SU622392A3 - Противоблокировочное устройство дл тормозной системы транспортного средства - Google Patents

Description

1 Изобретение относите  к облает транепортной техники, в частиоети к протнвоблокировочпым уетронетвам тормозных еиетем транепортных ередетв, например, автомрбилей .

Извеетно противоблокировочное уетройетво д.1  тормозной еиетели  транепортного средства, содержащее датчик гмовой скорости колеса, соединенный через дифференциатор с одними из входов двух компараторов , другие входы которых соединены с Ieнераторами посто нных напр жений, а выходы через элемент И - с лектромагнитным клапаном сброса тормозного давлени  1.

Недостаток этого устройства заключаетс  в невозможности регулировки скорости нарастани  и сброса тормозного давлени , что снижает эффективность торможени .

Наиболее близким к изобретению но технической суниюсти и достигаемому результату  вл етс  противоблокировочное устройство дл  тормозной системы транспортного средства, содержащее датчик угловой скорое:; колеса, дифференциатор, соединенный с датчиком угловой скорости колеса, комиаратор ), один из входов каждого из которых соединен с выходом дифференциатора, а другой - е генератором посто нного напр жени , элементы ИЛИ и И, один и другой входы одного из которых соединены непосредственно и через инвертор соответственно с выходом одного и другого компараторов,, генератор им1 ульсов, один из входов которого через усилитель соединен с выходом дифференциатора, а выход - с одним из входов второго элемента И, выход которого соединен с обмоткой электромагнитного клапана сброса тормозного давлени  2.

Недостатком этого устройства  вл етс  независимость скорости уменьшени  тормозного давлени  от величины углового замедлени  колеса, что снижает эффективность торможени .

Цель изобретени  - повышение эффективности торможени .

Цель достигаетс  тем, что иротивоблокировочное устройствоснабжено блоками пам ти , иитегратором, ключами, дополнитель ными компараторами и генераторами посто нного напр жени , триггерами, одновибраторами . делителем наир жени , сумматором и генератором сигнала ошибки, один из входов которого через первый ключ соединен с выходом первого элемента И, второй через усилитель - с выходом дифференциатора а выход - со вторым входом генератора импульсов и одним из входов первого дополнительного компаратора, которого через первый элемент ИЛИ соединен с нуле,вым входом первого три:гера, единичный вход которого через втор (и элемент ИЛИ соединен с выходом второго подключенного к. выходу дифференциатора и третьего дополнительных компараторов, а выход - с другим входом второго элемента И н входом первого одновибратора, выxJД которого соединен с одним из входов второго ключа , другой вход которого соединен с одним из вхйдов третьего дополнительного компаратора и выходом интегратора, один и другой входы которого соединены соответственно через инвертор и третий ключ с выходом второго компаратора, соединенным доголнительно с одним из в:.одов ктвертого ключа, выходом соединенного с третьим входом генератора импульсов н с кулевым входом второго триггера, выход которого соединен через третий элемент ИЛИ с одним из входов первого блока пам ти, второй вход которого соединен с одним из входов четвертого дополнительного компаратора и д тчнком угловой скорости колеса, а выход - с одним из входов делител  напр жени , соединенного вторым входом с датчиком угловой скорости колеса, а выходом через уси лители - с четвертым входом генератора импульсов и с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго блока пам ти, одним из входов соединенным с выходом генератора сигнала ошибки, а выход - с одним из входов п того ключа, выход которого соединен с третьим входом генератора сигнала ошибки и выходом первого ключа, а другой вход - с выходом второго одновибратора, входом подключенного к выходу первого компаратора, а выходом дополнительно соединенного с единичным входом второго триггера и с одним из входов третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого дополнительного .компаратора, а выход через первый элемент ИЛИ - с нулевым входом первого триггера, причем другой вход каждого из дополнительных компараторов соединен с соответствующим дополнительным генератором посто нного напр жени . На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 -трафик работы устройства после начала цикла адаптивного торможени ; на фиг. 3 график рабочего цикла устройства; на фиг. 4 - функциональна  схема генератора . импульсов; на фиг. 5 - импульсы на выходе генератора импульсов. Устройство содержит датчик I угловой скорости колеса, соединенный через дифференциатор 2 с одними из входов компараторов 3-5, другие входы которых соединены с генераторами 6-8 посто нного напр жени . Один из входов логического элемента И 9 соединен с выходом компаратора 3, другой вход через инвертор 10 - с выходом компаратора 4, а выход управл ет кл Очом 11, включенным между генератором 12 Посто нного напр жени  и одним из входов генератора 13 сигнала ошибки, другой вход которого через усилитель 14 соединен с выходом дифференциатора 2,   выход - с одним из входов генератора 15 импульсов. Электромагнитный клапан 16 сброса тормозного давлени,: подключен к выходу логического элемента И 17, один из входов которого соединен с выходом генератора 15 импульсов , а другой - с выходом триггера 18, единичный вход которого соединен с выходом компаратора 5, а нулевой вход - с выходом компаратора 19, один из входов которого соединен с генератором 20 посто нного напр жени , а другой - с выходом гечератора 13 сигнала ошибки. Ключ 21, управл емый компаратором 4, включен между генератором 22 посто нного аапр жет   и входом интегратора 23, выход которого соединен с одним rf3 входов компаратора 24, Р-У вход кс-орого соединен с генерагором 25 посто нного напр жени . Выход коь;-. паратора 24 через элемент ИЛИ 26 се-здинен с единичным входом триггера 18, нулевой вход которого соединен дополнительно через элемент ИЛИ 27 с выходом элемента И 28, один из входоз которого соединен с выходов компаратора 29, соединенного с выходом . атчика I угловой скорости колеса и генерато ом 30 посто нного напр жени . Другой вход элемента И 28 соединен с выходом одноЕибратО;с1 31, соединенным с одним из вхо;,ов блока 32 пам ти, ключа 33, триггера 34, выход которого через элемент ИЛИ 35 со динен с блоком пам ти 36. Выход блока пам  и 36 соединен с одним из входов делител  37 напр жени , выход которого через усилители 38 и 39 соединен с другим входом генератора 15 и ч-зрез усили тели 38 t40 с одним из ПХОДС9 сумматора 41. Третий вход генератора 15 импульсов соединей с выходом ключа 42, а четвертый через усилитель (не показан) - с выходом диф ференцигтора 2. Выход триггера 18 соедк иен также со входом одиовибраторз 43, соединенного выходом с одь;(м из входов ключа 44, другой вход которого соединен с выходом интегратора 23, а выход - со входом генератора 13 сигнала ошибки. Выход комтрртора 4 через инвертор 45 соединен со входом интегратора 23. Генератор 13 сигнала ошибкой представл ет собой интегрирующий усилитель и вырабатывает на выходе сигнал, прюпорциональный общему времени ускорени  или торможени  колеса и характеризующий процесс изменени  скорости колеса во времени. Генератор 15 импульсов включает в себ  сумматор 46, суммирующий сигналы, постулающие на его входы а, б, в, г компаратор 47 и генератор 48 пилообразного напр жени  определенной частоты, амплитуда которого равна предварительно заданной максимально возможной сумме сигналов, поступающих на сумматор 46 (на фиг. 5 показано пунктирной линией), Позици ми 49 и 50 обозначены на чертеже соответственно колесо и источник эталонного напр жени .

