RU2261812C2

RU2261812C2 - Simplified antilock brake system with sander

Info

Publication number: RU2261812C2
Application number: RU2003136295/11A
Authority: RU
Inventors: М.Д. Коневцов (RU); М.Д. Коневцов
Original assignee: Коневцов Михаил Дмитриевич
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-10-10
Also published as: RU2003136295A

Abstract

FIELD: transport engineering; antilock brake systems of vehicles.

SUBSTANCE: proposed antilock brake system contains master cylinder, and vacuum booster and it is equipped with sander, control cylinder with tank and shutoff valve. Antilock brake system contains accelerometer made for recording changes in braking process connected with computer which operates control cylinder. Said control cylinder can limit pressure of operating medium in drive circuits at change of coefficient of slipping friction and control operation of sander which can deliver loose material at sharp reduction of adhesion coefficient when wheels are in contact with support.

EFFECT: simplified design of antilock brake system.

4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к созданию антиблокировочных тормозных систем.The invention relates to transport engineering, and more specifically to the creation of anti-lock braking systems.

В настоящее время в Российской Федерации большинство автомобилей работает без антиблокировочных систем, но установленные на них тормозные управления надежно работают и имеют хорошие показатели по тормозной эффективности и устойчивости движения, например легковые автомобили высшего класса и другие автомобили. Тормозные системы таких автомобилей имеют двухкамерный, главный тормозной цилиндр, камеры в них расположены по типу "тандем", что обеспечивает двухконтурный подвод энергии к колесам осей.Currently, in the Russian Federation, most cars operate without anti-lock braking systems, but the brake controls installed on them operate reliably and have good braking performance and driving stability, such as high-class cars and other cars. The brake systems of such cars have a two-chamber, brake master cylinder, the chambers in them are arranged in the tandem type, which provides a dual-circuit power supply to the axle wheels.

Кроме того, в каждом контуре установлены дополнительные вакуумные усилители. Эти усилители связаны в отдельности с камерами главного тормозного цилиндра с вакуумным усилителем. Автомобили других классов также можно легко оборудовать антиблокировочными тормозными системами (АБС) путем установки на них "встроенных" антиблокировочных тормозных систем, которые исключат блокировку колес в процессе аварийного торможения и позволят вести процесс торможения при наивыгоднейших условиях распределения масс по осям.In addition, additional vacuum amplifiers are installed in each circuit. These amplifiers are connected separately to the chambers of the brake master cylinder with a vacuum booster. Cars of other classes can also be easily equipped with anti-lock braking systems (ABS) by installing “built-in” anti-lock braking systems on them, which will eliminate wheel lock during emergency braking and allow the braking process to be carried out under the most favorable conditions for the distribution of masses along the axles.

Мы предлагаем АТС, работающие в настоящее время оборудованные АБС, в состав которых включены, кроме главного цилиндра с вакуумным усилителем, пескоструйные устройства, цилиндр управления с емкостью и запорным клапаном, при этом антиблокировочная тормозная система содержит акселерометр, выполненный с возможностью фиксации изменения замедления процесса торможения, связанный с ЭВМ, которая управляет цилиндром управления, имеющим возможность ограничения давления рабочего тела по контурам привода при изменении коэффициента скольжения, и пескоструйное устройство, имеющее возможность подачи сыпучего материала при резком уменьшении коэффициента сцепления при контакте колес с опорой.We offer automatic telephone exchanges that are currently equipped with ABS, which include, in addition to the main cylinder with a vacuum booster, sandblasting devices, a control cylinder with a tank and a shut-off valve, while the anti-lock braking system contains an accelerometer designed to record changes in the deceleration of the braking process associated with a computer that controls a control cylinder having the ability to limit the pressure of the working fluid along the contours of the drive when the slip coefficient changes, and sandblasting device with the ability to supply bulk material with a sharp decrease in adhesion when the wheels come in contact with the support.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

фиг.1 - схема АБС упрощенного типа;figure 1 - diagram of a simplified type of ABS;

фиг.2 - схема цилиндра управления с запорным клапаном;figure 2 - diagram of the control cylinder with a shut-off valve;

фиг.3 - схема пескоструйного устройства;figure 3 - diagram of the sandblasting device;

фиг.4 - структурная схема устройства и схема алгоритма.figure 4 - structural diagram of the device and the algorithm diagram.

