысфиктивное вентилирование .

Из фиг.З вытекает, что допустима  разность между давлением колеса с более низким коэффициентом сцеплени  идавлением колеса с более высоким .коэффициентом сцеплени  медленно увеличиваетс .

Если коэффициент сцеплени  левого колеса почти равен коэффициенту сцеплени  правого колеса и если колесо с более высо- ким коэффициентом сцеплени  регулируетс  только подфункции ограничени  момента рыскани , котора  относит тормозное дав- дение колеса с более высоим коэффициентом сцеплени  к колесу с более низким

коэффициентом сцеплени , то тормозное даЕление, нагружающее на колесо с более вые оким коэффициентом сцеплени , может not ышатьс  настолько, что произойдет бло- кир ование этого колеса. Дл  предотвраще- ни$ этого блокировани  каждое положение клг пана, создающее момент рыскани , сргвниваетс  с управл ющими командами предохранени  от блокировани , npi чем те команды функции предохранени  от i (локировани , которые запрещают дальнее шее повышение давлени , т.е. команды пс ддерживание давлени  и удаление воздуха, имеют первенство перед командами функции ограничени  момента рыска- ни$.

На фиг.4 показана структурна  схема узлов, используемых дл  ограничени  момента рыскани . При этом блок 1 вырабатывает на основании-положени  клапанов сигнал дл  фиктивных давлений контролируемых колес. Блок 2 образует рамповую функцию или соответственно функцию дл  дог устимых разностей давлений. Блок 3 оп- ре; ел ет, на которое из обоих колес подает- с  юл ее высокое давление, а на которое из ни) - более низкое давление, и, исход  из этого определени  и из проверки требование функции предохранени  от блокирований с учетом выходных сигналов блока 2, определ ет положени  клапанов обоих колес .

На вход 4 блока 1 подаетс  сигнал, пр дставл ющий положение, которое занимает первый клапан 1 в данный момент. Этот сигнал может иметь три различных знгчени , а именно: значение О дл  вентилировани , значение 1 дл  поддержа- ни5 давлени  и значение 2 дл  удалени  воздуха. Эти сигналы поступают к двум схемам 5, 6 вычитани , в которых они вычитаютс  из посто нных значений 2 или О. Выходные сигналы схем вычитани  5 и 6 ин ертируютс  таким образом, что инверти- poi энный сигнал может иметь значение О ил1 значение 1. Если первый клапан занимает положение удаление воздуха (значении 2), то выходной сигнал схемы 5 вы итани  имеет значение О, а инвертиро- вa ный сигнал- значение 1. В противопо- ложность этому, если сигнал - дл  °оп эеделени  положений клапанов имеет ЭНсченйе Т или значение 2, то инверти- ро( энный выходной сигнал схемы вычита- ни будет иметь значение О. Наоборот, ин ертированный выходной сигнал схемы б вычитани  имеет значение 1 только в случае , если клапан занимает положение вентилирование (значение .О)-. Оба импортированных выходных сигнала/ схем

5,6 вычитани  поступают к двум вентильным схемам 7 и 8, которые открываютс  и тем самым пропускают сигнал через другой вход только в случае, еслиуправл ющие сигналы имеют значение 1. В даном примере вентильные схемы 7 и 8 выполнены в виде схем умножени . На каждый из других входов вентильных схем 7 и 8 подаетс  значение Фиктивного давлени  Pi первого клапана, определенное в предыдуще м временном такте. Если первый клапан занимает положение удаление воздуха, то упом нутое значение P.t подаетс  в качестве начального значени  функциональному генератору 9, который определ ет из этого начального значени  убывающую ветвь функции е (фиг.1). На выходе функционального генератора 9 по вл етс  значение оР,  вл ющеес  критерием изменени  давлени  дл  понижени  давлени  во врем  последнего временного такта.

