SE430404B

SE430404B - RETARDATION SENSOR DEVICE

Info

Publication number: SE430404B
Application number: SE7811021A
Authority: SE
Inventors: Folke Ivar Blomberg
Original assignee: Folke Ivar Blomberg
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1983-11-14
Also published as: DE2847328A1; AU527844B2; SE430401B; SE7811021L; PL210609A1; ES474712A1; PT68723A; IT1100048B; SE7712342L; JPS5489165A; MX147107A; NL7810815A; BR7807205A; FR2407100B1; AU4116678A; GB2023246A; FR2407100A1; SU1189333A3; GB2023246B; BE871686A

Description

7811021 -0 uppnåbara. 7811021 -0 achievable.

I Man har tidigare insett att optimal känslighet eller responsförmåga hos en sensor kan underlättas att uppnås genom att sensorn utföres så att dess respons beror av vissa till- stånd hos fordonet. Vid vissa speciella sensorkonstruktioner och metoder har man insett att uppnående av en sådan optimal arbetsoperation kan underlättas genom att fjäderspänningen inställes på ett sådant sätt, att man på kontrollerbart sätt varierar vissa normalt fasta sensorinställningar. Trots att dessa försök är väl anpassade för de speciella sensorkonstruk- tioner, för vilka de har föreslagits, så bedömes det vara önskvärt att underlätta optimal respons hos sensorer oavsett den speciella utföringsform av sensorer som användes.In Man has previously realized that optimal sensitivity or responsiveness of a sensor can be facilitated to be achieved by that the sensor is designed so that its response depends on certain condition of the vehicle. For certain special sensor designs and methods have been realized to achieve such an optimal working operation can be facilitated by the spring tension set in such a way that one in a controllable way some normally fixed sensor settings vary. Although these experiments are well adapted to the special sensor designs for which they have been proposed, it is deemed to be desirable to facilitate optimal response of sensors regardless the particular embodiment of sensors used.

Med diskussionen ovan speciellt i minne är det ett syfte med denna uppfinning att åstadkomma en förbättring av kombinationen av ett roterande organ, en broms för sänkande av hastigheten hos det roterande organet, samt en sensor för signalering varje gång en alltför hög retardationsgrad uppträ- der för det roterande organet, vilken kombination underlättar optimering av sensorns respons oavsett sensorns speciella utformning. Vid förverkligandet av detta syfte för uppfin- ningen kommer ett kopplingselement att operativt inplaceras mellan sensorn och det roterande organet, vilket kopplingselement är utfört så att det är operativt känsligt eller responsivt för varierande känslighet eller responsför- måga hos sensorn. _ Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att förbättra responsförmågan och känsligheten hos en sensor anordnad i ett fordon, vilken sensor är av den typ som är mekaniskt ansluten till ett roterande organ, såsom ett fordonshjul. Kopplinge- elementet har formen av en transmissionsanordning med variabel utväxling, genom vilken rotationsrörelse överföres från det roterande organet eller hjulet till sensorn. Genom att variera transmissionsförhållandet som svar på minst ett valt fordons- driftstillstånd, såsom bromstrycksvärden och viktbelastnings- tillstånd, underlättas optimering av sensorns responsförmåga. 7841021-0 Vissa syften med uppfinningen har angivits ovan och andra syften kommer att framgå under det att beskrivningen fortskrider. Det som speciellt kännetecknar uppfinningen fram- går av bifogade patentkrav.With the discussion above especially in mind, it is a purpose with this invention to provide an improvement of the combination of a rotating member, a brake for lowering the speed of the rotating member, as well as a sensor for signaling each time an excessive degree of deceleration occurs for the rotating member, which combination facilitates optimization of the sensor response regardless of the sensor special design. In realizing this object of the invention, a coupling element will be operatively placed between the sensor and the rotating member, which coupling element is designed so that it is operationally sensitive or responsive to varying sensitivity or responsiveness gull at the sensor. A further object of the invention is to improve the responsiveness and sensitivity of a sensor arranged in one vehicle, which sensor is of the type that is mechanically connected to a rotating member, such as a vehicle wheel. Coupling the element is in the form of a variable transmission device gear, by which rotational motion is transmitted from it rotating the body or wheel of the sensor. By varying transmission ratio in response to at least one selected vehicle operating conditions, such as brake pressure values and weight load condition, optimization of the sensor's responsiveness is facilitated. 7841021-0 Some objects of the invention have been set forth above and others purposes will appear during the description progressing. What particularly characterizes the invention is subject to the appended claims.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i anslut- ning till bifogade ritning, på vilken FIG. 1 är en vy delvis i sektion och delvis schematisk av ett bromsarrangemang utfört i enlighet med föreliggande upp- finning, och FIG. 2 är en schematisk bild av apparaten enligt fig. 1.The invention is described in more detail below in connection with to the accompanying drawing, on which FIG. 1 is a view partly in section and partly schematic of a braking arrangement performed in accordance with the present invention finning, and FIG. 2 is a schematic view of the apparatus of FIG.

