SU743908A1

SU743908A1 - Automotive vehicle antiskid brake system

Info

Publication number: SU743908A1
Application number: SU721790245A
Authority: SU
Inventors: Александр Романович Спирин; Борис Семенович Фалькевич
Original assignee: Московский автомеханический институт
Priority date: 1972-05-29
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1980-06-30

Description

Изобретение относится к транспорту й может быть использовано в тормозных системах автомобилей, преимущественно легковых, автобусов и троллейбусов.The invention relates to transport and can be used in brake systems of cars, mainly cars, buses and trolleybuses.

Известны противоблокировочНые системы тормозов для автомобиля, содержащие ₅датчик скорости вращения колеса, соединенный с дифференцирующим контуром, выход которого подключен к пороговому устройству. Выход порогового устройства соединен с управляющими обмотками электромагнитных клапанов, встроенных в тормозную ма- Ю гистраль [1].Anti-lock braking systems for automobiles are known, comprising a ₅ wheel speed sensor connected to a differentiating circuit, the output of which is connected to a threshold device. The output of the threshold device is connected to the control windings of the electromagnetic valves built into the brake line [1].

Однако регулированием давления в тормозном контуре по пороговому замедлению колеса не достигается высокая устойчивость автомобиля, так как из-за неизбежного усиления помех при дифференцировании сигнала скорости колеса, величина пороговой уставки его углового замедления задается слишком высокой, а это приводит к блокированиям колес в рабочих циклах противо- го блокировочной системы и отказам при торможении на дорожных покрытиях с низкими коэффициентами сцепления, что сопровождается заносом автомобиля.However, by regulating the pressure in the brake circuit with respect to the threshold deceleration of the wheel, a high stability of the car is not achieved, because due to the inevitable increase in interference during differentiation of the wheel speed signal, the threshold setting of its angular deceleration is set too high, and this leads to wheel blocking in duty cycles - th blocking system and failures during braking on road surfaces with low adhesion coefficients, which is accompanied by a skid of the car.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению — противоблокировочная система, содержащая датчики скоростей передних и задних колес, соединенные с пороговым устройством, выход которого подключен к управляющим обмоткам электромагнитных клапанов, включенных в тормозную магистраль задних колес [2}.Closest to the proposed invention is an anti-lock system containing speed sensors of the front and rear wheels connected to a threshold device, the output of which is connected to the control windings of the electromagnetic valves included in the brake line of the rear wheels [2}.

Поскольку скорость задних колес поддерживается в соответствии со скоростью передних, задние колеса также при этом блокируются, что приводит к потере устойчивости автомобиля и его заносу.Since the speed of the rear wheels is maintained in accordance with the speed of the front, the rear wheels are also blocked, which leads to a loss of stability of the car and its skidding.

Цель изобретения — повышение устойчивости автомобиля при экстренном торможении.The purpose of the invention is to increase the stability of the car during emergency braking.

Указанная цель достигается тем,чт® вход регулятора тормозных сил подключен к магистрали, соединяющей сдвоенные клапаны, а первый и второй выходы — соответственно к тормозам передних и задних колес, причем выходы датчиков первого переднего и второго заднего колес соединены со входами первого блока деления, а выходы датчиков второго переднего и первого заднего колес — со входами второго блока деления^ объедн ненные выходы которых подключены ко входам пороговых устройств.This goal is achieved by the fact that the input of the brake force regulator is connected to the line connecting the dual valves, and the first and second outputs are respectively to the brakes of the front and rear wheels, and the sensor outputs of the first front and second rear wheels are connected to the inputs of the first division unit, and the outputs of the sensors of the second front and first rear wheels - with the inputs of the second division unit; the combined outputs of which are connected to the inputs of the threshold devices.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемой противоблокировочной системы; на фиг. 2 — график рабочего процесса противоблокировочной системы. 5In FIG. 1 shows a block diagram of the described anti-lock system; in FIG. 2 is a workflow diagram of an anti-lock system. 5