Устройство работает следующим обрат зом.

Как показано на фиг. 2 цикл адаптивного торможени  начинаетс  в тот момент, когда замедление колеса 49 упадет ниже уровн  G, соответствующего сцеплению колеса с колодками тормоза (на фиг. 2 лини  51). Адаптивное управление начинаетс  также в том случае, когда величина замедлени  в течение заданного заранее промежутка времени остаетс  в пределах G-G, (на фиг. 2 лини  52). Услови , характеризующие момент адаптивного торможени ,, засылаютс  в генератор 13, и величина выходного сигнала генератора 15 определ етс  временем, в течеиие которого сигнал с выхода дифференциатора 2 остаетс  в пределах между

0и О,. Так, например, при уменьшении ускорени  по кривой 53 отрицательное ускорение колеса быстро мен етс  от G, до G, и при этом в генератор 15 подаетс  сигнал, характеризующий бысфое начало процесса адаптивного торможени . Так как выходной сигнал генератора 15 зависит от величины выходного сигнала генератора 3, то электромагнитный клапан 16 будет во включенном положении в течение большей части периода выходного сигнала генератора 15 и давление в пневмокамере тормо.ча будет падать с достаточно большой скоростью. С другой стороны, изменение ускорени  колеса по кривой 5i4 требует существенно большего времени изменени  уровн  ускорени  от G до

01по сравнению с кривой 53), поэтому генератор 13 будет вырабатывать сигнал, характеризующий сравнительно медленное начало процесса эффективного торможени  и клапан 16 будет находитьс  во включенном положении в течение сравнительно небольщой части каждого цикла, в результате чего давление в пневмокамерах тормоза будет падать с меньшей скоростью. Если же ускорение колеса мен етс  по кривой 55 и остаетс  в указанном интервале в течеиие достаточно большого промежутка времени , то цикл адаптивного торможени  начинаетс  в тот момент, когда ускорение колеса упадет до точки 56, т. е. прежде, чем величина замедлени  станет меньшей замедлени  сцеплени . В этом случае сигнал, поступающий на генератор 13, будет меньше сигнала, подаваемого в него при изменении ускорени  по кривой 54, и поэтому клапан 16 будет находитьс  во включенном состо нии в течение еще меньшей части периода выходного сигнала генератора 15. При изменении ускорени  по кривой 57 оно не только не падает ниже уровн  G, но и остаетс  в течение некоторого отрезка времени киже уровн  G,. В этом случае процесс адаптивного торможени  не начнетс .