Trots att föreliggande uppfinning kommer att nedan beskrivas med speciell hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken vissa utföringsformen av uppfinningen visas, skall det redan i början av beskrivningen göras klart att personer med kunskap om de lämpliga teknikområden som innefattar broms- kontroll kommer att kunna inse modifikationer av de speciella arrangemang, som här visas och beskrivas, under det att man använder sig av de viktiga särdragen enligt uppfinningen.Although the present invention will be below described with special reference to the accompanying drawing, on which certain embodiments of the invention are shown, shall it is already made clear at the beginning of the description that persons with knowledge of the appropriate technical areas that include braking control will be able to realize modifications of the special arrangements, which are shown and described here, while uses the important features of the invention.

Följaktligen skall den beskrivning som följer anses avse en bred beskrivning av uppfinningen och icke begränsande uppfin- ningens omfattning.Accordingly, the description that follows should be considered as a broad description of the invention and non-limiting invention scope of the application.

Hänvisning göres nu speciellt till fig. 1 där föreliggan- de uppfinning visas i anslutning till ett fordonshjul 10. En broms 11 är anordnad och den är verksam till att sänka hastig- heten för det roterande hjulet 10. Speciella bromsarrangemang för fordonshjul är väl kända för de personer som äger kunskap om tillhörande mekaniska teknikområden, och de kommer följakt- ligen icke att här beskrivas i detalj. En sensor 12 är verksamt kopplad till det roterande hjulet 10 för att signalera varje gång en alltför hög retardationsgrad för hjulet uppträder. Sensorn kan, om så önskas, vara utförd i enlighet med de som omfattas av den amerikanska patentskriften «LO6l.2l2. Det skall emellertid speciellt påpekas beträffande föreliggande uppfinning att sensorn 12 kan vara utformad på vilket som helst sätt av ett otal andra utföringsformer som fackmännen inom området känner till eller sysslar med. I den '7811021-0 speciella utföringsform som visas är sensorn l2 operativt och mekaniskt kopplad till det roterande hjulet 10 medelst ett par kugghjul 14, 15 och en ingående axel 16. _ En kopplingsanordning som generellt betecknas 18 är inplacerad mellan sensorn l2 och det roterande hjulet 10. I den utföringsform som illustreras och nedan närmare beskrives är kopplingsanordningen 18 en mekanisk transmissionsanordning med variabel utväxling för överförande av rotation från den ingående axeln 16 till en utgående axel l6A och således till sensorn 12. Den transmissionsanordning med variabel utväxling som avses och som är lämplig för användning som kopplingsan- ordningen 18 enligt föreliggande uppfinning kan ha någon av ett stort antal olika utföranden som inses av fackmännen inom de relevanta mekaniska teknikområdena, och det inses att ett stort antal olika mekanismer kan användas inom föreliggande uppfinnings ram. Såsom exempel därpå, och icke såsom någon begränsning, kan det nämnas att transmissionsanordningar med variabel utväxling finns beskrivna i olika former i exempelvis amerikanska patentskrifterna nr. 1.718.846; 2.164.504; 2.535.028 eller 3.071.018, och den intresserade läsaren hänvisas till dessa skrifter. I den mån det är nödvändigt att göra ett sådant studium för att denna uppfinning skall förstås så hänvisas alltså läsaren till nämnda patentskrifter.Reference is now made specifically to Fig. 1 where the present the invention is shown in connection with a vehicle wheel 10. A brake 11 is provided and it is effective in lowering the speed for the rotating wheel 10. Special braking arrangements for vehicle wheels are well known to those who possess knowledge related mechanical engineering areas, and they will consequently not to be described in detail here. A sensor 12 is operatively coupled to the rotating wheel 10 to signal each time an excessive degree of deceleration for the wheel appears. The sensor can, if desired, be made in in accordance with those of U.S. Patents «LO6l.2l2. However, special attention should be paid to present invention that the sensor 12 may be formed on any manner of a myriad