СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ БЛОКИРОВАНИЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ Российский патент 2003 года по МПК B60T8/32 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в антиблокировочных тормозных системах транспортных средств повышенной проходимости.

Известен способ предотвращения скольжения колеса [А.с. СССР 1555159 А1, М. Кл. В 60 Т 8/00, 1990 г.], заключающийся в измерении текущих значений ускорения и замедления колеса и давления в тормозном приводе, повышении давления в тормозном приводе в процессе торможения до некоторого уровня, последующей выдержке давления на этом постоянном уровне и повышении или снижении давления в тормозном приводе до другого уровня при изменении условий сцепления колеса с дорогой с последующей выдержкой давления в тормозном приводе на достигнутом уровне до момента изменения условий сцепления. Причем первоначальное повышение давления осуществляют до порогового уровня, который формируют в процессе движения без торможения в зависимости от величины максимального ускорения колеса в ведомом режиме при улучшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне, дальнейшее повышение давления начинают в момент достижения угловым ускорением в этой фазе максимальной величины и формируют новый пороговый уровень давления в соответствии с этой максимальной величиной углового ускорения колеса, а при ухудшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне снижение давления начинают в момент достижения угловым замедлением колеса нижнего порогового значения и снижают давление до минимального порогового уровня, при котором полностью используется сцепной вес в условиях гололеда. Снижение давления в тормозном приводе осуществляют с темпом, предотвращающим блокирование колеса при его переходе с участка "Сухой асфальт" на участок "Лед".

Недостатками известного способа является невозможность его применения на транспортных средствах повышенной проходимости, так как при движении таких транспортных средств в полноприводном режиме получение адекватной информации об условиях сцепления, для формирования первоначального порогового уровня давления в тормозном приводе при движении с пробуксовыванием колес, невозможно, в связи с отсутствием ведомых колес. При использовании известного способа, особенно на многоосных транспортных средствах, ухудшается надежность антиблокировочной системы и по причине высокого насыщения тормозного привода элементами антиблокировочной системы - значительно повышается его себестоимость.

Изобретение направлено на повышение тормозных свойств транспортных средств повышенной проходимости, повышение надежности антиблокировочной системы, снижение ее себестоимости.

Технический результат достигается тем, что при торможении транспортного средства повышенной проходимости происходит измерение текущих значений ускорения и замедления транспортного средства и давления в тормозном приводе, повышение давления в тормозном приводе в процессе торможения до некоторого уровня, последующая выдержка давления на этом постоянном уровне и повышение или снижение давления в тормозном приводе до другого уровня при изменении условий сцепления колес с дорогой с последующей выдержкой давления в тормозном приводе на достигнутом уровне до момента изменения условий сцепления. Причем первоначальное повышение давления осуществляется до порогового уровня, который формируют в процессе движения без торможения в зависимости от величины максимального линейного ускорения транспортного средства повышенной проходимости при улучшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне в процессе торможения происходит дальнейшее повышение давления в момент достижения линейным ускорением в этой фазе максимальной величины и формируют новый пороговый уровень давления в соответствии с этой максимальной величиной линейного ускорения транспортного средства повышенной проходимости, а при ухудшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне происходит снижение давления в момент достижения линейного замедления транспортного средства повышенной проходимости нижнего порогового значения, и снижают давление до минимального порогового уровня, при котором полностью используется сцепной вес в условиях гололеда. Снижение давления в тормозном приводе осуществляют с темпом, предотвращающим блокирование колеса при его переходе с участка "Сухой асфальт" на участок "Лед".