Аналогичным образом выходной сигнал вентильной схемы 8 подаетс  функциональному генератору 10, который определ ет соответствующее изменение давлени  дн  повышени  давлени . В конце одного временного такта только один из обоих функциональных генераторов 9 или 10 может иметь выходной сигнал со значением, отличающимс  от значени .О. Этот выходной сигнал поступает к схеме 11 суммировани , в которой соответствующее значение оР слагаетс  - с учетом знака - со значением Pi предыдущего временного такта.

Таким образом/на выходе схемы 11 суммировани  находитс  сигнал, соответствующий фиктивному давлению в первом клапане. Если первый клапан занимает положение поддерживание давлени , то выходные сигналы обеих вентильных схем 7 и 8 имеют значение О, так что функциональные генераторы 9 и 10 не действуют, а давление PI предыдущего временного такта используетс  в качестве нового давлени  в следующем временном такте. К обоим функциональным генераторам 9 и 10 поступает также посто нное значение известного максимального давлени  Рмакс источника питани  рабочей средой.

Одинаковым образом определ етс  фиктивное давление Ра второго клапана П, причем аналогичные узлы обозначены теми же самыми позици ми, однако, с индексом 2. Значени  обоих фиктивных давлений Pi и Ра промежуточно запоминаютс  в буферных запоминающих устройствах (на чертеже эти устройства не изображены), откуда они затем поступают на входы, предусмотренные дл  значений фиктивных давлений предыдущего временного такта, а также на входы блока 3.

В блоке 3 сперва определ етс , которое из обоих колес имеет более высокое фиктивное давление, а которое из них - более низ-- кое фиктивное давление. Дл  этого оба фиктивных давлени  Рч и PI подаютс  схеме 12 определени  максимального значени  и схеме 13 определени  минимального значени . Схема 12 определени  максимального значени  имеет на своем выходе более высокое значение из значений двух входных сигналов, соответствующее более высокому давлению Рвыс из давлений Pi и г, Аналогично схема 13 определени  минимального значени  имеет на своем выходе более низкое значение из значений двух входных сигналов , т.е. значение Рниз более низкого давлени . В схемах 14, 15 определ етс , которое из обоих колес имеет более высокое давление. Дл  этого вычисл ютс  разности давлений Рвыс-Pi и РВыс-Р2 и определ ютс  их знаки. Таким образом, на выходе схемы 14 вычитани  по вл етс /значение 1, когда первое колесо имеет более низкое давление , а значение О, когда первое колесо 1 имеет более высокое давление. Аналогично на выходе схемы 15 вычитани  по вл етс  значение 1,когда второе колесо II имеет более низкое давление, а значение О, когда второе колесо имеет более высокое давление .

В другой схеме 16 вычитани  определ  етс  значение разности оРдеист обоих давлений Pi и Ра или соответственно Рвыс и Рниз. Это значение разности подаетс  блоку 2.

Блок 2 определ ет функцию характеристики изменени  разности давлений во вре- мени, допустимых дл  ограничени  момента рыскани .

На фиг.4 показан пример с рамповой функцией согласно фиг.2, Эта рампова  функци  оРзад может возрастать только при соблюдении следующих условий:

функци  предохранени  от блокировани  начала действовать;

функци  ограничени  момента рыскани  действовала в предыдущем временном такте;

максимально допустима  разность давлений оРмэкс еще не достигнута.

В показанной на фиг.4 структурной схеме эти функции реализованы следующим образом. В компараторе 17 провер етс ,  вл етс  ли максимально допустимое значение разности давлений гтРмакс все еще больше, чем заданное значение разности давлений оРзад: Если это так, то отдаетс  значение 1, открывающее вентильную

схему 18, котора  и здесь выполнена в вид. схемы умножени . Вентильна  схема 1Ь пропускает увеличенное значение оР, на которое должна возрастать рампова  фун

кци  в следующем временном такте. Затем это увеличенное значение пропускаетс  через вентильную схему 19 в случае, если на управл ющем входе находитс  сигнал (логическое значение 1), который показывает,

что функци  ограничени  момента рыскани  действовала в предыдущем временном также. В схеме 20 суммировани  увеличенное значение слагаетс  со значением Р3ад предыдущего временного такта, в результате чего получаетс  новое значение оР3ад, заданное дл  разности давлений. Это значение пропускаетс  через вентильную схему 21 в случае, если сработала противоблокировочна  часть тормозной системы .