of other embodiments such as those skilled in the art are familiar with or engaged in. In it '7811021-0 special embodiment shown is the sensor l2 operational and mechanically coupled to the rotating wheel 10 by means of a pair gears 14, 15 and an input shaft 16. _ A coupling device generally designated 18 is placed between the sensor l2 and the rotating wheel 10. I the embodiment illustrated and described in more detail below the coupling device 18 is a mechanical transmission device with variable gear for transmitting rotation from it input shaft 16 to an output shaft 16A and thus to the sensor 12. The variable gear transmission device referred to and which is suitable for use as a coupling device the arrangement 18 of the present invention may have any of a large number of different designs that will be appreciated by those skilled in the art the relevant mechanical engineering fields, and it will be appreciated that a large number of different mechanisms can be used within the present framework of the invention. As an example, and not as someone limitation, it may be mentioned that transmission devices with variable gear ratios are described in various forms in e.g. U.S. Pat. 1,718,846; 2,164,504; 2,535,028 or 3,071,018, and the interested reader refer to these writings. To the extent necessary to make such a study in order to understand this invention thus the reader is referred to the said patents.

I den utföringsform som visas är kopplingsanordningen 18 försedd med en manöverhävarm 19 med hjälp av vilken transmis- sionsutväxlingen för rotationen genom kopplingsanordningen 18 selektivt kan varieras. I enlighet med föreliggande uppfinning regleras inställningen för hävarmen 19 av ett driftsförhål- lande hos fordonet, vilket sker på sådant sätt att sensorn 12 drives med en rotationshastighet som står i proportion mot rotationshastigheten för det roterande hjulet 10 med utväxlingen hos den proportionella sensorrotationshastigheten varierad. Det skall speciellt sägas att för arrangemanget enligt fig. l utväxlingen för den proportionella sensorrota- tionshastigheten styres medelst en faktor som påverkar broms- förhållandet, såsom nedan skall påpekas. 781102140 I den här avsedda betydelsen aver uttrycken "känslighet" eller “responsförmåga“ för en sensor att åtminstone delvis beskriva förhållandet att det s.k. g-värdet för en sensor i dess sammanhang vid användning i bromskontrollsystem för fordon definieras med hänvisning till fordonets hastighetsför- ändring som orsakar en förändring i rotationshastigheten för en svängmassa. Höga retardationsvärden anges motsvara höga g- värden. Normala g-värdesinställningar för sensorer användbara under bra vägyteförhållanden ligger mellan 0,7 och 1,5 g, där medelvärdet för föremålsaccelerationen i jordens gravitations- fält, nämligen 9,81 m/sek2, användes såsom referens.In the embodiment shown, the coupling device 18 provided with a control lever 19 by means of which transmission the transmission gear for the rotation through the coupling device 18 can be selectively varied. In accordance with the present invention the setting of the lever 19 is regulated by an operating condition landing in the vehicle, which is done in such a way that the sensor 12 operated at a rotational speed that is proportional to the rotational speed of the rotating wheel 10 with the gear ratio of the proportional sensor rotation speed varied. It should be especially said that for the event according to Fig. 1 the gear ratio of the proportional sensor rotation the speed of control is controlled by a factor which affects the braking the relationship, as will be pointed out below. 781102140 In this sense, the terms "sensitivity" or "responsiveness" for a sensor to at least partially describe the fact that the so-called the g-value of a sensor in its context when used in brake control systems for vehicle is defined by reference to the vehicle speed change that causes a change in the rotational speed of a swing mass. High deceleration values are stated to correspond to high g- values. Normal g-value settings for sensors useful under good road surface conditions is between 0.7 and 1.5 g, where the mean value of the object acceleration in the earth's gravitational field, namely 9.81 m / sec2, was used as a reference.

