Управляющее устройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля Советский патент 1983 года по МПК B60T8/00 

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к устройствам, управляющим тормозной системой автомобиля. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является управляющее устройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля, содержащее датчик скорости колеса, подключенный через дифференциатор к одному входу блока сравнения, к другому входу которого подключен выход регулируемого блока формирования порогового напряжения,и электромагнитный клапан, подключенный к выходу блока сравнения 1. Названное устройство имеет блок формирования порогового напряжения, который формирует противоблокировочный сигнал с запаздыванием для устранения опасности недостаточного торможения. Однако на участках дороги со скользким покрытием запаздывание противоблокировочного сигнала приводит к блокировке колес, юзу и неуправляемому заносу, что очень опасно. Кроме того, блок формирования порогового напряжения учитывает значения только выполненных торможений, и на основании это го устанавлива1ет средний порог динамики торможения автомобиля, однако динамика возможных торможений может сильно отличаться от среднего значения и превыщать этот порог, например, прн экстренных торможениях на сухих участках, и т.д., но противоблокировочный сигнал не позволяет получить возможное на этих участках максимальное замедление, что ограничивает возможности применения данного устройства. Существенным недостатком устройства является также отсутствие информации об условиях торможения конкретно для данного местоположения автомобиля на дороге с м. rTODT/ R j rSijncTUon sr4/ T-C r frid том реальных условий сцбпления колес с дорогой, что приводит к ощибкам в работе . противоблокировочной системы, особенно на дорогах с чередующимися участками, которые имеют различные коэффициенты сцепления колес с дорогой. Целью изобретения является повыщение эффективности торможения. Поставленная цель достигается тем, что управляющее устройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля, содержащее датчик скорости колеса, подключенный через дифференциатор к одному входу блока сравнения.к другому входу которого подключен выход регулируемого блока формирования порогового напряжения, и электромагнитный клапан, подключенный к выходу блока сравнения, снабжено датчиком коэффициента сцепления колес с дорогой, подключенным к входу блока формирования порогового напряжения. Регулируемый блок формирования порогового напряжения представляет собой входной делитель, подключенный к инвертирующему входу дифференциального усилителя постоянного тока, к неинвертирующему входу которого подключена цепь температурной коррекции и цепь положительной обрат-, ной связи по току, причем к инвертирующему входу усилителя подключена цепь отрицательной обратной связи по напряже нию, а датчик коэффициента сцепления вы,полнен в виде токопроводящих пластин, установленных перед передними колесами автомобиля и подключенных к входному делителю. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство состоит из датчика 1 скорости колеса, подключенного через дифференциатор 2 к первому входу блока 3 сравнения, выход которого связан с электромагнитным клапаном 4 противоблокировочной тормозной системы автомобиля. Ко второму входу блока 3 сравнения подключен выход регулируемого блока 5 формирования порогового напряжения. Блок 5 формирования порогового напряжения состоит из ограничивающего ток сопротивления 6, которое подключено между кромкой -Ь12 В источника тока и датчиками коэффициента сцепления колес с дорогой. Датчики представляют собой эластичные пластины 7 и 8 из токопроводящего материала, например токопроводящей резины, установленные через изоляторы на бампере автомобиля перед передними колесами таким образом, что нижние концы пластин свободно скользят по дорожному покрытию. За пластинами 7 и 8 датчиков на некотором расстоянии, например 20-30 см,установлены пластины 9 и ю датчиков, которые также изолированы .- . от корпуса автомобиля и свободно скользят по дорожному покрытию. Пластина 7 установлена перед передним левым колесом, а за ней на расстоянии 20-30 см установле„„на пластина 9; пластина 8 установлена передг а за ней на расним правым колесом, ° стоянии 20-30 см установлена пластина 10. Таким образом, указанные датчики являются эластичными электродами для измерения сопротивления дорожного покрытия перед передними колесами. Пластины 9 и 10 через тумблер 11 подключены к интегрирующей емкости 12, выходному делителю, выполненному на потенциометре 13 и терморезисторе 14, и к инвертирующему входу дифференциального усилителя 15 постоянного тока (УПТ). К инвертирующему входу УПТ 15 также подключена цепь отрицательной обратной связи по напряжению, выполненная на потенциометрах 16 и 17. К неинвертирующему входу УПТ 15 подключена цепь температурной коррекции, выполненная на потенциометре 18, терморезисторе 19, и цепь положительной обратной связи по току, .выполненная на потенциометре 20 и резисторе 21. Устройство работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный скорости колеса с датчика 1 поступает на дифференциатор 2, которйй вырабатывает сигнал пропорционально величине замедления или ускорени : колеса в текущий момент времени. Этот сигнал в виде уровня напряжения поступает в блок сравнения 3, который вы дает противоблокировочный сигнал яа электромагнитный клапан 4 лишь в том случае, когда уровень сигнала замедления или ускорения колеса с дифференциатора 2 превыщает уровень порогового напряжения, выдаваемого блоком 5 формирования порогового напряжения. Величина порога, формируемого блоком 5, автоматически изменяется в зависимости от проводимости дорожного покрытия в зоне пластин 7,8, 9 и 10 перед колесами автомобиля. Проводимость дорожного покрытия главным, образом зависит от наличия осадков и от температуры окружающей среды, в результате которой покрытие остается влажным или покрывается льдом. На коэффициент