RU2013251C1

RU2013251C1 - Anti-interlock device for brake system of a vehicle

Info

Publication number: RU2013251C1
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Мальцев; А.В. Рудак; И.М. Паньков; А.М. Хусаинов
Original assignee: Минский автомобильный завод
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: transport mechanical engineering. SUBSTANCE: device has wheels dynamic condition detectors, which have outputs connected with microprocessor computers for each pair of wheels through speed signal formers; matching amplifiers, which have inputs connected to outputs of microprocessor computers, outputs of the amplifiers are connected to solenoids of adjust valves, mounted in brake circuits of the wheels. Device has additional brake efficiency control unit, electric switch and digital indicator. Inputs of control unit are connected to start brake detectors and to inputs of microprocessor computers, which are connected with the formers. Output of control unit is connected with digital indicator. The control unit is made in form of input multiplexer, connected by means of lines with counters for number of turns of driven wheels and braking time, clock pulse generator, unit for detecting start point of braking, AND gate and arithmetic-logic unit. Outputs of the latter are connected to contact of the switch and to outputs of braking time counter; input of the arithmetic-logic unit is connected with digital indicator. Efficiency of braking is determined by the device for the period of deceleration of the vehicle from 40 km/h to 20 km/h according to the relation, given in the description of the invention. EFFECT: improved reliability of operation. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в тормозных системах, обеспечивающих предотвращение блокирования колес при торможении. The invention relates to transport engineering and can be used in brake systems that prevent the wheels from locking during braking.

Известно противоблокировочное устройство автомобиля, содержащее регулирующие контуры для каждого колеса, при этом каждый регулирующий контур включает в себя датчик динамического состояния колеса, подключенный к электронному блоку обработки данных, подключенному к источнику тока и имеющему схему формирования опорной скорости и предохранительную схему, управляющую электронным выключателем, а также регулирующий тормозное давление электромагнитный клапан, подключенный к электронному блоку, причем схема формирования сигнала опорной скорости и предохранительная схема выполнены в виде интегральных узлов, а предохранительная схема одного регулирующего контура размещена в интегральном узле другого регулирующего контура (Патент СССР N 1405695, кл. В 60 Т 8/62, Бюл. N 23, 1988). A vehicle anti-lock device is known that contains control circuits for each wheel, and each control circuit includes a wheel dynamic state sensor connected to an electronic data processing unit connected to a current source and having a reference speed generating circuit and a safety circuit controlling an electronic switch, as well as a solenoid valve regulating the brake pressure, connected to the electronic unit, the signal conditioning circuit being the shafts and the safety circuit are made in the form of integrated units, and the safety circuit of one regulatory circuit is located in the integrated component of another regulatory circuit (USSR Patent N 1405695, CL 60 T 8/62, Bull. N 23, 1988).

Наиболее близким к изобретению является противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее датчики динамического состояния колес, выход которых через формирователи сигнала скорости связаны с микропроцессорными вычислителями для каждой пары колес, датчик начала торможения, блоки контроля параметров и сигнализации, соединительные магистрали и согласующие усилители, входы которых подключены к выходам микропроцессорных вычислителей, а выходы - к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес, причем функции блоков контроля параметров и сигнализации программно реализованы в микропроцессорных вычислителях, а сами микропроцессорные вычислители выполнены в виде однокристалльных микроЭВМ [1] . Closest to the invention is an anti-lock device for a vehicle braking system, comprising wheel dynamic state sensors, the output of which through speed signal conditioners is connected to microprocessor computers for each pair of wheels, a brake start sensor, parameter and signal monitoring units, connecting lines and matching amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of microprocessor computers, and the outputs to the solenoids of control valves installed in ormoznyh circuits of wheels, wherein the control parameters of the function blocks and signaling software implemented in the microprocessor calculators and microprocessors themselves calculators are formed as a single crystal microcomputer [1].

Недостатком известных устройств является невозможность контроля эффективности тормозной системы в эксплуатационных условиях. A disadvantage of the known devices is the inability to control the effectiveness of the brake system in operating conditions.

При торможении транспортного средства, оборудованного противоблокировочным устройством, практически не остается видимых следов на дороге. When braking a vehicle equipped with an anti-lock device, there are practically no visible traces on the road.