Betydelsen av uttrycket "g-värde" kan även inses genom grafisk illustration av fordonshastighet, svängmassehastighet och fordonshjulhastighet som man finner i tidigare publikationer.The meaning of the term "g-value" can also be understood graphically illustration of vehicle speed, turning speed and vehicle wheel speed found in previous publications.

I sådana diagram är lutningarna för de linjer som indikerar hastigheter eller deras negativa derivator, mått på retarde- tion uttryckt i lämpliga enheter. ' ' Friktion som uppträder mellan ett hjul och en vägbaneyta är den ena av två viktiga varierande faktorer, vilka i enlighet med föreliggande uppfinning kan ha en inverkan på känsligheten för sensorer för ett visst fordon. Den andra faktorn är fordonsbelastningen, och fig. 2 illustrerar ett speciellt arrangemang vid vilket de två variablerna kan påverka inställningen hos en sensor. Närmare bestämt så är fig.2 en schematisk bild som illustrerar en källa 50 för en trycksatt bromsfluid, såsom en mastercylinder som tillför trycksatt hydraulolja, och en bromskraftsmodulator 51 är anordnad för att kontrollera fordonets hjulbromseffekter. En lämplig ledning 52 förbinder tryckkällan 50 med modulatorn 51, och en ytterligare ledning 54 tillför trycksatt bromsfluid till en fordonshjulsbroms 55. Tryck som tillföres från master- cylindern 50, oavsett om det är modulerat eller inte eller reducerat genom modulatorns 51 effekt tillföres genom ledningen 52 till en cylinder 56, vilken omger en kolv 58 som manövrerar en kolvstång 59 och som påverkas av en returfjäder 60. Läget för stången 59 reglerar inställningen för manöver- 7811021-0 hävarmen 19 hos kopplingsanordningen l8. Cylindern 56 är anordnad att glida axiellt utmed två styrningar 64, 65. Vidare är cylindern 56 verksamt förbunden med en Bowdenkabel 66, vars andra ände är ansluten till en hävarm 68 monterad för rörelse kring en vridaxel 69 fixerad i ramen 70 hos fordonet i beroende av relativ förskjutning av ett parti hos fordonsramen 70 och fordonets fjädring 71. När fordonsbelastningen ökar rör sig fordonets fjädring i förhållande till ramen, vilket orsakar rörelse som överföres genom hävarmen 68 och Bowdenkabeln 66 till cylindern 56.In such diagrams, the slopes are for the lines that indicate speeds or their negative derivative, measures of deceleration expressed in appropriate units. '' Friction that occurs between a wheel and a road surface is one of two important varying factors, which in in accordance with the present invention may have an effect on the sensitivity of sensors to a particular vehicle. The other one the factor is the vehicle load, and Fig. 2 illustrates one special arrangement at which the two variables can affect the setting of a sensor. More specifically, it is Fig. 2 is a schematic view illustrating a source 50 for one pressurized brake fluid, such as a master cylinder that supplies pressurized hydraulic oil, and a braking force modulator 51 is arranged to check the wheel braking effects of the vehicle. One suitable line 52 connects the pressure source 50 to the modulator 51, and an additional conduit 54 supplies pressurized brake fluid to a vehicle wheel brake 55. Pressure applied from the master cylinder 50, whether modulated or not or reduced by the power of the modulator 51 is applied through the line 52 to a cylinder 56 which surrounds a piston 58 which operates a piston rod 59 and which is actuated by a return spring 60. The position of the bar 59 controls the setting of the 7811021-0 the lever 19 of the coupling device 18. The cylinder 56 is arranged to slide axially along two guides 64, 65. Further the cylinder 56 is operatively connected to a Bowden cable 66, the the other end is connected to a lever 68 mounted for movement about an axis of rotation 69 fixed in the frame 70 of the vehicle in depending on the relative displacement of a portion of the vehicle frame 70 and vehicle suspension 71. When the vehicle load increases the vehicle's suspension in relation to the frame, which causes movement transmitted through the lever 68 and Bowden cable 66 to cylinder 56.