Противоблокировочная система содержит идентичные передние колесные узлы 1 и 2 и задние 3 и 4, включающие в себя датчики 5, 6, 7, 8 скорости колес, и тормоза 9, 10, 11, 12. Датчик 5 скорости первого Переднего колеса 1 и датчик 8 скорости второго 10 заднего колеса 4 подключены к блоку деления 13. Датчик 6 скорости второго переднего колеса 2 и датчик 7 скорости первого заднего колеса 3 подключены к блоку 14 деления. Блок 13 деления предпочтительно содержит преобразователь 15 частотных сигналов датчиков скоростей колес в аналоговые напряжения (ПЧН). Выходы ПЧН 15 подключены к схеме 16 деления скоростей. Блок 14 деления содержит аналогичные ПЧН 17 и схему 18 деления, к которой подключены 20 выходы ПЧН 17. Схемы 16 и 18 деления имеют объединенный выход, который соединен со входами пороговых устройств 19 и 20, выходы которых подключены к управляющим обмоткам электромагнитных сдвоенных клапанов, закрывающего 21 и открывающе- ^2ίго 22. Вход клапана 21 соединен с источником давления, а выход клапана 21 — со входом клапана 22. Магистраль, связывающая выход клапана 21 со входом клапана 22, соединена со входом регулятора 23 тормозных сил (РТС), имеющего два выхода, один из которых соединен с тормозами 9 и 10 передних колес, а второй — с тормозами 11 и 12 задних колес.The anti-lock system contains identical front wheel assemblies 1 and 2 and rear 3 and 4, including wheel speed sensors 5, 6, 7, 8, and brakes 9, 10, 11, 12. Speed sensor 5 of the first Front wheel 1 and sensor 8 the speed of the second 10 rear wheels 4 are connected to the division unit 13. The speed sensor 6 of the second front wheel 2 and the speed sensor 7 of the first rear wheel 3 are connected to the division unit 14. Block 13 division preferably contains a Converter 15 of the frequency signals of the wheel speed sensors to analog voltage (PCH). The outputs of the PChN 15 are connected to the circuit 16 speed division. Block 14 division contains similar PChN 17 and circuit 18 division, which is connected to 20 outputs of PCH 17. Scheme 16 and 18 of division have a combined output that is connected to the inputs of threshold devices 19 and 20, the outputs of which are connected to the control windings of the electromagnetic double valves, closing 21 and opening ^2ί 22. Valve 21 is connected to a pressure source and valve 21 is connected to valve 22. The line connecting valve 21 to valve 22 is connected to the input of the brake force regulator 23 (PTC), which has two exit, one of which is connected to the brakes 9 and 10 of the front wheels, and the second - with the brakes 11 and 12 of the rear wheels.

Противоблокировочная система работает следующим образом. · ⁵³ Anti-lock system operates as follows. ⁵³

При нажатии на тормозную педаль йвтомобиля при экстренном торможении, давление Ро от источника давления через закрывающий клапан 21 подается на вход РТС 23, распределяющего давления между двумя его выходами, соединенными с передними и задними тормозами. Давления между выходами РТС 23 распределяются так, что в переднем тормозном контуре создается 15—20%-ное избыточное давление. Это обеспечивает более быстрое развитие процесса блокирова- « ния передних колес по сравнению с задними как на обледеневших дорогах, так и на сухом бетонном покрытии. Частотные сигналы датчиков скоростей колес преобразуются в аналоговые в ПЧН 15 и 17 и подаются на схемы деления, причем схема 16 деления делит аналоговый сигнал скорости второго заднего колеса Vg на аналоговый сигнал скорости переднего колеса Vs, а схема деления 18 делит аналоговый сигнал скорости первого заднего колеса Vy на аналоговый и сигнал скорости второго переднего колеса Ve· Наибольший (w^) из результирующих сигналов wu=Vg/V8 . или W|*—Vf/Vg, подается на объединенный выход. Выделенный сигнал w_mw подается на пороговые устройства 19 и 20. В пороговом устройстве 19 сигнал сравнивается с постоянной уставкой Wycr, , а в пороговом устройстве 20 с постоянной уставкой Wge.T_a , причем wyc-r, <When you press the brake pedal of the car during emergency braking, the pressure Po from the pressure source through the closing valve 21 is fed to the input of the RTS 23, which distributes the pressure between its two outputs connected to the front and rear brakes. The pressures between the outputs of the RTS 23 are distributed so that a 15-20% overpressure is generated in the front brake circuit. This provides a faster development of the process of blocking the front wheels in comparison with the rear wheels both on icy roads and on dry concrete pavement. The frequency signals of the wheel speed sensors are converted into analog signals in the frequency converter 15 and 17 and fed to the division circuit, where the division circuit 16 divides the analog signal of the second rear wheel speed Vg into the analog signal of the front wheel speed Vs, and the division circuit 18 divides the analog signal of the first rear wheel speed Vy to the analog and the speed signal of the second front wheel Ve · The largest (w ^) of the resulting signals wu = Vg / V8. or W | * —Vf / Vg, is fed to the combined output. The extracted signal w _mw is supplied to the threshold devices 19 and 20. In the threshold device 19, the signal is compared with the constant setting Wycr, and in the threshold device 20 with the constant setting Wge.T _a , where wyc-r, <

< .<.

