RU2095261C1

RU2095261C1 - Electropneumatic brake drive

Info

Publication number: RU2095261C1
Application number: RU95111047A
Authority: RU
Inventors: А.Р. Спинов; А.И. Попов
Original assignee: Московский государственный автомобильно-дорожный институт (Технический университет)
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-11-10
Also published as: RU95111047A

Abstract

FIELD: transport engineering; brake systems. SUBSTANCE: multiple circuit brake drive has pressure setters, pressure pickups connected in tandem to direct input of operative amplifier and input of logic control device through one of analog signal switches in parallel to one of fixed resistors. Variable resistors are connected to supply source and to other switch to which other fixed resistor is parallel connected. Amplifier is connected by its inverting input to switch and through feedback resistor, to its output and to input of device whose output is connected by bus to switches. Outputs are connected with each corresponding circuit. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к тормозным системам транспортных средств и может быть использовано в устройствах для автоматического регулирования давления в многоконтурном тормозном приводе. The invention relates to brake systems of vehicles and can be used in devices for automatically controlling the pressure in a multi-circuit brake drive.

Известно устройство, содержащее несколько, например, n датчиков и n задатчиков, n преобразовательных каналов, на выходе соединенных с n информационными каналами. A device is known that contains several, for example, n sensors and n controllers, n converter channels, connected to n information channels at the output.

Недостатком устройства является его сложность и недостаточная точность расчетов ввиду того, что количество преобразовательных каналов физически равно количеству задатчиков и датчиков давления. Каналы содержат типичный набор аналоговых элементов, каждый из которых требует индивидуальной подрегулировки. Поэтому сложно обеспечить единую температурную стабильность всех преобразовательных каналов при изменении температуры. The disadvantage of this device is its complexity and lack of accuracy of the calculations due to the fact that the number of converter channels is physically equal to the number of adjusters and pressure sensors. Channels contain a typical set of analog elements, each of which requires individual adjustment. Therefore, it is difficult to ensure a uniform temperature stability of all converter channels when the temperature changes.

В качестве прототипа по составу существенных признаков и решаемой задаче принят электропневматический тормозной привод, содержащий задатчик и датчик давления, операционный усилитель, информационный канал, логическое управляющее устройство, модулятор давления, установленный в контуре тормозного привода между аккумулятором давления и тормозной камерой, причем вход логического управляющего устройства соединен посредством информационного канала с выходом операционного усилителя, а выход с модулятором давления /см.авт.св. СССР N 925715, кл. B 60 T 13/68, 1982 г./
Недостатком прототипа является то, что в схеме использованы элементы, температурный увод которых сказывается на точности работы устройства при изменении температуры окружающей среды.As a prototype, according to the composition of essential features and the problem to be solved, an electro-pneumatic brake drive is adopted, comprising a master and a pressure sensor, an operational amplifier, an information channel, a logical control device, a pressure modulator installed in the brake drive circuit between the pressure accumulator and the brake chamber, and the logical control input the device is connected via an information channel to the output of the operational amplifier, and the output with a pressure modulator / cm.aut. USSR N 925715, class B 60 T 13/68, 1982 /
The disadvantage of the prototype is that the circuit uses elements whose temperature removal affects the accuracy of the device when the ambient temperature changes.

Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, является повышение точности работы устройства при его использовании в многоканальном тормозном приводе. The technical problem solved by the alleged invention is to improve the accuracy of the device when it is used in a multi-channel brake drive.