När bromsarna icke är påverkade och inget tryck överföres från mastercylindern 50 genom modulatorn 51 till bromscylin- dern hos fordonshjulet och reglercylindern 56, pressar retur- fjädern 60 kolven 58 åt höger i fig. 2. När mastercylindern 50 påverkas stiger bromsfluidtrycket i cylindern 56, den kraft som anbringas på kolven 58 övervinner kraften hos returfjädern 60, och kolven 58 och kolvstången 59 förflyttas (åt vänster i fig; 2). En punkt uppnås vid ett ökat bromsfluidtryck, vid vilken fordonshjulet tenderar att låsa och sensorn alstrar då en signal till modulatorn för sänkning av bromstrycket. Det bromstryck, vid vilket sensorn börjar att signalera, är ett mått på de friktionstillstånd som finnes mellan hjulet och vägbaneytan och systemet, såsom här har beskrivits, har således inställt sensorn till en känslighet som är lämplig för de aktuella tillstånden.When the brakes are not actuated and no pressure is transmitted from the master cylinder 50 through the modulator 51 to the brake cylinder of the vehicle wheel and the control cylinder 56, presses the return the spring 60 piston 58 to the right in Fig. 2. When the master cylinder 50 affected, the brake fluid pressure in cylinder 56 rises, the force applied to the piston 58 overcomes the force of the return spring 60, and the piston 58 and the piston rod 59 are moved (to the left in fig; 2). A point is reached at an increased brake fluid pressure, at which the vehicle wheel tends to lock and the sensor then generates a signal to the modulator for lowering the brake pressure. The brake pressure, at which the sensor begins to signal, is one dimensions of the frictional conditions that exist between the wheel and the road surface and the system, as described herein, have thus setting the sensor to a sensitivity suitable for the current conditions.

Kompensation enbart i beroende av bromsfluidtryck kommer i vissa fall att vara tillräckligt för fordon, såsom stora personbilar, där hjultrycket icke varierar mycket i beroende av fordonsbelastningen. Emellertid kan vid lastbilar och mindre bilar med relativt liten vikt hjultrycken variera betydande i beroende av fordonsbelastningen. Det är i samband med sådana fordon som effektiviteten och mångsidigheten hos ett bromsreglersystem väsentligt ökas genom användning av både fordonsbelastningstillstånd och bromshydraulfluidtryck som kontrollparametrar för g-värdesinställningar. I sådana fall och vid det arrangemang som illustreras i fig. 1 och 2 är 7811021-0 det korrekt att säga att den av belastningen avhängiga inställningen är superponerad den av fluidtrycket avhängiga inställningen.Compensation only depending on brake fluid pressure comes in some cases to be sufficient for vehicles, such as large passenger cars, where the wheel pressure does not vary much depending on of the vehicle load. However, in the case of trucks and Smaller cars with relatively light weight wheel pressures vary significant depending on the vehicle load. It's connected with such vehicles as the efficiency and versatility of a brake control system is significantly increased through the use of both vehicle load condition and brake hydraulic fluid pressure as control parameters for g-value settings. In such case and in the arrangement illustrated in Figs. 1 and 2 are 7811021-0 it is correct to say that it depends on the load the setting is superimposed that depends on the fluid pressure setting.