Это обстоятельство не позволяет проконтролировать эффективность торможения транспортного средства в эксплуатационных условиях на соответствие величинам, предписанным инструкцией или другими нормативными документами. This circumstance does not allow to check the braking efficiency of the vehicle in operating conditions for compliance with the values prescribed by the instruction or other regulatory documents.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля эффективности тормозной системы в процессе эксплуатации. The purpose of the invention is the ability to control the effectiveness of the brake system during operation.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики динамического состояния колес, выходы которых через формирователи сигнала скорости связаны с микропроцессорными вычислителями для каждой пары колес, датчик начала торможения, блоки контроля параметров и сигнализации, соединительные магистрали и согласующие усилители, входы которых подключены к выходам микропроцессорных вычислителей, а выходы - к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес, причем функции блоков контроля параметров и сигнализации программно реализованы в микропроцессорных вычислителях, а сами микропроцессорные вычислители выполнены в виде однокристалльных микроЭВМ, снабжено дополнительным блоком контроля эффективности тормозной системы, цифровым индикатором и электрическим выключателем, причем входы указанного блока подключены к входам микропроцессорных вычислителей, связанным с формирователями сигнала скорости ведомых колес, и электрическому выключателю, выход - к упомянутому цифровому индикатору, а сам блок выполнен в виде связанных магистралями входного мультиплексора, счетчиков числа оборотов колес и времени торможения, тактового генератора, узла определения начала торможения, арифметико-логического устройства, элемента И и дополнительного вывода для подключения цифрового индикатора, причем входы счетчика времени торможения связаны с одним из выходов тактового генератора и элемента И, входы арифметико-логического устройства подключены к одному из контактов выключателя и счетчика времени торможения, а выход - к упомянутому выводу для подключения цифрового индикатора. The goal is achieved by the fact that the device containing the sensors of the dynamic state of the wheels, the outputs of which are connected via a speed signal shaper to microprocessor calculators for each pair of wheels, a braking start sensor, parameter and alarm control units, connecting lines and matching amplifiers, the inputs of which are connected to the microprocessor outputs calculators, and the outputs - to the solenoids of the control valves installed in the brake circuits of the wheels, moreover, the functions of the parameter monitoring and signaling units they are software implemented in microprocessor computers, and the microprocessor computers themselves are made in the form of single-crystal microcomputers, equipped with an additional brake system efficiency control unit, a digital indicator and an electric switch, the inputs of this unit being connected to the inputs of the microprocessor computers associated with the shafts of the speed of the driven wheels, and the electric switch, the output goes to the mentioned digital indicator, and the unit itself is made in the form of input connected by highways th multiplexer, counters of wheel speed and braking time, clock generator, node for determining the start of braking, arithmetic logic unit, AND element and an additional output for connecting a digital indicator, and the inputs of the braking time counter are connected to one of the outputs of the clock generator and AND element, the inputs of the arithmetic-logic device are connected to one of the contacts of the switch and the braking time counter, and the output to the mentioned output for connecting a digital indicator.

Целесообразно узел определения начала торможения выполнить в виде дифференциатора и элемента ИЛИ, один из выходов которого подключен к датчику начала торможения, а второй - к выходу дифференциатора, при этом сам блок выполнить в виде специализированной БИС или интегрального узла, а определение эффективности торможения осуществлять за время замедления транспортного средства с 40 до 20 км/ч и определять по формуле:
Z=

, где Z - коэффициент торможения автомобиля;
(t₂₀-t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч;
0,565 - константа, определенная по формуле:
const =

, где g= 9,8 м/с²
Вышеперечисленные признаки являются новыми, в известных устройствах отсутствуют, следовательно, заявляемое противоблокировочное устройство отвечает критерию изобретения "Существенные отличия".It is advisable to make the unit for determining the start of braking in the form of a differentiator and an OR element, one of the outputs of which is connected to the sensor of the start of braking, and the second to the output of the differentiator, while the unit itself is performed in the form of a specialized LSI or integrated unit, and the determination of the effectiveness of braking is performed over time vehicle decelerations from 40 to 20 km / h and determined by the formula:
Z =

where Z is the braking coefficient of the car;
(t ₂₀ -t ₄₀ ) - vehicle deceleration time from 40 to 20 km / h;
0.565 is a constant determined by the formula:
const =

where g = 9.8 m / s ²
The above features are new, in the known devices are absent, therefore, the claimed anti-lock device meets the criteria of the invention "Significant differences".