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ предотвращения блокирования колес транспортного средства повышенной проходимости при торможении отличается тем, что получение одного из управляющих параметров происходит измерением текущих значений линейного ускорения и замедления транспортного средства вместо измерения текущих значений углового ускорения и замедления колеса у прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Причем использование предложенного способа предотвращения блокирования колес при торможении, без ухудшения управляемости и устойчивости при торможении с учетом неравномерности действия тормозных механизмов, неравномерности торможения колес и поперечной неравномерности коэффициента сцепления, возможно только на транспортных средствах повышенной проходимости, так как они являются полноприводными и имеют дифференциальную связь между колесами мостов и мостами, что обуславливает перераспределение части тормозного момента между всеми колесами.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ предотвращения блокирования колес транспортного средства повышенной проходимости при торможении; на фиг. 2 - графики изменения давления Р в зависимости от времени t в тормозном цилиндре (кривая 17), линейного ускорения (замедления) V транспортного средства (кривая 18) по времени t; на фиг.3 показан пример схемы устройства, реализующего предложенный способ предотвращения блокирования колес.

Система, реализующая предложенный способ предотвращения блокирования колес транспортного средства повышенной проходимости при торможении, на примере одного из колес (фиг.1), содержит датчик линейной скорости 1 транспортного средства и давления 2 в тормозном приводе одного из колес соответственно, причем выход датчика 1 скорости транспортного средства через дифференциатор 3 подключен к входам детектора 4 максимума сигнала линейного ускорения транспортного средства и на первые выходы первого компаратора 5 и задатчика 6 порогового значения давления. Выход датчика 2 давления в тормозном приводе подключен ко второму входу задатчика 6, информационному входу первого ключа 7 и первым входам второго 8 и третьего 9 компараторов. Выход детектора 4 подсоединен к управляющему входу второго ключа 10 и первому входу блока 11 формирования команд. Выход второго ключа 10 через блок 12 запоминания связан со вторым входом второго компаратора 8, выход которого подсоединен к первому входу элемента ИЛИ 13. Второй вход элемента ИЛИ 13 подсоединен к выходу первого ключа 7, а второй вход третьего компаратора 9 - к выходу задатчика 14 давления для торможения при гололеде. Ко второму входу первого компаратора 5 подключен выход задатчика 15 замедления колес, выходы первого компаратора 5 и элемента ИЛИ 13 подключены ко второму и третьему входам блока 11 формирования команд, связанного своим выходом с входом модулятора 16 давления в приводе.

На схеме устройства, реализующего предложенный способ (фиг.3), показаны: датчик линейной скорости транспортного средства 1, датчик давления рабочей жидкости в тормозном приводе 2, модулятор 16, гидроаккумулятор 20, гидронасос 21 с электроприводом 22, обратный клапан 23, главный тормозной цилиндр 24. колесный тормозной цилиндр 25, блок управления 26.

Система в общем случае работает следующим образом. При движении транспортного средства без торможения сигнал от датчика 1 (фиг.1) линейной скорости поступает в дифференциатор 3, который вырабатывает сигнал, пропорциональный линейному ускорению (замедлению) транспортного средства. Этот сигнал подается на первый вход первого компаратора 5, на первый вход задатчика 6 порогового значения давления и на вход детектора 4 максимума сигнала ускорения. Одновременно сигнал от датчика 2 давления подается на второй вход задатчика 6 и на первые входы компараторов 8 и 9, а также на информационный вход первого ключа 7.

На вторые входы пороговых устройств 5 и 9 подается напряжение, пропорциональное величине давления, соответствующей полному использованию сцепного веса при торможении колеса на гололеде и величине порогового замедления колеса, соответственно. Поскольку давление в тормозной системе равно нулю, знак ускорения транспортного средства всегда положительный. Следовательно, величина напряжения, поступающего на первый вход первого компаратора 5, меньше величины напряжения, поступающего на его второй вход. Поэтому сигнал на растормаживание на вход блока 11 формирования команд не подается.

Компаратор 9 вырабатывает сигнал на отсечку, потому что величина напряжения, поступающего на его первый вход, меньше величины напряжения, поступающего на его второй вход. Однако этот сигнал не пропускается первым ключом 7 на вход блока ИЛИ 13, чтобы не расходовать энергоресурс на возбуждение электромагнитного клапана модулятора.

Задатчик 6 порогового значения давления вырабатывает сигнал, пропорциональный величине текущего (нерабочего) порогового давления в тормозном цилиндре Р_пор.