В схеме 22 сравнени  сравниваетс  полученное значение допустимой разности давлений оРзад со значением разности фиктивных давлений аРдейств, причем выходной сигнал схемы 22 сравнени  может иметь . значение О или значение 1. Если разность оРзад- (тРдейст  вл етс.  отрицательной , то выходной сигнал схемы 22 сравнени  имеет значение О. Если эта разность  вл етс  положительной, то выходной сигнал схемы 22 сравнени  имеет значение 1.

Во избежание чрезвычайно частого переключени  клапанов на рамповую функцию налагаетс  еще диапазон допуска. В

схеме 23 суммировани  слагаетс  значение,

определ ющее ширину диапазона допуска,

с полученным значением оРзад, после чего в

схеме 24 сравнени , выполненной аналогично схеме 22 сравнни ,определ етс  знак разности аРдейсг-((7Рзгд+ДОП), причем ДОП - ширина диапазона допуска. Если эта разность  вл етс  отрицательной, то выходной сигнал схемы 24 сравнени  имеет значение

О. Если эта разность  вл етс  положительной , то выходной сигнал схемы сравнени  имеет значение 1.

Во включенной за схемами 22, 24 сравнени  схеме устанавливаетс , какого положени  клапанов тре§ует функци  ограничени  момента рыскани . Дл  этого показаны на-фиг.4 три схемы 25, 26, 27 умножени , причем эти схемы показаны только дл  лучшей нагл дности. На практике

схему 25 умножени  не надо использовать, так как на вход этой схемы поступает посто нное значение О, вследствие чего на ее выходе всегда имеетс  значение О дл  вентилировани  независимо от того, каое значение имеетс  на выходе схемы 22 равнени .

На вход схемы 26 умножени  поступает юсто нное значение 2 дл  удалени  воз- так что на выходе этой схемы имеетс  начение О или значение 2, в зависимо- ти От того, какое значение имеетс  на вы- оде схемы 24 сравнени .

Выходные сигналы схем 22, 24 сравне- и  инвертируюс , после чего они сопр га- этс  Б логической схеме И 28. Выходной игнал логической схемы И 28 имеет зна- в случае, если разность фиктивных .авлений Рдеист находитс  внутри диапазо- а допуска.

Однако, если эта разность находитс  не диапазона допуска, то на выходе логи- еской схемы И 28 имеетс  значение О, схеме 27 умножени  значени  на выходе огической схемы И 28 умножаетс  на по- то нноё; значение 1, так что на выходе хемы 27 умножени  будет иметьс  либо начение О, либо значение 1. Выходные игналы всех трех схем 25,26,27умно жени  вступают к схеме 29 определени  максимального значени , в которой из трех вход- ых сигналов выбираетс  сигнал с аивысшим значением, который затем по- вл етс  на выходе этой схемы. При вы- ранном соответствии значений О, 1 и 2.с положени ми клапанов это означает, то требование удаление воздуха имеет ервенство перед требовани ми поддер- ивание давлени  и вентилирование, а ребование поддерживание давлени  меет первенство перед требованием вен- илирование.

Выдвиженное .рамповой функцией блок 2) требование соответствующего поло- ени  клапана подаетс  блоку 3, который то требование передает клапану с более ьГсоким давлением Рвыс. Дл  этого выход- ые сигналы схемы 29 определени  макси- ального значени  поступают к двум огическим схемам 30 и 31, науправл  ющие ходы которых попадают выходные сигналы омпараторов 14 и 15. Поскольку управл ю- дие входы логических схем 30 и 31  вл ютс  нвертированными входами, логическа  хема 30 передает сигнал требовани , вы- вижного рамповой функцией, первому лапану только в случае, если первое колесо меет более высокое давление. Аналогично огическа  схема 31 передает сигнал требо- ани  второму клапану только в случае, если торое колесо имеет более высокое давле- ие.