На фиг. 1 показана структурная схема противоблокировочного устройства; на фиг. 2 - пример реализации дополнительного блока контроля эффективности торможения. In FIG. 1 shows a block diagram of an anti-lock device; in FIG. 2 - an example of the implementation of an additional unit for monitoring the effectiveness of braking.

Противоблокировочное устройство содержит датчики 1 динамического состояния колес, формирователи 2 сигнала датчиков, микропроцессорные вычислители 3 для каждой пары колес, датчик начала торможения (не показан), выходные согласующие усилители 4, управляющие соленоидами 5 регулирующих клапанов, согласующие усилители 6, электромагнитные реле 7, блок 8 питания, сигнальную лампу 9, диагностический разъем 10, дополнительный блок 11 контроля эффективности торможения с выводом 12 для подключения цифрового индикатора 13 и выключатель 14. The anti-lock device contains sensors 1 for the dynamic state of the wheels, drivers 2 of the sensor signal, microprocessor computers 3 for each pair of wheels, a brake start sensor (not shown), output matching amplifiers 4, controlling solenoids 5 of the control valves, matching amplifiers 6, electromagnetic relays 7, block 8 power, a signal lamp 9, a diagnostic connector 10, an additional unit 11 for monitoring the effectiveness of braking with a pin 12 for connecting a digital indicator 13 and a switch 14.

Блок 11 содержит входной мультиплексор 15, счетчики 16 и 17 частоты вращения и времени торможения, тактовый генератор 18, дифференциатор 19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21 и арифметико-логическое устройство (АЛУ) 22. Block 11 contains an input multiplexer 15, counters 16 and 17 of the rotational speed and braking time, a clock 18, a differentiator 19, an OR element 20, an And 21 element, and an arithmetic logic unit (ALU) 22.

Дифференциатор 19 и элемент ИЛИ 20 образуют узел определения начала торможения. The differentiator 19 and the OR element 20 form a node for determining the start of braking.

Входы микропроцессорных вычислителей 3 подключены к формирователям 2 сигналов датчиков 1, а выходы через согласующие усилители 4 и 6 к обмоткам соленоидов 5 и электромагнитных реле 7. The inputs of microprocessor computers 3 are connected to the shapers 2 of the sensor signals 1, and the outputs through matching amplifiers 4 and 6 to the windings of the solenoids 5 and electromagnetic relays 7.

Входы блока 11 подключены к датчику начала торможения (не показан), выключателю 14 и входам вычислителя 3, связанным с формирователями 2, а его выход - к дополнительному выводу (разъему) 12 для подключения цифрового индикатора 13. The inputs of block 11 are connected to a braking start sensor (not shown), a switch 14, and inputs of a calculator 3 connected to the shapers 2, and its output is connected to an additional output (connector) 12 for connecting a digital indicator 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Квазисинусоидальные сигналы с датчиков 1 скорости колес поступают на согласующие входные каскады-формирователи 2, где преобразуются в прямоугольные импульсы. Полученная информация обрабатывается вычислителями 3, которые в соответствии с заложенными в них алгоритмами управления выдают команды на выходные усилители 4, управляющие соленоидами 5 регулирующих клапанов тормозных контуров. Quasi-sinusoidal signals from the wheel speed sensors 1 are supplied to the matching input stages-shapers 2, where they are converted into rectangular pulses. The information obtained is processed by calculators 3, which, in accordance with the control algorithms laid down in them, issue commands to the output amplifiers 4, which control the solenoids 5 of the control valves of the brake circuits.