Поставленная техническая задача решается тем, что известный электропневматический тормозной привод, содержащий задатчик и датчик давления, операционный усилитель, информационный канал, логическое управляющее устройство, модулятор давления, установленный в контуре тормозного привода между аккумулятором и тормозной камерой, вход логического управляющего устройства соединен посредством информационного канала с выходом операционного усилителя, а выход с модулятором давления, согласно изобретению дополнительно снабжен n задатчиками и n датчиками давления, первым и вторым коммутаторами аналоговых сигналов, каждый из которых имеет 4/n+1/ входа, 2/n+1/ переменными резисторами, двумя постоянными резисторами, резистором обратной связи, n модуляторами давления по числу контуров тормозного привода, шиной адресного кода переключения каналов коммутаторов аналоговых сигналов, причем с помощью шины адресного кода выход логического управляющего устройства соединен с 2/n+1/ адресными входами первого и с 2/n+1/ адресными входами второго коммутатора аналоговых сигналов, к другим 2/n+1/ входам первого коммутатора аналоговых сигналов подключены 2/n+1/ переменных резистора, к другим 2/n+1/ входам второго коммутатора подключены n+1 задатчика и n+1 датчика давления, выход первого коммутатора аналоговых сигналов подключен к инверсному входу операционного усилителя параллельно одному из постоянных резисторов, выход второго коммутатора аналоговых сигналов подключен к прямому выходу операционного усилителя параллельно другому постоянному резистору, при этом выход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен со своим инверсным входом, а n дополнительно установленных модуляторов давления подключены к выходам логического управляющего устройства. The stated technical problem is solved in that the well-known electro-pneumatic brake actuator containing a master and a pressure sensor, an operational amplifier, an information channel, a logic control device, a pressure modulator installed in the brake circuit between the battery and the brake chamber, the input of the logical control device is connected via an information channel with the output of the operational amplifier, and the output with a pressure modulator according to the invention is additionally equipped with n switches and n pressure sensors, the first and second analog signal switches, each of which has 4 / n + 1 / inputs, 2 / n + 1 / variable resistors, two constant resistors, a feedback resistor, n pressure modulators according to the number of brake drive circuits, a bus the address code for switching the channels of the analogue signal switches, and with the address code bus, the output of the logical control device is connected to the 2 / n + 1 / address inputs of the first and 2 / n + 1 / address inputs of the second analog signal switch, to the other 2 / n + 1 / inputs the first switch of analog signals is connected 2 / n + 1 / of variable resistors, to the other 2 / n + 1 / inputs of the second switch are connected n + 1 switches and n + 1 pressure sensors, the output of the first switch of analog signals is connected to the inverse input of the operational amplifier in parallel with one of constant resistors, the output of the second analog signal switch is connected to the direct output of the operational amplifier in parallel with another constant resistor, while the output of the operational amplifier is connected through its feedback resistor to its an inverse input, and n additionally installed pressure modulators are connected to the outputs of the logical control device.

Повышение точности работы тормозного привода достигается за счет организации 2/n+1/ преобразовательных контуров на базе 2/n+1/ переменных резисторов и двух коммутаторов, где n число дополнительно введенных датчиков и задатчиков, при этом последовательно осуществляется подача сигналов на вход логического устройства от коммутаторов через один и тот же операционный усилитель. Вследствие этого устройство, выполненное на основе цифровых элементов, имеет каналы с одинаковой температурной стабильностью, обеспечивая повышение точности обработки сигналов. Improving the accuracy of the brake actuator is achieved through the organization of 2 / n + 1 / converter circuits based on 2 / n + 1 / variable resistors and two switches, where n is the number of additional sensors and setters, while the signals are input to the input of the logical device from switches through the same operational amplifier. As a result, a device based on digital elements has channels with the same temperature stability, providing improved signal processing accuracy.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что оно имеет существенные признаки, отличные от прототипа. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна". Анализ источников информации, использованных для определения уровня техники, показал отсутствие источников, в которых была ба описана совокупность заявляемых отличительных от прототипа признаков. При этом совокупность указанных выше отличительных признаков не является очевидной, т.к. не следует непосредственно из уровня техники. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень". При этом предлагаемое устройство осуществимо в промышленных условиях и, следовательно, является промышленно применимым. Таким образом, предлагаемый электропневматический тормозной привод соответствует критериям изобретения. A comparative analysis of the proposed device with the prototype shows that it has significant features that are different from the prototype. Therefore, the proposed device meets the criterion of "novelty." Analysis of the sources of information used to determine the level of technology showed the absence of sources in which the set of the claimed distinctive features from the prototype was described. Moreover, the combination of the above distinguishing features is not obvious, because It does not follow directly from the prior art. Therefore, the proposed device meets the criterion of "inventive step". Moreover, the proposed device is feasible in an industrial environment and, therefore, is industrially applicable. Thus, the proposed electro-pneumatic brake actuator meets the criteria of the invention.