Допустим, что наибольшим сигналом w^x при экстренном торможении оказался сигнал Wi3 = V в/% , как показано на фиг. 2. Из-за более быстрого блокирования колеса 1 по сравнению с колесом 4 скорость Уз соотвественно снижается быстрее скорости Vg, а величина w,a растет от исходного значения, равного 1,0. В момент времени ti'wtg достигает уровня пороговой уставки Wytr, , при превышении которой пороговое устройство 19 вырабатывает командный электрический сигнал с напряжением Ц;. Это напряжение достаточно для закрытия клапана 21, который отсекает источник давления Ро от входа РТС 23. Клапан 22 на сигнал Ui не реагирует, поэтому на входе и выходах регулятора тормозных сил 23 фиксируются определенные значения давлений Рех и Рвьопа· Эти значения зависят от величины Wy(._Tl’, которая выбирается такой, чтобы обеспечить в момент t< срабатывания клапана 21 относительные проскальзывания переднего колеса 1 и заднего колеса 4 соответственно 20% и 10%. После фиксирования давлений, подаваемых к тормозам 1 и 4, дальнейший рост w_(J замедляется, однако по мере снижения скорости автомобиля V в процессе торможения, w может продолжать расти и в момент t достичь уровня пороговой уставки w При этом пороговое устройство 20 вырабатывает электрический командный сигнал с напряжением U ₂, которое достаточно для открытия клапана 22 при закрытом клапане 21, так как U^AUj. Клапан 22 открывается, соединяя вход регулятора тормозных сил 23 с приемником слива, при этом давления Рвх и Pawxi,iпадают, а колеса 4 разгоняются. Одновременно с разгоном колес снижается величина W13. В момент 1з она становится меньше Wjj_CTi, при этом пороговым устройством 20 прекращается подача напряжения Ug и клапан 22 закрывается. Однако из-за инерционности исполнительных звеньев может происходить излишний сброс давлений Рвх, Pgwx_u, поэтому величина wu может продолжать снижаться и в момент 14 достичь уровня Wgcr,. При этом пороговое устройство 19 прекращает подачу напряжения Uj, и клапан.21 открывается, обеспечивая повторное нарастание давления Ρβκ на входе регулятора 23 тормозных сил, после чего рабочий цикл повторяется.Assume that the greatest signal w ^ x during emergency braking was the signal Wi3 = V in /%, as shown in FIG. 2. Due to the faster blocking of wheel 1 compared to wheel 4, the speed Uz decreases correspondingly faster than speed Vg, and the value w, a grows from the initial value of 1.0. At time ti'wtg reaches the threshold setting level Wytr,, above which threshold device 19 generates a command electrical signal with voltage C .; This voltage is sufficient to close the valve 21, which cuts off the pressure source Po from the input of the PTC 23. The valve 22 does not respond to the signal Ui; therefore, certain values of the pressure Рех and Рпопе are fixed at the inputs and outputs of the brake force regulator 23. These values depend on the value of Wy ( . _Tl ', which is chosen so as to provide at the time t <actuation of valve 21 relative slippage of the front wheel 1 and rear wheel 4, respectively, 20% and 10%. After fixing the pressures supplied to the brakes 1 and 4, a further increase in w _(J slows down , however, as the vehicle speed V decreases during braking, w can continue to grow and at time t reach the threshold setting level w. At the same time, threshold device 20 generates an electrical command signal with voltage U ₂ , which is sufficient to open valve 22 when valve 21 is closed, so as U ^ AUj. Valve 22 opens, connecting the input of the brake force regulator 23 to the drain receiver, while the pressures Pbx and Pawxi, i fall, and the wheels 4 accelerate. Simultaneously with the acceleration of the wheels decreases the value of W13. At time _1c , it becomes smaller than Wjj _CTi , while the threshold device 20 stops the supply of voltage Ug and the valve 22 closes. However, due to the inertia of the executive links, an excess pressure relief of Рвх, Pgwx _u can occur, therefore, the value of wu can continue to decrease and reach the level of Wgcr, at time 14. In this case, the threshold device 19 stops supplying voltage Uj, and valve 21 opens, providing a repeated increase in pressure Ρβκ at the input of the brake force regulator 23, after which the duty cycle is repeated.