Сигналы квитирования, несущие информацию о состоянии соленоидов 5, поступают с выходных усилителей 4 на вычислители 3, которые через согласующие усилители 6 выдают команды на электромагнитные реле 7, подающие питание от бортсети автомобиля на усилители 4. Программное обеспечение каждого вычислителя 3 содержит подпрограмму циклического контроля функционирования другого контура. Таким образом каждый вычислитель через согласующий усилитель 6 и электромагнитное реле 7 управляет подачей напряжения на соленоиды управляющих клапанов другого контура. Acknowledgment signals, carrying information about the state of the solenoids 5, come from the output amplifiers 4 to the calculators 3, which through the matching amplifiers 6 issue commands to the electromagnetic relays 7, which supply power from the vehicle electrical network to the amplifiers 4. The software of each calculator 3 contains a routine for cyclic operation monitoring another circuit. Thus, each calculator through the matching amplifier 6 and the electromagnetic relay 7 controls the voltage supply to the solenoids of the control valves of the other circuit.

При обнаружении неисправности соответствующий вычислитель снимает команду с реле и обесточивает связанные с ним электромагниты. При этом на панели приборов загорается сигнальная лампа "Авария" 9, информирующая водителя о возникновении отказа в одном из контуров регулирования. If a malfunction is detected, the corresponding calculator removes the command from the relay and de-energizes the electromagnets associated with it. At the same time, on the dashboard the warning lamp "Alarm" 9 lights up, informing the driver about a failure in one of the control loops.

Обмен информацией между вычислителями происходит по последовательному каналу. The exchange of information between computers takes place on a serial channel.

Через разъем 10 производится подключение контрольно-измерительной аппаратуры. Through the connector 10 is the connection of instrumentation.

Сигналы с датчиков 1 частоты вращения ведомых колес после формирователей 2 поступают и на входы мультиплексора 15, частота опроса которого задается тактовым генератором 18 (фиг. 1, 2). The signals from the sensors 1 of the frequency of rotation of the driven wheels after the shapers 2 are fed to the inputs of the multiplexer 15, the polling frequency of which is set by the clock generator 18 (Fig. 1, 2).

Таким образом, сигналы с датчиков 1 частоты вращения колес поочередно подаются на вход разрешения счетчика 16, а код частоты вращения колес с выходов счетчика 16 подается на входы дифференциатора 19. Thus, the signals from the sensors 1 of the wheel speed are alternately supplied to the counter enable input 16, and the wheel speed code from the outputs of the counter 16 is fed to the inputs of the differentiator 19.

Признак торможения формируется элементом ИЛИ 20 из сигналов датчика начала торможения (при его наличии) и порогового значения замедления, вычисляемого дифференциатором 19, а признак начала и конца счета времени - элементом И 21 по пороговым значениям частоты вращения колес, соответствующим значениям скорости транспортного средства соответственно ≅40 ки/ч и ≥20 км/ч. The braking sign is generated by the OR element 20 from the signals of the braking start sensor (if any) and the deceleration threshold calculated by the differentiator 19, and the start and end time counting element is generated by the And 21 element according to the threshold values of the wheel speed corresponding to the vehicle speed, respectively ≅ 40 ki / h and ≥20 km / h.

Процесс вычисления эффективности торможения происходит следующим образом. The process of calculating braking performance is as follows.

Сигналы частоты вращения ведомых колес с выходов формирователей 2 поочередно поступают через входной мультиплексор 15 на вход разрешения счета счетчика 16. Используя в качестве опорного кварцованный сигнал тактовой частоты тактового генератора 18, счетчик 16 формирует сигналы пороговых значений скорости 40 км/ч и 20 км/ч и коды частоты вращения колес. Таким образом, при наличии признака торможения, формируемого элементом ИЛИ 20 из сигналов датчика торможения (не показан) и выходного сигнала "пороговое замедление" дифференциатора 19, запускается счетчик 17 времени торможения. The signals of the rotational speed of the driven wheels from the outputs of the formers 2 are alternately fed through the input multiplexer 15 to the counter enable input of the counter 16. Using the reference crystal signal of the clock frequency of the clock generator 18, the counter 16 generates speed threshold signals of 40 km / h and 20 km / h and wheel speed codes. Thus, if there is a braking sign generated by the OR element 20 from the signals of the braking sensor (not shown) and the output signal “threshold deceleration” of the differentiator 19, the counter 17 of the braking time is started.