На чертеже показана принципиальная схема электропневматического тормозного привода. The drawing shows a schematic diagram of an electro-pneumatic brake drive.

Электропневматический тормозной привод содержит задатчик 1 и датчик 2 давления, операционный усилитель 3, информационный канал 4, логическое управляющее устройство 5, модулятор 6 давления, установленный в контуре 7 тормозного привода между аккумулятором давления 8 и тормозной камерой 9. Привод также содержит первый и второй коммутаторы 10 и 11 аналоговых сигналов, соответственно каждый из которых имеет 4/n+1/ входа 12,2/n+1/ переменных резистора 13₁ 13_2/n+1/, два постоянных резистора 14 и 15, резистор 16 обратной связи, дополнительно установленных модулятора 17₁ 17_n давления по числу контуров 18₁ 18_n тормозного привода между аккумулятором давления 19₁ 19_n и тормозной камерой 20₁ 20_n шину 21 адресного кода переключения каналов коммутаторов 10 и 11, задатчиков 22₁ 22_n и датчиков 23₁ 23_n давления. Переменные резисторы 13₁ 13_2/n+1/ подключены к "+U" источника питания и к первым 2/n+1/ входам 12 первого коммутатора 10 аналоговых сигналов. К первым 2/n+1/ входам 12 второго коммутатора 11 аналоговых сигналов подключены задатчик 14, датчик давления, n дополнительно введенных задатчиков 22₁ 22_n и датчиков 23₁ 23_n давления. Другие 2/n+1/ входы 12 первого и второго коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов соответственно соединены шиной 21 с выходом 24 логического управляющего устройства 5. Другими своими выходами 25 логическое управляющее устройство 5 соединено с модуляторами 6,17₁ - 17_n давлений, а своим входом 26 посредством информационного канала 4 - с выходом 27 операционного усилителя 3. Выход 28 первого коммутатора 10 аналоговых сигналов подключен к инверсному входу 29 операционного усилителя 3 параллельно постоянному резистору 14, а выход 30 второго коммутатора 11 аналоговых сигналов подключен к прямому входу 31 операционного усилителя 3 параллельно второму постоянному резистору 15. Выход 27 операционного усилителя 3 соединен со своим инверсным входом 29 через резистор 16 обратной связи.The electro-pneumatic brake actuator contains a setter 1 and a pressure sensor 2, an operational amplifier 3, an information channel 4, a logic control device 5, a pressure modulator 6 mounted in the circuit 7 of the brake actuator between the pressure accumulator 8 and the brake chamber 9. The actuator also contains first and second commutators 10 and 11 analog signals, each of which has 4 / n + 1 / inputs 12.2 / n + 1 / variable resistors 13 ₁ 13 _{2 / n + 1 /} , two constant resistors 14 and 15, feedback resistor 16, optionally installed modulo while 17 _{Jan. 17} _n pressure on the number of loop 18 _{Jan. 18} _n brake actuator between the pressure accumulator 19 _{Jan. 19} _n and the brake chamber 20 _{on January 20} _n bus 21 address hopping code switches 10 and 11, setting devices 22 _{Jan. 22} _n and sensors 23 _{on January 23} _n pressure. Variable resistors 13 ₁ 13 _{2 / n + 1 / are} connected to the “+ U” power supply and to the first 2 / n + 1 / inputs 12 of the first switch 10 analog signals. To the first 2 / n + 1 / inputs 12 of the second analog signal switch 11 are connected a switch 14, a pressure sensor, n additionally entered switches 22 ₁ 22 _n and pressure sensors 23 ₁ 23 _n . The other 2 / n + 1 / inputs 12 of the first and second analog signal switches 10 and 11 are respectively connected by a bus 21 to the output 24 of the logical control device 5. By their other outputs 25, the logical control device 5 is connected to the modulators 6.17 ₁ - 17 _n pressure, and its input 26 through the information channel 4 - with the output 27 of the operational amplifier 3. The output 28 of the first switch 10 of the analog signals is connected to the inverse input 29 of the operational amplifier 3 in parallel with the constant resistor 14, and the output 30 of the second switch 11 of the analogs of the output signals is connected to the direct input 31 of the operational amplifier 3 parallel to the second constant resistor 15. The output 27 of the operational amplifier 3 is connected to its inverse input 29 through a feedback resistor 16.