В указанных схемах порядковые номера связаны с названиями следующих деталей:In these schemes, serial numbers are associated with the names of the following details:

1 - тормозные механизмы передних колес; 2 - цилиндры с гидровакуумным усилением для контуров; 3 - двухкамерный главный цилиндр; 4 - вакуумный усилитель; 5 - педаль тормоза; 6 - неподвижные опоры; 7 - цилиндр управления; 8 - клапан запорный электромагнитный; 9 - емкость для жидкости; 10 - тормозные механизмы для задних колес; 11 - шток поршня; 12 - уплотнение; 13 - поршень; 14 - манжета уплотнительная; 15 - пружина; 16 - емкость для сыпучего материала с высоким коэффициентом сцепления; 17 - выталкивающее колесо - шестерня с электромотором - редуктором; 18 - трубовод от емкости к колесам; F - усилие на педали; Р - усилие на штоке главного цилиндра и цилиндра управления.1 - brake mechanisms of the front wheels; 2 - cylinders with hydraulic vacuum amplification for circuits; 3 - two-chamber main cylinder; 4 - vacuum amplifier; 5 - a brake pedal; 6 - fixed supports; 7 - control cylinder; 8 - electromagnetic shut-off valve; 9 - capacity for liquid; 10 - brake mechanisms for the rear wheels; 11 - piston rod; 12 - seal; 13 - a piston; 14 - sealing cuff; 15 - spring; 16 - capacity for bulk material with a high coefficient of adhesion; 17 - ejector wheel - gear with an electric motor - gear; 18 - pipe from the tank to the wheels; F - effort on the pedals; P is the force on the rod of the main cylinder and the control cylinder.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при аварийном торможена тормозное управление АТС обеспечивает максимальные тормозные силы на колесах без блокировки их за счет работы цилиндра управления, который ограничивает рост давления рабочего тела в контурах подвода энергии, когда коэффициент сцепления (φ) по диаграмме φ-S достигает максимально допустимой величины при коэффициенте скольжения (S), равного S=0,15÷0,2, изменяет его за счет подачи сыпучего материала с высоким коэффициентом сцепления (φ), если дорожные условия резко изменяют (уменьшают) коэффициент сцепления (φ) в контакте колес.The essence of the invention lies in the fact that during emergency braking, the ATS braking control provides maximum braking forces on the wheels without blocking them due to the operation of the control cylinder, which limits the increase in the pressure of the working fluid in the energy supply circuits when the adhesion coefficient (φ) according to the diagram φ- S reaches the maximum allowable value with a slip coefficient (S) equal to S = 0.15 ÷ 0.2, changes it due to the supply of bulk material with a high coefficient of adhesion (φ), if the road conditions are sharp change (decrease) friction coefficient (φ) in contact wheels.

В основе работы предлагаемой АБС лежит диаграмма φ-S. Известно, что

- отношение линейного замедления (j) к ускорению (q) свободно падающего. На основе этого можно получить зависимость j-s. На такой диаграмме максимум замедления будет соответствовать коэффициенту скольжения (s), равного s=0,15...0,25. Поскольку функциональная зависимость j=f(s) характеризуется кривой с экстремумом при s=0,15...0,25, то производная на этой кривой до экстремального значения положительная, в точке экстремума производная равна нулю.The proposed ABS is based on the φ-S diagram. It is known that

- the ratio of linear deceleration (j) to the acceleration (q) of a freely falling one. Based on this, we can obtain the js dependence. In such a diagram, the deceleration maximum will correspond to a slip coefficient (s) equal to s = 0.15 ... 0.25. Since the functional dependence j = f (s) is characterized by a curve with an extremum at s = 0.15 ... 0.25, the derivative on this curve to the extreme value is positive, at the extremum point the derivative is zero.

Физически это означает, то служебное торможение должно идти при j_n-j_n-1>0, а экстремальное (аварийное) торможение - при j_n-j_n-1=0.Physically, this means that service braking should occur at j _n -j _n-1 > 0, and extreme (emergency) braking should occur at j _n -j _n-1 = 0.

Для выполнения этих требований необходимо, чтобы в штатной тормозной системе был акселерометр, способный фиксировать изменения замедления процесса торможения и передавать эти значения в ЭВМ. Получив значения замедления, положим j₁=М, ЭВМ запомнит эту величину и будет "ждать" следующего значения. Получив его (j₂), определит разницу между ними j₂-M=Δj. И если Δj положительная величина, то команды на закрытие клапана 8 не поступит и торможение будет идти с нарастанием величины замедления. Как только разница между j_n-M приблизится с определенной погрешностью к значению Δj≈0, ЭВМ подает команду на закрытие клапана и зафиксирует в памяти j_n, а торможение будет идти при определенном замедлении до полной остановки АТС.To fulfill these requirements, it is necessary that in the standard brake system there is an accelerometer capable of recording changes in the deceleration of the braking process and transmitting these values to a computer. Having received the values of deceleration, put j ₁ = M, the computer will remember this value and will "wait" for the next value. Having received it (j ₂ ), it will determine the difference between them j ₂ -M = Δj. And if Δj is a positive value, then there will be no command to close valve 8 and braking will go with increasing deceleration. As soon as the difference between j _n -M approaches with a certain error the value Δj≈0, the computer sends a command to close the valve and fixes it in memory j _n , and braking will continue at a certain deceleration until the PBX stops completely.