Вычисление эффективности торможения производится АЛУ 22 при замыкании выключателя 14. При этом на входы АЛУ 22 с выходов счетчика 17 поступает код времени торможения за время замедления транспортного средства с 40 до 20 км/ч. The calculation of the braking efficiency is performed by the ALU 22 when the switch 14 is closed. At the same time, the braking time code for the vehicle deceleration time from 40 to 20 km / h is received at the inputs of the ALU 22 from the outputs of the counter 17.

АЛУ 22 производит вычисление эффективности торможения (значения коэффициента торможения) за указанное время по формуле:
Z=

, где Z - коэффициент торможения автомобиля;
(t₂₀-t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч;
0,556 - константа, определенная по формуле:
const =

, где g= 9,8 м/с²
Вычисленное значение через вывод 12 выводится на цифровой индикатор 13.ALU 22 calculates the braking efficiency (values of the braking coefficient) for the specified time according to the formula:
Z =

where Z is the braking coefficient of the car;
(t ₂₀ -t ₄₀ ) - vehicle deceleration time from 40 to 20 km / h;
0.556 is a constant determined by the formula:
const =

where g = 9.8 m / s ²
The calculated value through pin 12 is displayed on a digital indicator 13.

Если выключатель 14 находится в положении "измерение", то вычисление значения коэффициента торможения будет производиться при каждом торможении транспортного средства (если начальная скорость торможения была больше 40 км/ч, а конечная стала меньше 20 км/ч) и на индикатор 13 будет выводиться значение, вычисленное при последнем торможении. If the switch 14 is in the "measurement" position, then the calculation of the braking coefficient will be performed each time the vehicle is braked (if the initial braking speed was more than 40 km / h and the final one became less than 20 km / h) and the value 13 will be displayed calculated during last braking.

Таким образом обеспечивается возможность определения эффективности торможения транспортного средства в эксплуатационных условиях, например перед выездом на линию. Thus, it is possible to determine the braking performance of the vehicle in operating conditions, for example, before leaving the line.

Claims

1. ANTI-LOCK DEVICE FOR THE BRAKE SYSTEM OF THE VEHICLE, containing the sensors of the dynamic state of the wheels, the outputs of which are connected via microprocessor calculators for each pair of wheels, the sensor for the onset of braking, the control units for parameters and signaling, the connecting lines and matching amplifiers whose inputs are connected to the outputs of microprocessor computers, and the outputs to the solenoids of control valves installed in the brake circuits of the wheels, and the function and control and signaling units are programmatically implemented in microprocessor computers, and microprocessor computers are designed as single-chip microcomputers, characterized in that it is equipped with an additional braking efficiency control unit, a digital indicator and an electric switch, while the inputs of this unit are connected to the brake start sensor, inputs microprocessor computers associated with the shapers of the speed signal of the driven wheels, and an electric switch, the output is to the mentioned numbers to the indicator, and the control unit is made in the form of an input multiplexer connected by the mains, counters of the number of wheel turns and the braking time of the clock generator, a unit for determining the start of braking, the element And, an arithmetic-logic device and an additional output for connecting a digital indicator, and the inputs of the braking time counter are connected with one of the inputs of the clock generator and the And element, the inputs of the arithmetic-logic device are connected to one of the contacts of the switch and the outputs of the braking time counter Niya, and the output - to said terminal for connecting a digital indicator.

2. The device according to claim 1, characterized in that the node for determining the start of braking is made in the form of a differentiator and an OR element, one of the outputs of which is connected to the sensor of the start of braking, and the second to the output of the differentiator.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the determination of the effectiveness of the brake system is carried out by calculating the value of the braking coefficient during the deceleration of the vehicle 40 - 20 km / h and is determined by the formula
Z =

,
where Z is the braking coefficient of the car;
(t ₂₀ - t ₄₀ ) - vehicle deceleration time from 40 to 20 km / h;
0.556 is a constant determined by the formula
const =

,
where g = 9.8 m / s ² .

4. The device according to paragraphs. 1 - 3, characterized in that the additional unit for monitoring the effectiveness of braking is made in the form of a specialized LSI or integrated node.