Текущее пороговое давление не влияет на формирование сигнала на отсечку, поскольку напряжение, пропорциональное ему, не пропускается на вход блока 12 памяти вторым ключом 10, который управляется напряжением с выхода детектора 4 максимума сигнала ускорения и открывается только на время появления максимума сигнала ускорения, а в остальное время заперт.

При разгоне автомобиля в процессе движения детектор 4 максимума сигнала ускорения регистрирует момент достижения линейным ускорением транспортного средства максимального значения (фиг.2) и подает сигнал затормаживания на вход блока 11 (фиг.1) формирования команд и на вход второго ключа 10. Под воздействием этого сигнала ключ 10 открывается, и блок 12 памяти запоминает величину порогового значения давления. Сигнал на затормаживание можно не блокировать, потому что в фазе затормаживания электрогидроклапан модулятора обесточен, что не вызывает дополнительных энергозатрат. Таким образом, регистрируется момент достижения линейным ускорением транспортного средства максимального значения V_макс и величина этого ускорения. По величине V_макс определяется начальное пороговое значение давления Р_пор, при превышении которого должен подаваться сигнал на отсечку.

При торможении транспортного средства давление в тормозном приводе увеличивается, что приводит к затормаживанию колеса. Компаратор 8, сравнивая величину напряжения от датчика 2 давления и напряжение, пропорциональное пороговому значению давления, определенному ранее, при превышении последнего значения подает сигнал отсечки на блок 11 через блок ИЛИ 13. В этот момент времени напряжение на первом входе компаратора 5 меньше, чем на его втором входе, и поэтому сигнал на растормаживание на блок 11 не подается. Увеличение давления в промежутке значения О - Р_мин вызывает выдачу сигнала отсечки компаратором 9, но поскольку напряжение на входе ключа 7 возрастает, то этот сигнал не пропускается на первый вход элемента ИЛИ 13 (фиг.2).

При возрастании коэффициента сцепления в процессе торможения величина ускорения транспортного средства скачкообразно изменяется, причем максимальная величина линейного ускорения регистрируется детектором 3 максимума сигнала ускорения, который подает сигнал затормаживания на блок 11 формирования команд и открывает ключ 10, позволяя запомнить новое пороговое значение давления блоком 12 памяти. При достижении давлением нового порогового значения компаратор 8 подает сигнал на блок 11 через элемент ИЛИ 13.

При значительном уменьшении коэффициента сцепления в процессе торможения напряжение, пропорциональное линейному замедлению транспортного средства, увеличивается, и при достижении им порогового значения компаратор 5 подает сигнал понижения давления на вход блока 11 формирования команд. Снижение давления вызывает падение напряжения на информационном входе ключа 7. Поэтому при достижении давлением величины порога компаратор 9 подает сигнал через элемент ИЛИ 13 на блок 11.

Пример. В начале торможения (отрезок времени T₁ - T₂ на фиг.2) повышают давление рабочей среды в тормозных цилиндрах до превышения им порогового значения Р_пор по давлению, определенному ранее. В момент времени Т₂, когда давление становится выше допустимого (точка А), повышение давления прекращают и выдерживают его на постоянном уровне. При этом колеса приходят в состояние динамического равновесия. Описанный процесс соответствует торможению колес на однородном дорожном покрытии.

При значительном изменении коэффициента сцепления в момент времени Т₃, например переходе со снега на сухой асфальт, скачкообразно увеличивается величина V. В момент прохождения ею максимума (точка Б) формируется новое пороговое значение давления P_пор1 и подается сигнал на повторное затормаживание. Значения порогового давления определяют, используя величины максимального линейного ускорения и давления в тормозных цилиндрах.

Повышение давления (отрезок времени Т₄ - Т₅, участки на графиках Б - В) прекращают в момент времени Т₅, когда его величина становится выше порогового значения (точка В), и выдерживают его на постоянном уровне. Колесо приходит в новое состояние динамического равновесия. Этим заканчивается адаптация процесса торможения к изменению сцепных условий в сторону улучшения.

