SE448581B - Apparat for att forhindra ett fordon fran att velta - Google Patents

Description

WíñÖÉM QUALITY 448 581 2 fordonet ökar. Alternativt kan organet för att styra drifts- parametern hos fordonet åstadkommas genom en styrventil anordnad i en bränsleledning hos fordonet, så att bränsleflödet sänks och fordonet följaktligen minskar farten när den fjärde signalen föreligger. Accelerationspedalen hos fordonet kan ytterligare desaktiveras som gensvar på närvaron av den fjärde signalen. Om så önskas, kan ett larm anordnas vilket aktiveras som gensvar på åtminstone en av de tredje eller fjärde signalerna för att alstra en hörbar eller synlig indikation åt föraren att en korrigerande åtgärd bör vidtagas för att för- hindra vältning.

Fig. l är ett schema som utvisar ett elektriskt och hydranliskt system l enlighet med föreliggande uppfinning; fig. 2 är ett blookschema vilket visar en elektrisk krets som används i systemet enligt fig. l, ooh fíg. 4 och 5 visar driftområden hos den vältningsförhind- rande apparaten enligt uppfinningen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen visas i fig. 1, vilken är ett schema över ett elektriskt och hydrauliskt hromssystem hos ett stort fordon. Här är en hastighetssnänning V1 vilken är en utgångsanslutningsspänning hos en elektrisk hastighetsgenerator 3l operativt kopplad till ett drivet hjul ll hos fordonet eller drivtåget hos fordonet, odh en riktnings- spänning V3, vilken är en utgångssignal från en potentiometer 35 vilken är bestämd genom styrvinkeln eller svängradien hos fordonet, vilka spänningar är pålagda ingångarna av en styr- krets 40 där Jo summeras algebraiskt elektriskt. När summaspän- ningen V5 överskrider en förutbestämd nivå, genereras en utsig- nal genom styrkretsen. I enlighet med utgångssignalen begränsas flödet av trycksatt fluid från en styrpump 21 till en servo- styrenhet 25. Styrkretsarna 40 omfattar elektriska kretsar som visas i fig. 2 mera i detalj. En likspänningsinsignal V1 från hastighetsgensratorn G förstärks genom en första förstärkare 41. I denna krets är företrädesvis utsignalen V2 hos den första förstärkaren 41 proportionell mot kvadratroten av ingångsspän- ningen.

I allmänhet är det svårt att erhålla en utsignal propor- tionell mot kvadratroten av en insignal genom att använda 448 581 3 endast en enkel förstärkare. Av denna anledning är ett flertal förstärkande element, vilka har skilda arbetspunkter, kopplade parallellt, och summan av resp. utsignaler används som en ut- signal hos den sammansatta förstärkaren för att därvid erhålla en utsignal V2 vilken ungefärligen följer en kvadratisk kurva.

När i denna krets ingångssignalen överskrider en förutbestämd spänning, blir förstärkningsfaktorerna hos de förstärkande elementen gradvis mättade med sina förstärkningsfaktorer och sänks gradvis som visas i fig. 3. Fig. 3 visar fallet där tre förstärkande element är kopplade parallellt. Antalet parallella element som används kan bestämmas i enlighet med den erforder- liga noggrannheten.

Insignalen V3 från potentiometern 35 föres genom en halv- vågslikriktare 36.Utsignalen från halvvågslikriktaren 36 är antingen alltid positiv eller alltid negativ, beroende på den valda anslutningen, och i förhållande till vinkelvariationen hos det styrda hjulet 12 från läget rakt fram och huruvida det styrda hjulet l2 vrides till höger eller till vänster. (Här betyder "styrt" hjul ett hjul hos fordonet i kontakt med marken vilket vrides som gensvar på rörelse hos ratten vilken direkt vrides genom operatören för fordonet. Ratten kan även utgöras av ett handtag eller liknandeJ Det är dock möjligt att använda ett mekaniskt länksystem eller liknande för att mekaniskt om- vandla vinkeländringarna till höger och vänster hos ratten l2 till rörelse i endast en riktning och därefter omvandla denna rörelse till en elektrisk utsignal.

Utsignalen V3 från potentiometern 35 förstärks genom en andra förstärkare 42. Det är att föredraga att utsignalen V4 hos den andra förstärkaren följer en sinuskurva med hänsyn till vinkelläget 9 hos det styrda hjulet 12, dvs. V4 oc sinus 9.