Сигнал с выхода дифференциатора 2 подаетс  дл  сравнени  в компараторе 4с эталонным сигналом, соответствующим уровню .G г (лини  52), и одновременно .в ком-; параторе 5 с эталонным сигналом, соответ0 . ствующим уровню G (лини  51). Если этот сигнал окажетс  ниже уровн  G, то на выходе компаратора 5 по витс  сигнал, запускающий через элемент ИЛИ 26 триггер 18, сигнал с выхода которого поступает на один из входов элемента И 17, на Другом

5 входе которого присутствует сигнал от генератора 15. В результате произойдет возбуждение электромагнитного клапана 16, что будет соответствовать началу цикла адаптивного торможени  при изменении уровн 

3 ускорени  по кривым 53, 54.

Если сигнал с выхода дифференциатора 2 станет ниже уровн  G (лини  52), но не упадет ниже уровн  G (лини  51), то по витс  сигнал на выходе компаратора 4, включающий в работу интегратор 23 с помощью

5 замыкани  ключа 21 (начальный уровень сигнала, выход щего из интегратора 23, определ етс  напр жением на его выходе от источника 50 эталонного напр жени ).В результате будет происходить падение уровн 

0 выходного сигнала по определенному закону, задаваемому величиной сигнала на входе ключа 2. Сигнал с выхода интегратора 23 сравниваетс  в компараторе 24 с эталонным от генератора 25, и если он окажетс  меньJ ше, то через элемент ИЛИ 26 также запуститс  триггер 18, т. е. триггер 18 срабатывает и в случае, если ускорение колеса мен етс  по кривой 55 (по сигналу с выхода компаратора 24); Сигнал триггера 18 поступает и на одновибратор 43, замыкающий ключ 44, в результате чего сигнал от интегратора 23. поступит на вход «начального уровн  генератора 13 сигнала ошибки. Так как сигнал на выходе интегратора 23 зависит от времени, в течение которого ускорение колеса Остаетс  в пределах G,-G, то и на5 чальна  величина сигнала на выходе генератора 13 также будет зависеть от этого промежутка времени.

Сигнал с выхода дифференциатора 2 подаетс  на вход еще одного компаратора 3 дл  сравнени  с эталонным сигналом от гене0 ратора 6, соответствующим уровню ускорени  (точка 56).

Claims (2)