Если изменение коэффициента сцепления произойдет в обратном направлении, например с сухого асфальта на лед (момент времени Т₆), то величина замедления скачкообразно уменьшается, и в момент времени Т₇ падает ниже порогового значения по замедлению автомобиля (точка Г). При этом подают команду на растормаживание. Понижение давления (отрезок времени Т₇ - Т₈, участок на графиках Г - Д) прекращают, когда его величина становится ниже давления Р_мин, соответствующего оптимальному торможению колес при гололеде.

В момент времени T₈, когда давление становится ниже допустимого (точка Д), понижение давления прекращают и выдерживают его на постоянном уровне. В фазе отсечки величина тормозного момента ниже момента тормозной силы, поэтому колесо начинает разгоняться. В момент времени Т₉ ускорение автомобиля достигает своего максимального значения (точка Е), в котором формируют новое пороговое значение давления P_пор2 и подают сигнал на затормаживание (цикл Т₄ - Т₇). На этом заканчивается адаптация процесса торможения колес к изменению сцепных условий в сторону ухудшения.

Таким образом, использование в качестве одного из управляющих параметров текущих значений линейного ускорения и замедления транспортного средства позволяет применять предложенный способ на транспортных средствах повышенной проходимости, увеличить надежность устройства, реализующего предложенный способ предотвращения блокирования колес при торможении, и снизить его себестоимость. Предотвращение блокирования колес обеспечивается за счет высокого темпа сброса давления, снижения давления в приводе при торможении не ниже давления, определяемого задатчиком 14 (фиг.1) давления, что предотвращает излишнее растормаживание колес и повышает эффективность торможения транспортного средства повышенной проходимости.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в автоматических антиблокировочных системах (АБС), предназначенных для тормозных систем транспортных средств (ТС) повышенной проходимости. Способ предотвращения блокирования колес ТС повышенной проходимости при торможении заключается в том, что первоначальное повышение давления при торможении осуществляется до порогового уровня, который формируют в процессе движения без торможения в зависимости от величины максимального линейного ускорения ТС повышенной проходимости. При улучшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне в процессе торможения происходит дальнейшее повышение давления в момент достижения линейным ускорением в этой фазе максимальной величины, и формируют новый пороговый уровень давления в соответствии с этой максимальной величиной линейного ускорения ТС повышенной проходимости. При ухудшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне происходит снижение давления в момент достижения линейным замедлением ТС повышенной проходимости нижнего порогового значения, и снижают давление до минимального порогового уровня, при котором полностью используется сцепной вес в условиях гололеда. При этом снижение давления в тормозном приводе осуществляют темпом, предотвращающим блокирование колеса при его переходе с участка "Сухой асфальт" на участок "Лед". Техническим результатом является повышение эффективности торможения, повышение надежности автоматической АБС, снижение ее себестоимости. 3 ил.

Способ предотвращения блокирования колес транспортного средства повышенной проходимости при торможении, заключающийся в измерении давления в тормозном приводе, повышении давления в тормозном приводе в процессе торможения до некоторого уровня, последующей выдержки давления на этом постоянном уровне и повышении или снижении давления в тормозном приводе до другого уровня при изменении условий сцепления колес с дорогой с последующей выдержкой давления в тормозном приводе на достигнутом уровне до момента изменения условий сцепления, отличающийся тем, что первоначальное повышение давления осуществляется до порогового уровня, который формируют в процессе движения без торможения в зависимости от величины максимального линейного ускорения транспортного средства повышенной проходимости, при улучшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне в процессе торможения происходит дальнейшее повышение давления в момент достижения линейным ускорением в этой фазе максимальной величины и формируют новый пороговый уровень давления в соответствии с этой максимальной величиной линейного ускорения транспортного средства повышенной проходимости, а при ухудшении условий сцепления в фазе выдержки давления на постоянном уровне происходит снижение давления в момент достижения линейным замедлением транспортного средства повышенной проходимости нижнего порогового значения, и снижают давление до минимального порогового уровня, при котором полностью используется сцепной вес в условиях гололеда, снижение давления в тормозном приводе осуществляют темпом, предотвращающим блокирование колеса при его переходе с участка "Сухой асфальт" на участок "Лед".