Во избежание блокировани  колеса с олее высоким коэффициентом сцеплени  )амповой функцией ограничени  момента

рыскани , в компараторах 32 и 33 сравниваютс  сигналы требовани  соответствующего положени  клапана, полученные от логических схем 30 и 31, с сигналами требо- 5 вани  соответствующего положени  клапана , выдвиженного функцией предохранени  от блокировани . В принципе компараторы

32 и 33 выполнены в виде схем определени  максимального значени , в которых из двух

10 входных сигналов выбираетс  сигнал с более высоким значением, который затем по вл етс  на выходе. Так, например, если функци  предохранени  от блокировани  выдвигает требование удаление воздуха

5 (значение 2), а функци  ограничени  момента рыскани  - требовани  поддержива- . ние давлени  или вентилирование (значени  ,0 или 1), то первенство имеет требование удаление воздуха. Аналогично

0 требование поддерживание давлени , вы- движенное функцией предохранени  от блокировани , имеет первенство перед требованием вентилирование, выдвиженным функцией ограничени  момента рыскани .

5Выходные сигналы компараторов 32 и

33 подаютс  схемам 34, 35 суммировани , выходные сигналы которых управл ют клапаном первого колеса или соответственно клапаном второго колеса. На другие входы

0 схем 34,35 суммировани  попадают выходные сигналы логических схем 36 и 37, которыми управл  ют выходные сигналы компараторов 14 и 15. То колесо, в тормозном цилиндре которого имеетс  более низ5 кое давление, открывает одну из обеих логических схем 36 или 37, так что сигнал требовани  соответствующего положени  клапана, выдвиженного функцией предохранени  от блокировани , поступает к со0 ответствующей схеме 34 или 35 суммировани . Этим обеспечиваетс , что колесо с более низким коэффициентом сцеплени  и тем самым с более низким тормозным давлением регулируетс  функцией

5 предохранени  от блокировани ,в то врем  как другое колесо регулируетс  функцией ограничени  момента рыскани , при условии , что в некоторых рабочих состо ни х, определенных компараторами 32 и 33. тре0 бовани , выдвиженные функцией предохранени  от блокировани  имеют первенство и дл  этого колеса.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (2)

1. Противоблокировочна  тормозна 

5 система с ограничением момента рыскани , содержаща  тормозные цилиндры передних колес, подключенные к источнику давлени  посредством электромагнитных клапанов, обмотки которых подсоединены к выходам блока управлени , отличающа  с   тем, что, с целью повышени  надежности , блок управлени  включает в себ  первый функциональный генератор, преобразующий по заданной функции входной сигнал, соответствующий положению клапанов, управл ющих тормозными цилиндрами , в выходные сигналы, соответствующие тормозному давлению в тормозных цилиндрах, избирательную схему, подключенную к выходу первого функционального генератора, определ ющую, какое из колес имеет более высокое тормозное давление и. какое из них - более низкое тормозное давление из значени  разности между ниФиктивное тормоз ное давление

Положени  клапанов п

ДР f

разност

s

ЛФиктивные тормозные давлени 

0

ми, и подающую значение разности давлений на вход второго функционального генератора , вырабатывающего по заданной функции сигнал, соответствующий допустимой разности тормозных давлений в тормозных цилиндрах, и направл ющего выходной сигнал через избирательную схему клапану колеса с более высоким тормозным давлением.

2. Система по п. 1,отличающа с  тем. что второй функциональный генератор снабжен вентилем, ввод щим генератор в действие при срабатывании противоблоки- ровочной части тормозной системы.

Фиг.

бРмакс

---V --

ДР

макс Предельное значение

°Рк г. 2

Колесо с более высоким коэффициентом сцеплени 

З

Диапазон допуска

Колесо с более низким коэффициентом сцеплени 

р .

«О

I