Аналогично протекает рабочий процесс, если наибольшей величиной Wm» оказывается отношение скоростей колес 3 и 2, т.е. *· Wj4 — так как в процессе торможения автомобиля соотношение между величинами wu и W|₄ определяется конкретными уело743908 виями движения, т.е. коэффициентом сцепления по бортам, нагрузкой автомобиля, радиусом траектории и т.п.The workflow proceeds similarly if the ratio of the speeds of wheels 3 and 2 is the largest value of Wm ", ie * · Wj4 - since in the process of braking a car the ratio between the values of wu and W | _{4 is} determined by the specific conditions of movement, i.e. the coefficient of adhesion on the sides, the load of the car, the radius of the trajectory, etc.

Предлагаемая противоблокировочная система осуществляет автоматическое управление торможением всех четырех колес автомобиля, предотвращая их блокирование в любых эксплуатационных условиях. Это обеспечивает повышение устойчивости автомобиля при экстренном торможении. Отсутствие блокирования передних колес сохраняет также управляемость автомобиля. Крометого, предлагаемая противоблокировочная система обеспечивает длительную фиксацию давлений, подаваемых в тормоза, и сокращает число рабочих циклов в процессе экстренного торможения, что снижает требования к быстродействию электромагнитных клапанов, которые могут быть более простыми пр конструкции, а также расход рабочего тела в тормозной системе, вследствие чего требуется источник давления с меньшей производительностью.The proposed anti-lock system automatically controls the braking of all four wheels of the car, preventing their blocking in any operating conditions. This provides increased stability during emergency braking. The absence of blocking the front wheels also keeps the car controllable. In addition, the proposed anti-lock system provides long-term fixation of the pressure supplied to the brakes and reduces the number of duty cycles during emergency braking, which reduces the speed requirements of solenoid valves, which can be simpler in design, as well as the flow of the working fluid in the brake system, due to which requires a pressure source with lower productivity.