1. Сигнал с выхода компаратора 3 поступает на один из входов элемента И 9, на другой вход которого подаетс  через инвер5 тор 10 сигнал от компаратора 4. На выходе элемента И 9 будет присутствоЕзать сигнал в том случае, когда замедление колеса будет лежать в пределах Gi-G (линии 52 и 58). Этот сигнал будет замыкать ключ 11, через который от генератора 12 посто нного напр жени  на генератор 13 сигнала ошибки будет поступать отрицательный сигнал, уменьшающий его выходной сигнал. Так как напр жение от генератора 12 сравнительно велико, 7о сигнал на выходе генератора 13 при замкнутом ключе 11 будет падать достаточно быстро.; Сигнал с выхода генератора 13 сравнивзетс  в компараторе 19 с эталонным сигналом от генератора посто нного напр жени  20 и, если он окажетс  ниже, то на триггер 18 через элемент ИЛИ 27 поступит сигнал, прекращающий его работу. Следует отметить, что сигнал от генератора 13 станет ниже сигнала от генератора 20 по истечении очень небольшого промежутка времени после запирани  ключа М, поэтому окончание цикла торможени  происходит достаточно быстро при условии, что сигнал замедлени  колеса остаетс  в диапазоне О,-Gj. Однако величина этого сигнал а допускает прохождение его через этот диапазон во врем  разгона или торможени  колеса без окончани  цикла, дл  чего соответствующим образом должно регулироватьс  напр жение от генератора 12. При падении ускорени  колеса 49 ниже уровн  Qt будет запускатьс  и одновибратор 31, сигнал с выхода которого поступает на один из входов элемента И 28, на другой вход которого поступает сигнал от компаратора 29( сравнивающего сигнал от датчика 1 скорости с эталонным сигналом от Генератора 30 посто йного напр жени . Поэтому триггер 18 будет перебрасыватьс  вс кий раз при наличии сигнала на выходе элемента И 28 или на внходе компаратора 19, следствием чего будет исчезновение снгнала на выходе элемента И 17 и отключение клапана 16. Скольжение колеса определ етс  функцией I - ValVr где V. - фактическа  скорость колеса, Vt - некотора  заданна  йкорость , и вычисл етс  с помощью Шока 36 пам тн, соединенного с датчиком I скорости н выходом элемента ИЛИ 35, один из входов которого соединен с выходом триггер .а 34, а другой - с нивертнрованным выходом триггера 18. Блок 36 пам ти запоминает после начала цикла адаптивного торможени  и при отсутствии сигнала ria выходе триггера 34 значение сигнала от датчика 1. Сигнал с выхода- этого блока делитс  в делителе 37 напр жени , сигнал Свыхода которого подаетс  на усилитель 38, который вычитает его из единицы с образованием на выходе сигнала, пропорционального величине 1-Vw/Vr, т.е. скольжению колеса. Этот «йгнал, умноженный в усилителе 39, подаетс  на вход генератора 15, и умноженный в усилителе 40 - на вход сумматора 41, соединенного с блоком 32 пам ти, запоминающил сигнал ошибки от генератора 13 только при подаче на его вход сигиала от олновибратора 31, т.е. только при снижении ускорени  колеса ниже уровн  Gj. Одновибратор 31 замыкает также ключ 33, что приводит к тому, что при начале цикла торможени  начальный уровень генератора 13 определ етс  сигналом от интегратора 23, а в дильнейщем он будет зависеть от суммы сиг .чалов скольжени  и генератора сигнала 13 ошибки. Таким образом, начальный уровень генератора 13 сигнала ошибки будет мен тьс  вс кий раз, когда ускорение колеса становитс  ниже уровн  G. Так как сигнал на выходе делител  37 при подаче в блок 36 пам ти информации о скорости колеса будет равен единице, то сиг-нал , характеризующий скольжение колеса, становитс  равным нулю сразу после того, как ускорение колеса упадет ниже уровн  GJ, и останетс  равным нулю вплоть до вклк чени  триггера 34, сигнал которого через элемент ИЛИ 35 будет поступать на вход блока 3(j пам ти и обеспечивать запомина,ние данного значени  скорости до того момеита , когда ускорение колеса- вновь упадет ниже уровн  GI. Сигнал с выхода компаратора 4 замыкает также н ключ 42, обеспечива , подачу сигнала от генератора 59 посто нного напр -. жени  на вход генератора 15 при сннжении замедлени  колёса ннже уровн  G,. Таким образом; выходной сигнал генератора 15 импульсое будет з.-висеть от суммы различных входных сигналов, получаемойна выходе сумматора 46 (см. фиг. 4). Если максимал .ное и мииимпльное значени  сигнала на выходе генератора 4. прин ть равнымн соответственно +10С и --1.00, т.е. амплитуда сигнала иа выходе сумм атора 45 должна быть или -f 100 или -100, лчи лежать в интервале от 4-100 до --ШО. Если она равна +100, то клапаи 16 будет посто нно находитьс  во включенном состо нии и давление в пневмокамерах тормоза будет быстро падать. Если она равна - 100, то клайан будет выкдкмв и пнеат ок меры будут свободно соедин тьс  с источником давлени , и тормозное давление будет быстро возрастать. Все промежуточные значени  сигиала на выходе сумматора €дут соответствовать различным соотио1Ге1 и м между положени ми включеик  или полного выключени  клапана. Например, если иапр жение на выходе сумматора 46 равно 70 единицам, то на выходе комп ратора 47 по витс  сигнал толь ко тогда, когда ам1 литзда сигнала на выходе генератора -42 станет меньше 70 единиц (точки 60, 61 на фиг. 5). В этом случае клапан больыую часть времени цикла будет выключен. Отрицательным значени м сигнала на выходе сумматора 46 соответствует более высокий уровень тормозного давлени , а положительным - более низкий .