Электропневматический тормозной привод работает следующим образом. Electro-pneumatic brake actuator operates as follows.

Логическое управляющее устройство 5 посредством шины 21 подает со своего выхода 24 на входы 12 коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов адресный код выбора каналов коммутаторов. Подача кодов осуществляется последовательно. Сначала через входы 28 и 30 соответствующих коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов происходит подключение элементов: переменного резистора 13₁ и задатчика 1, резистора 13₂ и датчика 2 давления к инверсному и прямому входам 29 и 31 соответственно операционного усилителя 3. С выхода 27 операционного усилителя 3 сигнал задатчика 1 и датчика 2 давления поступает на вход 26 логического управляющего устройства 5, которое анализирует их соотношение и выдает со своего выхода 25 команду модулятору 6 на изменение давления в контуре 7. В результате в тормозной камере 9 устанавливается необходимое давление воздуха. При этом в случае недостаточности уровня давления модулятор 6 осуществит подачу рабочей среды в тормозную камеру 9 из аккумулятора 8, а в случае превышения необходимого уровня давления модулятор 6 осуществляет сброс воздуха из тормозной камеры 9 в атмосферу. Предусмотренный в схеме резистор 16 обратной связи через короткий вход 27 операционного усилителя 3 сообщен с его инверсным входом 29, задает коэффициент обратной связи, а постоянные резисторы 14 и 15 осуществляют согласование входных импедансов входов 29 и 31 операционного усилителя 3.The logical control device 5 via the bus 21 supplies from its output 24 to the inputs 12 of the switches 10 and 11 of the analog signals, the address code for selecting the channels of the switches. Submission of codes is carried out sequentially. First, through the inputs 28 and 30 of the corresponding switches 10 and 11 of the analog signals, the elements are connected: a variable resistor 13 ₁ and a setter 1, a resistor 13 ₂ and a pressure sensor 2 to the inverse and direct inputs 29 and 31, respectively, of the operational amplifier 3. From the output 27 of the operational amplifier 3, the signal of setter 1 and pressure sensor 2 is fed to input 26 of logic control device 5, which analyzes their ratio and issues from its output 25 a command to modulator 6 to change the pressure in circuit 7. As a result, in the brake circuit at least 9, the required air pressure is set. In this case, if the pressure level is insufficient, the modulator 6 will supply the working medium to the brake chamber 9 from the accumulator 8, and if the required pressure level is exceeded, the modulator 6 will discharge air from the brake chamber 9 into the atmosphere. The feedback resistor 16 provided in the circuit through the short input 27 of the operational amplifier 3 is communicated with its inverse input 29, sets the feedback coefficient, and the constant resistors 14 and 15 coordinate the input impedances of the inputs 29 and 31 of the operational amplifier 3.