Bromskraftmoduleringssystem har föreslagits för tryck- luftsbromssystem, där lufttrycket icke moduleras men ett hydraulsystem är anordnat för att motarbeta eller motverka den bromskraft som utövas av det "normala" tryckluftsbromssyste- met. Föreliggande uppfinning är avsedd att även kunna användas vid sådana arrangemang, varvid det inses att i dessa arrange- mang cylindern 56, kolven 58, kolvstången 59 och returfjädern 60 kan utbytas mot ett differentialtryckcylinderarrangemang, där kolven är balanserad mellan det totala lufttryck som anbringas på en hjulcylinder och det motverkande hydraulfluid- trycket. I det fall att tryckområdena för luften och hydraul- fluiden har olika storleksordning kan ett cylinderarrangemang användas med två sammankopplade kolvar med olika diametrar för att åstadkomma en utbalanseringseffekt. Normalt anses att det “motarbetande“ hydraulfluidtrycket är större än det "normala" tryckluftsbromstrycket och av detta skäl bör den kolv som är verksam i samband med tryckluftstrycket vara den större.Brake force modulation systems have been proposed for pressure air brake system, where the air pressure is not modulated but a hydraulic system is arranged to counteract or counteract it braking force exerted by the "normal" compressed air braking system met. The present invention is intended to be usable as well in such arrangements, it being understood that in these arrangements the cylinder 56, the piston 58, the piston rod 59 and the return spring 60 can be exchanged for a differential pressure cylinder arrangement, where the piston is balanced between the total air pressure as applied to a wheel cylinder and the opposing hydraulic fluid the pressure. In the event that the pressure ranges for the air and hydraulic the fluid has different orders of magnitude can a cylinder arrangement be used with two interconnected pistons of different diameters for to achieve a balancing effect. Normally considered that "Opposing" hydraulic fluid pressure is greater than "normal" compressed air brake pressure and for this reason the piston that is effective in connection with the compressed air pressure be the greater.

På ritningarna och i ovan given beskrivning har det illustrerats och förklarats en speciell utföringsform av upp- finningen, och även om speciella termer har använts, så är dessa avsedda endast för att utgöra generiska och beskrivande uttryck, som icke skall tolkas i begränsande avsikt.In the drawings and in the description given above, it has illustrated and explained a special embodiment of the the finding, and although special terms have been used, so is these are intended to be generic and descriptive only expressions which are not to be construed as limiting.

Claims

'? 81iÛ21-Û PATENT REQUIREMENTS 1. Apparatus intended for use in combination with a vehicle wheel, a brake (II) for lowering the speed of the vehicle wheel (10), and a sensor (12) connected to the rotating vehicle wheel (10) for signaling each time when a too high degree of deceleration and / or too low a rotational speed in relation to the vehicle speed of the vehicle wheel (10) occurs, characterized in that optimal setting of the sensor (12) is achieved by a coupling device (14, 15, 16, 18) is located between the sensor (12) and the vehicle wheel (10) and is arranged to respond to a predetermined state for varying the setting of the sensor (12) in case of variations for said state, which coupling device comprises a variable gear transmission device (18) which senses the brake pressure condition for changing the sensor setting when changing the brake pressure and / or senses a weight load condition for changing the sensor setting change of said weight load.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the variable gear transmission device (18) with variable gear is operatively connected to the suspension device (71) of the vehicle wheel (10) and senses its load position for varying the gear ratio of the sensor to change the sensor setting at change of the vehicle's load and / or is directly or indirectly affected by the same pressure applied to the Christmas brake cylinder.