Устройство для управления системой виброзащиты сиденья транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60N1/02 

Изобретение относится к устройствам для повышения комфортабельности транспортных средств, в частности к сиденьям, снабженным системой активной виброзащиты. Известно устройство для управления системой активной виброзащиты, состоящее из исполнительного механизма со штоком и сервоприводом, упругого элемента, установленного между объектом виброзащиты и штоком исполнительного механизма, датчикоа обратных связей по абсолютном ускорению объекта виброзащиты и по отжзсительному перемещению штока ис полнительного механизма, блока управления, включающего в себя усилитель, узкополосный фильтр и фазовый кмопенсатор Q, Недостатком устройства является наличие демпфирующего эффекта из-за влияния пассивного упругого элемента на характер сигналов датчика относительных перемещений штока испол нительного механизма, что вызывает Неустойчивую работу устройства. . Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления системой активной виброзащиты сиденья транспор ного средства, содержащее исполнительный механизм со штоком и сервоприводом, упругий элемент, установленный между сиденьем и штоком исполнительного механизма, связанный с сервоприводом блок управления, включающий в себя сумматор, и подкл ченные к соответствующим его входам дифференцирующее звено, ограничивающий и основной корректирующий филь ры, датчик абсолютного ускорения ос нования сиденья, соединенный, с корректирующим фильтром, и датчик обратной связи по относительному перемещению штока исполнительного механизма, соединенный с одним из вхо дов сумматора 2. Недостатком его является наличие в блоке управления дифференцирующих звеньев, способствующих появлению в сигнале управления постоянных и низкочастотных составляющих, вследствие чего шток исполнительного механизма может сместиться до упо ров и, следовательно, резко снизить эффективность виброзащиты. Наиболее существенным недостатком известного устройства является то, что шток ис полнительного механизма непосредственно связан с виброизолируемым сиденьем и для эффективной виброзащиты в частотном диапазоне дорожных воз,мущений ,0,5-25 Гц необходим дорогостоящий, энергоемкий быстродействующий привод. Цель изобретения - расширение диапазона виброзащиты. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления системы виброзащиты сиденья транспортного средства, содержащем исполнительный механизм с штоком и сервоприводом, упругий элемент, установленный между сиденьем и штоком исполнительного механизма, связанный с сервоприводом блок управления, включающий в себя сумматор, и подключенные к соответствующим его входам дифференцирующее звено, ограничивающий и основной корректирующий фильтры, датчик абсолютного ускорения основания сиденья, соединенный с корректирующим фильтром, и датчик обратной связи по относительному перемещению штока исполнительного механизма, соединенный с одним из входов сумматора, блок управления снабжен дополнительным корректирующим фильтром, через который сумматор соединен с входом сервопривода, и интегрирующими з веньями, подключенными к двум другим входам сумматора, при этом на упругом элементе смонтирован датчик деформации,, выход которого соединен с входом упомянутого дифференцирующего звена, а на сиденьи установлен датчик абсолютного ускорения подушки сиденья, подключенный своим выходом к входам указанного ограничивающего фильтра и одного из интегрирующих звеньев, к другому из которых подключен выход упомянутого датчика абсолютного ускорения основания сиденья. На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство . Устройство содержит основание сиденья 1, гидравлический исролниельный механизм 2, шток 3 с поршнем, пассивный упругий элемент k, изолируемое сиденье 5, датчик 6 абсо/иотного ускорения основания сиденья, датчик 7 абсолютного ускорения сиденья, датчик 8 деформации упругого элемента, датчик 9 обратной связи по относительному перемещению штока, фильтр 10 высоких частот, усилитель 11с сумматором, дифференцирущее

звено 12, звенья 13 приближенного интегрирования, корректирующий фильтр 1, сервопривод 15. Совокупность элементов 10-1А образует блок 16 управления.

На чертеже обозначено: перемещение основания сиденья; Zyj- перемещение штока исполнительного механизма; Z - перемещение сиденья.

Устройство работает следующим образом.

При возмущении от дороги основание сиденья 1 передает колебания через исполнительный механизм 2 со штоком 3 и упругий элемент Ц на виброизолируемое сиденье 5. Сигналы датчиков 6 и 7 ускорений поступают через ограничивающий фильтр 10 высоких частот на усилитель 11. На усилитель 11 поступают и сигналы датчика 9 обратной связи, датчика 8 деформации упругого элемента и сигналы с выхода дифференцирующего звена 12, сигналы с выходов интегрирующих звеньев 13. Усиленные сигналы поступают через корректирующий фильтр 1А на сервопривод 15. который обеспечивает перемещение штока исполнительного механизма согласно поступившему сигналу. Датчик 9 обратной связи обеспечивает пропорциональность между перемещением штока и величиной сигнала управления. Датчик 8 деформации упругого элемента обеспечивает эффективную виброзаЩиту на частоте резонанса упругого элемента, не вызывая автоколебаний. Фильтр 10 высоких частот обеспечивает разделение сигналов управления по перемещению штока и датчика деформации .упругого Элемента в области низких частот и обеспечивает увеличение коэффициента усиления в области собственной частоты упругого

. элемента. Корректирующий фильтр И состоит из трех частей: блока чистого запаздывания, фильтра-пробки и высокочастотного Запаздывающего филы ра. Задачей фильтра-пробки является

O ослабление коэффициента усиления и . обеспечение устойчивости на частотах, лежащих выше собственной частоты упругого элемента. Высокочастотный запаздывающий фильтр ослабляет сигнал управления на собственных

5 частотах сервопривода и датчиков. Для обеспечения достаточного демпфирования и устойчивости системы на,- частотах сервопривода сигналы датчиков 6 и 7 ускорений интегрируют0ся звеньями 13. Знак коэффициента усиления корректирующего фильтра и параметры блока чистого запаздывания выбирают из условий движения или при установке устройства на различ5) ные типы транспортных средств.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить эффективную виброзащиту сиденья транспортного средства или иного объек0та в широком диапазоне возмущающих воздействий. Снижение уровня виброускорений на сиденьи водителя транспортного средства пoзвoлиt увеличить .производительность и улучшить

5 условия труда водителя за счет повышения средних скоростей движения пу тем расширения диапазона допустимого влияния на водителя гвозмущающего воздействия неровностей опорной поверхности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ СИДЕНЬЯ ТРАНСПОРТНОГО |;РЕДСТВА, содержащее исполнительный механизм с штоком и сервоприводом, упругий элемент, установленный между сиденьем и штоком исполнительного механизма, связанный с сервоприводом блок управления, включающий в себя сумматор, и подключенные к соответствующим его входам дифференцирующее звено, ог;раничивающий и основной корректирующий фильтры, датчик абсолютного ускорения основания сиденья, соединенный с корректирующим фильтром, и датчик обратной связи по относительному перемещению штока исполнительного механизма, соединенный с одним из входов сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона виброзащиты, блок управления снабжен дополнительг ным корректирующим фильтром, через который сумматор соединен с входом сервопривода, и интегрирующими звеньями, подключенными к двум другим входам сумматора, при этом на упругом элементе смонтирован датчик деформации, выход которого соединен с входом упомянутого дифференцирующего звена, а на сиденьи установлен датчик абсолютного ускорения подушки сиденья, подключенный своим выходом к входам указанного.ограничивающего фильтра и одного из интегрирующих звеньев, к другому из коО О |Торых подключен выход упомянутого датчика абсолютного ускорения осно:л :л ;вания сиденья. .(Sk о