För detta ändamål används en potentíometer vilken alstrar en utgångssignal vilken har en storlek proportionell mot sinus för ingångsvinkeln hos potentiometeraxeln. Om alternativt utsigna- len V3 hos potentiometern 35 är proportionell mot vinkeln 9, kan man genom att på rätt sätt konstruera den andra förstärka- ren 42 åstadkomma att när ingångsspänningen ökar, förstärk- ningsfaktorn hos den andra förstärkaren 42 kan fås att minska beroende på förstärkarmättning, så att utsignalen V4 hos den 448 581 4 andra förstärkaren 42 åter är ungefärligen sinus 9. Utsiqnalen V2 hos den första förstärkaren 41 och utsignalen V4 hos den andra förstärkaren 42 pålägges ingångar hos en tredje förstär- kare 43. Den tredje förstärkaren summerar utsignalerna V2 och V4 och förstärker vidare summasignalen.

Utsignalen V; från den tredje förstärkaren påföres en detekteringskrets 45. Detekteringskretsen 45 genererar en ut- signal V5 när utsignalen från den tredje förstärkaren 43 över- skrider en förinställd konstant nivå VREF. Detekteringskretsen 45 kan vara sammansatt av t.ex. en differentialförstärkare an- sluten för att alstra en utsignal proportionell mot storleken av beloppet som insignalerna överkrider den konstanta nivån.

Utsignalen V5 från detekteringskretsen 45, vilken tjänar som utsignal för styrkretsen 40, är kopplad för att aktivera en magnetisk proportionalflödesstyrventil 24.

Ventilen 24 är operativt kopplad till en hydraulledning mellan en banrulle 27 hos servostyrmekanismen och en styrpump 21. ventilen minskar flödeshastigheten hos hydraulikfluiden från styrpumpen 21 och gensvar på utsignalen från styrkretsarna 40. När följaktligen flödeshastigheten hos den trycksatta oljan vilken är införd i banrullen 27 sänks som gensvar på utsignalen från styrkretsarna 40, minskas förstärkningsgraden för den manuella styrkraften hos servomekanismen för att pålägqa en ökad last på ratten 26. I detta ögonblick är det därför svårare att ytterligare vrida ratten 26.

Som nämnts ovan, förstärkes i enlighet med föreliggande uppfinning spänningen V1 vilken är utsignalen från den elektriska hastighetsgeneratorn 3l och är proportionell mot rörelsehastigheten hos fordonet, och utspänningen från poten- tiometern 35, vilken är proportionell mot styrvinkeln, för- stärks och de två signalerna summeras och förstärks vidare för att alstra spänningen V5- När spänningen V5 överskrider den förinställda konstanta nivån, genereras utsignalen V6 från styrkretsarna 40. Genom att driva flödesstyrventilen 24 som gensvar på den slutliga utgångssignalen V5, minskas flödes- hastigheten hos den trycksatta fluiden vilken är införd i servostyrmekanismen 25. När därför ratten 26 manuellt vrides vid färd med relativt hög hastighet hos fordonet, blir ratten f: 448 581 5 , 26 svårare att vrida längre än en förutbestämd vinkel vilken är inställd som gensvar på fordonshastigheten.-Sålunda förhindras l enlighet med uppfinningen plötsliga eller snabba styropera- tioner.

Utsignalen V5 från den tredje förstärkaren 43 kan in- ställas inom ett säkerhetscmråde under en konstant nivå S som visas i fig. 4 i vilken D betecknar ett potentiellt fordons- vältningsområde beroende på centrifugalkraft. Det säkra området bestäms i enlighet med S = Mv2_(sinus9)/L, där M är massan hos fordonet, v är hastigheten, 9 är styrvinkeln och L är basläng- den inom en maximal styrvinkel Gm och den maximala hastigheten vm, Även om i all synnerhet t.ex. vältningsgränskurvan D1 be- stämmes genom produkten av kvadratvärdet av hastigheten och sinus för styrvinkeln, och om utsignalen V2 från den första förstärkaren 41 enkelt är proportíonell mot hastigheten och ut- signalen V4 hos den andra förstärkaren 42 enkelt är proportio- nell mot styrvinkeln Q, så är spänningen V5 vilken represen- terar summan av de två linjärt relaterad till hastigheten och styrvinkeln som betecknas genom linjen S1 i fig. 4. Genom att dock välja en lämplig referensspänning alstras utsignalen V6 hos styrkretsarna innan styrvinkeln kan överskrida gränsen vid vilken fordonet kommer att välta.

I det fall utgångsspänningen V4 hos den andra förstärka- ren 42 blir ungefär lika med sinus G med hänsyn till styrvin- keln AG, följer punkten vid vilken utsignalen V5 hos den tredje förstärkaren når referensspänningen kurvan S2 visad i fig. 4, vilken ligger närmare parallellt med gränsknrvan D1- I detta fall erhålles en mera noggrann funktion hos styrkretsen.