Таким образом будет обеспечиваться торможение без блокировки колес в режиме аварийного торможения.This will ensure braking without locking the wheels in emergency braking mode.

Процесс аварийного торможения кратковременен, но и в этот промежуток времени может произойти увеличение или уменьшение коэффициента сцепления:The emergency braking process is short-lived, but during this period of time an increase or decrease in the friction coefficient can occur:

а) если коэффициент сцепления увеличивается, то увеличивается линейное замедление (j₃) и, когда разница между замедлением станет j₃-j₂≠0, ЭВМ подает команду на открытие клапана 8, педаль 5 может переместить шток в двухкамерном главном цилиндре 3, давление рабочего тела в контурах подвода энергии возрастет и торможение будет идти более интенсивно до тех пор, пока разность замедлений не достигнет j_n-j_n-1≅0, тогда ЭВМ подаст команду на закрытие клапана 8 и торможение будет идти до полной остановки;a) if the adhesion coefficient increases, the linear deceleration increases (j ₃ ), and when the difference between the deceleration becomes j ₃ -j ₂ ≠ 0, the computer gives a command to open valve 8, pedal 5 can move the rod in the two-chamber main cylinder 3, pressure the working fluid in the energy supply circuits will increase and the braking will go more intensively until the deceleration difference reaches j _n -j _n-1 ≅ 0, then the computer will command to close valve 8 and the braking will go to a complete stop;

б) если коэффициент сцепления уменьшится, то уменьшится замедление (j₄) и разница между замедлением j₄-j₃<0 станет меньше нуля, тогда ЭВМ подаст команду на включение электромотора колеса - шестерни (17). Колесо - шестерня (17) вытолкнет порцию сыпучего материала под колеса, коэффициент сцепления в контакте колеса возрастет, и торможение будет идти более интенсивно. Колесо - шестерня будет подавать сыпучий материал до тех пор, пока разность между замедлениями не станет равна нулю, тогда ЭВМ подаст команду на отключение электромотора, а торможение будет идти до полной остановки АТС. В процессе эксплуатации АТС целесообразно производить контрольные аварийные торможения при изменении покрытия дорожного полотна, так как в этот момент может измениться присущий дороге коэффициент сцепления: он может стать больше или меньше.b) if the adhesion coefficient decreases, the deceleration (j ₄ ) decreases and the difference between the deceleration j ₄ -j ₃ <0 becomes less than zero, then the computer will command to turn on the electric motor of the wheel - gear (17). The gear wheel (17) will push out a portion of bulk material under the wheels, the adhesion coefficient in the wheel contact will increase, and braking will be more intense. The gear wheel will supply bulk material until the difference between decelerations is zero, then the computer will command to turn off the electric motor, and the braking will continue until the PBX stops completely. During the operation of the ATS, it is advisable to perform emergency control braking when the road surface is changed, since at this moment the coefficient of adhesion inherent in the road may change: it may become more or less.

Величину максимального замедления (М) при контрольном аварийном торможении следует заложить в память ЭВМ и сравнивать с последующим замедлениями, которые могут меняться в зависимости от погодных изменений: прошел или идет дождь. При этом уменьшится коэффициент сцепления и связанное с ним замедление. Оно может стать какой-то величиной N_m меньше, чем предыдущее замедление (М), и тогда обязательно увеличится тормозной путь при аварийном торможении. Его можно уменьшить, если в момент торможения включить электромотор колеса - шестерни 17 (при закрытом клапане 8) и под колеса ввести сыпучую смесь с высоким коэффициентом сцепления, тогда замедление увеличится, а тормозной путь уменьшится.The value of maximum deceleration (M) during emergency control braking should be stored in the computer memory and compared with subsequent decelerations, which can vary depending on weather changes: it has passed or is raining. This reduces the coefficient of adhesion and the associated deceleration. It can become some value N _m less than the previous deceleration (M), and then the braking distance will increase during emergency braking. It can be reduced if, at the time of braking, the electric motor of the wheel - gear 17 is turned on (with the valve 8 closed) and a loose mixture with a high coefficient of adhesion is introduced under the wheels, then the deceleration will increase and the braking distance will decrease.

Claims

An anti-lock braking system of a motor vehicle, comprising a master cylinder and a vacuum booster, characterized in that it is equipped with a sandblasting device, a control cylinder with a tank and a shut-off valve, while the anti-lock braking system includes an accelerometer configured to record changes in the braking process associated with a computer, which controls the control cylinder, with the ability to limit the pressure of the working fluid along the contours of the drive when the coefficient changes Ia and blasting device having the bulk material supply with a sharp decrease in the coefficient of friction in contact with the support wheels.