В дальнейшем логическое управляющее устройство 5 через шину 21 инициирует через два очередных адресных входа 12 подключение к операционному усилителю 3 резистора 13₃ и задатчика 22₁, резистора 13₄ и датчика 23₁, обрабатывает поступившую информацию и аналогично вышеописанному управляет модулятором 17₁ давления контура 18₁ тормозного привода.Further, the logical control device 5 through the bus 21 initiates through two successive address inputs 12 the connection to the operational amplifier 3 of the resistor 13 ₃ and the setter 22 ₁ , the resistor 13 ₄ and the sensor 23 ₁ , processes the received information and similarly to the above controls the pressure modulator 17 ₁ of circuit 18 ₁ brake drive.

После аналогичного опроса задатчика 22_n и датчика 23_n и подачи команд на модулятор 17_n логическое управляющее устройство 5 повторяет цикл, начиная вновь с управления контуром 7.After a similar interrogation of the setter 22 _n and the sensor 23 _n and the submission of commands to the modulator 17 _{n, the} logical control device 5 repeats the cycle, starting again with the control circuit 7.

Тем самым в процессе работы электропневматического тормозного привода постоянно образуются преобразовательные каналы, состоящие из стандартного набора элементов: задатчик и датчик давления, соответствующий ему переменный резистор, первый и второй коммутаторы аналоговых сигналов, операционный усилитель. Номиналы переменных резисторов 13₁ 13_n подобраны индивидуально для каждого задатчика и для датчика, что позволяет обеспечить одинаковый выходной сигнал для всех датчиков без нагрузки. Единственный операционный усилитель 3 используется во всех преобразовательных каналах. При этом выполнение логического управляющего устройства может быть любым.Thus, in the process of operation of the electro-pneumatic brake drive, converter channels are constantly formed, consisting of a standard set of elements: a master and a pressure sensor, its corresponding variable resistor, the first and second analog signal switches, and an operational amplifier. The values of the variable resistors 13 ₁ 13 _{n are} selected individually for each setter and for the sensor, which allows to provide the same output signal for all sensors without load. A single operational amplifier 3 is used in all converter channels. Moreover, the execution of the logical control device can be any.

Таким образом, изобретение позволяет регулировать давление сразу в нескольких тормозных контурах, используя независимые задатчики и датчики давления для каждого контура. Высокая точность работы устройства достигается тем, что все преобразовательные каналы используют набор одних и тех же элементов, и поэтому температурная погрешность у всех каналов будет одинаковая. Thus, the invention allows you to adjust the pressure in several brake circuits at once, using independent pressure switches and pressure sensors for each circuit. High accuracy of the device is achieved by the fact that all the conversion channels use a set of the same elements, and therefore the temperature error for all channels will be the same.

Claims

An electro-pneumatic brake drive containing a master and a pressure sensor, an operational amplifier, an information channel, a logical control device, a pressure modulator installed in the circuit of the brake drive between the pressure accumulator and the brake chamber, the input of the logical control device is connected via the information channel to the output of the operational amplifier, and the output with a pressure modulator, characterized in that the actuator is additionally equipped with n switches and pressure sensors, the first and second commutator orams of analog signals, each of which has 4 (n + 1) inputs, 2 (n + 1) variable resistors, two constant resistors, a feedback resistor, n pressure modulators according to the number of brake drive loops, an address code bus for switching channels of analogue signal commutators moreover, through the address code bus, the output of the logical control device is connected to 2 (n + 1) address inputs of the first and 2 (n + 1) address inputs of the second analog signal switch, to other 2 (n + 1) inputs of the first analog signal switch 2 (n + 1) variable resistors are connected, n + 1 switches and n + 1 pressure sensors are connected to the other 2 (n + 1) inputs of the second switch, the output of the first analog signal switch is connected to the inverse input of the operational amplifier parallel to one of the constant resistors , the output of the second analog signal switch is connected to the direct input of the operational amplifier in parallel with another constant resistor, while the output of the operational amplifier is connected through its feedback resistor to its inverse input, and n is additional The installed pressure modulators are connected to the outputs of the logic control device.