Claims

These outputs are connected to the inputs of threshold devices. FIG. 1 shows a block diagram of the described anti-blocking system; in fig. 2 is an anti-blocking workflow schedule. The anti-blocking system contains identical front wheel assemblies I and 2 and rear 3 and 4, which include sensors 5, 6, 7, 8 wheel speeds, and brakes 9, 10, 11, 12. Speed sensor 5 of the first Front wheel 1 and sensor 8 the speeds of the second rear wheel 4 are connected to the dividing unit 13. The speed sensor 6 of the second front wheel 2 and the speed sensor 7 of the first rear wheel 3 are connected to the dividing unit 14. Preferably, dividing unit 13 comprises a converter 15 of frequency signals of wheel speed sensors into analog voltages. The outputs of the CCF 15 are connected to a speed division circuit 16. Dividing unit 14 contains similar FPS 17 and dividing circuit 18, to which the FCH 17 outputs are connected. Dividing circuits 16 and 18 have an integrated output that is connected to the inputs of threshold devices 19 and 20, whose outputs are connected to control windings of electromagnetic dual valves, closing 21 and opening 22. The valve inlet 21 is connected to a pressure source, and the outlet of the valve 21 is connected to the inlet of the valve 22. A line connecting the outlet of the valve 21 to the inlet of the valve 22 is connected to the inlet of the brake force regulator 23 (RTS), which has two outputs , one of which is connected to the brakes 9 and 10 of the front wheels, and the second - with the brakes 11 and 12 of the rear wheels. The anti-blocking system operates as follows. 11 Pressing the brake pedal of the mobile for emergency braking, the pressure PO from the pressure source through the closing valve 21 is fed to the input of the RTS 23, which distributes the pressure between its two exits connected to the front and rear brakes. The pressures between the outputs of the RS-23 are distributed in such a way that 15-20% overpressure is created in the front brake circuit. This provides a more rapid development process of blocking the front wheels as compared with the rear, both on icy roads and on a dry concrete surface. Frequency signals from wheel speed sensors are converted to analog in FCN 15 and 17 and fed into dividing schemes, with dividing circuit 16 dividing the analog speed signal of the second rear wheel Vg by an analog speed signal of the front wheel Vs, and dividing circuit 18 dividing the analog speed signal of the first rear wheel Vr to the analog signal of the speed of the second front wheel Ve. The largest (wme,) of the resulting w, 3 Vg / Ve signals, or WM Vf / Ve. served on the combined outlet. The selected signal Wmw is applied to threshold devices 19 and 20. In threshold device 19, signal Wm "i is compared with a constant setpoint wycr, and in threshold device 20 a constant setpoint WytTj, with wycr, WyiTi. Assume that the most significant signal during emergency braking was the Wi3 Vg / Vs signal. as shown in FIG. 2. Due to the faster blocking of wheel 1 as compared to wheel 4, the speed Oz correspondingly decreases faster than Ve, and the value of wu increases from the initial value of 1.0. At time t / wja reaches the threshold setpoint level WytT, when exceeded, the threshold device 19 generates a command electrical signal with voltage U). This voltage is enough to close the valve 21, which cuts off the source of pressure PO from the input of the PTC 23. The valve 22 does not react to the signal Ui, therefore, at the input and outputs of the brake force regulator 23 certain values of the pressure Pex and Psbcttj are fixed. These values depend on values that are chosen to ensure at the time i of the valve 21 triggers the relative slippings of the front wheel 1 and the rear wheel 4 respectively 20% and 10%. After the pressures applied to the brakes 1 and 4 are fixed, a further increase in w slows down; however, as the vehicle speed V decreases in the braking process, w can continue to grow and at the time t, reach the threshold setpoint W At the same time, the threshold device 20 produces an electric a command signal with a voltage U, which is sufficient to open the valve 22 with the valve 21 closed, since. The valve 22 opens, connects the input of the brake force regulator 23 to the drain receiver, at the same time the pressures PBX and PBCH fall, and the wheels 4 accelerate. Simultaneously with the acceleration of the wheels, the Wi3 value decreases. At time tj, it becomes less than WycTj. In this case, the voltage supply is stopped by the threshold device 20 or the valve 22 is closed. However, due to the inertia of the actuator, there can be a relief of pressure P, Pout |, r, so the value of wu can continue to decrease and reach the level WycTt at time t4- At this, the threshold device 19 stops supplying voltage U, and valve 21 opens , providing re-buildup of pressure RVK at the input of the brake force regulator 23, after which the working cycle is repeated. The working process proceeds in a similar way if the ratio of the speeds of wheels 3 and 2, i.e. Wt4 V9 /%, because in the process of braking the car, the ratio between the values of wis and Wi4 is determined by the specific conditions of movement, i.e. friction coefficient along the sides, load of the car, radius of the trajectory, etc. The proposed anti-blocking system automatically controls the braking of all four wheels of the car, preventing their blocking in any operating conditions. This provides increased stability of the vehicle during emergency braking. The absence of a locked front wheel also maintains vehicle controllability. In addition, the proposed anti-blocking system provides long-term fixation of pressures applied to the brakes and reduces the number of operating cycles during emergency braking, which reduces the speed requirements of the solenoid valves, which can be simpler in design, as well as the flow rate of the working fluid in the braking system, due to which requires a pressure source with a lower capacity. Claims of an anti-lock braking system for a vehicle comprising a braking force regulator, brakes with front and rear wheel speed sensors, two threshold devices, the outputs of which are connected to the control windings of the electromagnetic double valves, and the input of the closing valve is connected directly to the pressure source, the inlet of the opening valve - to the outlet of the closing valve, and the outlet - to the drain receiver, characterized in that, in order to increase the stability of the car during emergency braking The input of the brake force regulator is connected to the line connecting the dual valves, and the first and second outputs are respectively to the brakes of the front and rear wheels, and the outputs of the sensors of the first front and second rear wheels are connected to the inputs of the first division unit, and the outputs of the sensors of the second front and first rear wheels - with the inputs of the second dividing unit, the combined outputs of which are connected to the inputs of the threshold devices. Sources of information taken into account during the examination 1. Formation of France №20138, cl. B 60 T 8/00, 1970.

2. US patent number 3503654, 303-21, 1970..