(тормозное давление падает, когда электромагнит клаnarfa включен, и возрастает, когда он вы-, ключей). Процесс адаптивного торможени  более подробно иллюстрируетс  с помощью фиг. 3, где момент включени . тОрМоза обозначен, как Т, этом точкамн д, е, з, и, обозначены моменты, когда замедлени  колеса станов тс  равными соответственно О; (на выходе компаратора 4), G (на выходе компаратора 5), GI и Ga на выходе компаратора 3 If -трчкой к момент, когда при работе устройства в течение определенного коли.чества циклов торможение колеса, .в конечном счете регулируетс  так, чтобы оно в дальнейшем все врем  оставалось в пределах от G до G а, если за это врем  не произойдет полной остаиовки транспортного средства .....-.. . -. ;.- Начина  с точки к, элемеит И 9 замыкает ключ 11, что сопровождаетс  падением сигнала ошибки, и на выходе компаратора 19 сформируетс  сигнал, прекращающий с помощью триггера 18 цикл адаптивиого торможени . Это произойдет и в том случае, когда сигнал, пропорциоиальный ускорению колеса, станет таким, что сигнал с выхода генератора 13 будет меиьще напр жеии  от геиератора 20 иа входе компарат(фа 19. , При чпадении ускорени  колеса до уровн  О сигнал с выхода компаратора 4 гамыкает ключ 42, и иа вход а геиератора 15 подаетс  снгиал определенного уровн . В результате этого вс кий раз, когда тopiidжеиие колеса стаиовиТси меньшим уровн  О , происходит соответствующее измеиеиме сигнала с выхода геиератора 15. Очевидио, если замедление колеса превысит уровеиьО ключ 42 сиова разомкнетс , и на вход геиератора 15 сигнал поступать ие будет. Формула изобретени  ; Противоблокировочиое устройство дЛ  тормозиой системы траиспортного средства, содержащее датчик угловой скорости колеса, дифференциатор, соединенный с датчиком угловой скорости колеса, компараторы, одйи из входов каждого из которых соединен с выходом дифференциатора, а другой - с генератором посто нного напр жени , элемёнты ИЛИ и И, один и другой входы одного из которых соединены непосредственно н через инвертор соответствеино с выходом одного и другого компараторов, генератор импульсов, один из входов которого через усилитель соединен с выходом дифференциатора , а выход - с одним из входов бторого элемента И, выход которого соединен с обмоткой электромагнитного клапана сброса тормозного давлени , отличающеес  тем, что с целью повышени  эффективности торможени , оно снабжено блоками пам ти, интегратором , ключами, дополнительными компараторами и генераторами посто нного напр женн , трнггердмй, одновибраторами делителем напр жени , сумматором н генератором сигнала ошибки, одни из бходов которого через гпервкй ключ соединен с выходом первого элемента И, второй через усили тель - с выходом дифференциатора, а выход - со вторым входом генератора импульсов и одним из входов первого дополнитель ного компаратора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединеи с иулевым входом первого триггера, едииичиый вход которого через второй элемент ИЛИ соединен с выходом второго подключеииого к выходу дифференциатЬра и третьего дополнительных компараторов, а выход - с другим входом второго элемента И и входом первого одновибратора, выход которого соединеи с одиим из входов второго ключа, другой вход которого соединеи с ходиим из входов третьего дополнительного компаратора и выходом интегратора, оди и и другой входы которого соедииеиы соответствеино через инвертор и третий ключ, с выходом второго компаратора , соединенным допЬлиительио с одиим из входов четвертого ключа, выходом соедииеииого с третьим входом геиератора импульсов и с иулевым входом второго три г гера, выход которого соедйиеи через третий элемент ИЛИ с одиим из входов первого блока пам ти, второй вход которого соедииеи с одиим из входов четвертого дополиительноГо компаратора и датчиком угловой скорости колеса, а выход - с одиим из входов делител  иапр жеии , соединенного ъВТорык входом с датчиком угловой скорости колеса, а выходом через усилители - с четвертым входом генератора импульсов и с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго блока пам ти , одиим из входов соеднненным с выходом геиератора сигнала ошибки, а выход - с из входов п того ключа, ВЬ1ХОД КОторого соединен с третьим входом генератора сигиала ошибки и выходом первого ключа , а другой вход -- с выходом второго одно&ибратора , входом подключенного к выходу первого компаратора, а выходом дополнительно соедииеииого с единичным входом второго триггера и с одним из входов третьего элемента И, второй вход которого соедйиеи с выходом четвертого дополнительиого компаратора, а выход через первый элемент ИЛИ - с нулевым входом первого трнггера, прнчеМ другой вход дополнительных компараторов соединен с соответствующим дополнительным генератором посто нного напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:. i; Патент США № 3612620, кл. 303-21, 12.10.71.
2. 2. Патент США № 3637246, кл. 303- 2J, 25.01.72.

   «5

   t.f,

   59

   + в.

   -«.

   -t

   -s

   т-о