I fallet där vidare två förstärkande element används vilka har skilda arbetspunkter och är anordnade parallellt med den första förstärkaren, kommer, när hastigheten tillräckligt ökas, spänningen V1 vilken är pålagd ingången av den första för- stärkande kretsen 41 att överskrida det förinställda konstanta värdet. Som följd härav minskas förstärkningsfaktorn så att spänningen V2 vilken är pålagd den tredje förstärkaren varierar som visas i fig. 3. Följaktligen kommer, om riktningsspänningen V3 är proportionell mot styrvinkeln 9, hastighets- och styr- ,, _____. ___.-. 448 58"! 6 vinkel 9-signalerna vilka är kopplade till detekteringskretsen 45 att variera som visas genom kurvan S3 i fig.5. Denna kurva S3 ligger ännu närmare parallellt med gränskurvan Dl- Om ytterligare en zenerdiod är anordnad för att förhindra utsignalen hos den första förstärkaren från att överskrida det förinställda konstanta värdet, elimineras verkan beroende på hastighetsändring ovanför en konstant Eordonshastighet.

Detekteríngskretsen är ej begränsad till den som beskri- vits ovan. Det är möjligt att parallellt anordna en annan detek- teringskrets 46 vilken aktiverar ett larm för föraren när ut- signalen V5 hos den tredje förstärkaren 43 uppnår en nivå något under den vid vilken flödesjusterventilen 24 aktiveras.

Det är även möjligt att icke blott justera flödeshastighe- ten hos hydraulfluiden in i servomekanismen i enlighet med ut- signalen V6 hos styrkretsarna 40 utan även begränsa förgasaren hos fordonets motor och att begränsa eller stänga en bränsle- ventil för att därvid minska hastigheten hos fordonet. Det är ytterligare möjligt att stänga av bränsleflödet till förgasaren i enlighet med utsignalen V6 hos styrkretsen 40 varvid man .använder en teknik i vilken den magnetiska aktiveringsanordnin- gen desaktivsrar acceleratorpedalen som gensvar på utsignalen V6 hos styrkretsen 40.

Det bör märkas att det förinställda konstanta värdet, dvs. standard- eller referensspänningen'VREF vilken används för detektorn 46 bestämmes genom egenskaperna hos det speciella fordonet såsom genom positionen för dess tyngdpunktsbredd och liknande.

Claims (9)

PAT 448 581 7 ENTKRAV

1. l. Apparat för att förhindra ett fordon från att välta, k ä n n e t e c k n a d av vilken motsvarar hastigheten organ för alstring av en signal hos fordonet; organ för alstring av en andra signal vilken motsvarar styrvinkeln hos fordonet; organ för summering och först signal för att alstra en tre ärkning av nämnda första och andra dje signal; organ för alstring av en fjärde signal när nämnda tredje signal överskrider ett för- utbestämt konstant värde; och organ för variering av en drifts- parameter hos nämnda fordon s

2. Apparat enligt krav 1, om gensvar på nämnda fjärde signal. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första signal är proportionell mot kvadratroten av nämnda fordonshastighet.

3. _ Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra signal är proportionell mot sinus för styrvinkeln.

4. Apparat enligt krav 3, nämnda organ för alstring av k ä n n e t e c k n a d av att nämnda andra signal innefattar en potentiometer vilken har en utspänning av en storlek som är proportionell mot vridningsvinkeln för en ingångsaxel hos nämnda potentiometer.

5. Apparat enligt krav l, nämnda organ för alstring a k ä n n e t e c k n a d av att v nämnda fjärde signal omfattar organ för jämförande av nämnda tredje signal med en förut- bestämd referensspänning och fjärde signal proportionell tredje signal överskrider näm

6. Apparat enligt krav 1, organ för att åstadkomma nämnda mot beloppet med vilket nämnda nda förutbestämda referensspänning. k ä n n e t e c k n a d av ett larm och organ för aktivering av nämnda larm som gensvar på åtminstone en av nämnda tredj _ _______i________________________i, _. , e och fjärde signaler. 448 584 8

7. Apparat enligt något av kraven l ~ 6, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda organ för variering av nämnda driftsparameter innefattar styrventilorgan operativt anordnat för att styra flödet av hydraulfluid till en servostyrenhet hos nämnda fordon.

8. Apparat enligt något av kraven 1 - 6, k ä n n e.t e c k - n a d av att nämnda organ för variering av nämnda drifts- parameter innefattar flödeshastighetsstyrventilorgan operativt anordnat i en bränsieledning av nämnda fordon.

9. Apparat enligt något av kraven 1 - 6, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda organ för variering av nämnda drifts- parameter innefattar organ för desaktivering av en accelerator- pedal hos nämnda fordon.