сцепления колес с дорогой также, прежде всего, влияют осадки и образующийся при данных температуpax поверхностный слой. Поэтому коэффициент сцепления колес с дорогой приведен в соответствие с проводимостью участков дорожного покрцтия, перед которыми находятся колеса в текущий момент времени. При движении автомобиля по скользким участкам дороги сопротивление между пла стинами 7,8 и .9,10 датчиков уменьщается, поэтому через включенный тумблер И ин- 3 тегрирующая емкость 12 заряжается до уроння напряжения пропорционально протяженности опасного участка. Величина ограничивающего зарядный ток сопротивления 6 и величина емкости 12 выбираются из условий, чтобы при максимальной скорости движения, например, 90 км/ч, блок 5 формирования порогового напряжения успевал реагировать на скользкие участки длиной 20 30 см и более, так ка скользкие участки менее 30 см незначительно влияют на динамику торможения. Напряжение с емкости 12 через входной, делитель (13 и 14) где потенциометр 13 служит для установки нужной чувствительности устройства, а терморезистор 14 служит для коррекции уровня напряжения при температурах ниже , подается на инвертирующий вход УПТ 15, что приводит к прогюрциональному уменьщению тока на выходу УПТ 15, протекающему через резистор 21, потенциометр 20 и терморезистор 19. Уменьшение тока выхода УПТ 15 приводит к уменьшению уровня порогового напряжения, выдаваемого в блок сравнения 3. Корректирующее воздействие терморезистора 14 заключается в том, что при температуре от О до -5°С интенсивно возрастает его сопротивление, что приводит к увеличению напряжения на нем и на инвертирующем входе УПТ 15, а отсюда - к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в блок сравнения 3. При движении автомобиля по сухой дороге, когда на ее покрытии отсутствуют токопроводящие участки, сопротивление между пластинами 7, 8 и 9, 10 датчиков значительно возрастает, поэтому заряд на интегрирующей емкости 12 отсутствует и на инвертирующий вход УПТ 15 напряжение не поступает. На неинвертирующий вход УПТ 15 постоянно действует положительный уровень формируемый делителем 18 и 19, где потенциометр 18 служит для установки необхоДИМОЙ чувствительности устройства, а терморезистор 19 служит для коррекции уроння напряжения при температурах выше 30°С. Величина этого уровня в диапазоне температур от О до +30°,С вызывает на выходе УПТ 15 ток, достаточный для вьщачи на вход блока сравнения 3 максимального уровня порогового напряжения. Корректирующее воздействие терморезистора 19 заключается в том,что при температуре выше +30°С интенсивно уменьшается его сопротивление, что приводит к снижению напряжения неинвертирующем входе УПТ 55, а отсюда - к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в, блок сравнения 3. УПТ 15 по инвертирующему входу охвачен отрицательной обратной свйзью по напряжению (ООС), которая выполнена на потенциометрах 16 и 17, включенных последовательно, и которая служит для коррекции порогового напряжения, выдаваемого в блок сравнения 3 с учетом внутренних факторов, например массы перевозимого груза, износа протектора щин, т. д., влияющих на динамику торможения автомобиля. По тенциометр 16 имеет экспериментально проградуированную шкалу вединицах перевозимого груза, а потенциометр 17 - в миллиметрах глубины протектора. Коррекция потенциометра 16 перед рейсом на больший груз или коррекция потенциометра 17 на меньшую,глубину протектора уменьшает величину сопротивления цепи ООС, что приводит к уменьшению тока на выходе УНТ 15 и к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в блок сравнения 3. Поскольку уровень безопасной динамики торможения зависит не только от указанных внутренних факторов, но и от технического состояния ходовой части, тормозов, углов установки колес и т.д., что принято называть общим техническим состоянием автомобиля, то учитывается возможность коррекции этого параметра в цепи положительной обратной связи (ПОС) по току, выполненной на резисторе 21 и потенциометре 20. Пропорционально изношенности транспортного средства значение потенциометра 20 увеличивают, что.приводит к уменьшению тока выхода УПТ 15 и к уменьшению порогового напряжения возможного торлюжения, выдаваемого в блок сравнения 3. Таким образом, с блока 5 формирования порогового напряжения на блок сравнения 3 поступает уровень рекомендуемой динамики торможения автомобиля с учетом основных внешних и внутренних факторов, вводи МЬ1Х в блок 5 автоматически с пластины 7 8 и 9, 10 и с терморезисторов 14 и 19, и вручную с потенциометров 16, 17, 20. На другой вход блока сравнения 3 поступает уровень достигнутой динамики торможения автомобиля с дифференциатора 2 от датчика I скорости колеса. Если уровень динамики с датчика 1 становится равен или более уровнярекомендуемой динамики с бло ка 5, то с выхода блока сравнения 3 выдается сигнал, приводяш,ий в действие электромагнитный клапан 4 противоблокировочной системы, который прекращает .нараста. ние усилия в тормозах, тем самым предотвращая блокировку колес, юз и неуправляемый занос.

При отключении тумблера 11 водитель может перевести устройство с режима ав томатического изменения уровня порогового напряжения в зависимости от коэффициента сцепления колес с дорогой на режим

работы противоблокировочного устройства с постоянным уровнем порога в зависимости только от внутренних факторов, а при отключении питания +12 В все етройство отключается, например, при использовании вс дителем управляемого заноса в спортивных целях.

По сравнению с известными данное yciройство обеспечивает оптимальный режим динамики торможения автомобиля на различных дорогах с чередующимися участками, на которых коэффициенты сцепления колес с покрытием резко отличаются,что значительно повышает безопасность движения, сокращает сроки грузоперевозок, снижает утомляемость водителей.

1. УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНОЙ ТОРМОЗНОЙ СЙСТЕМБГ АВТОМОБИЛЯ, содержащее датчик скорости колеса, подклк ценный через дифференциатор к одному вхо ду Олока сравнения, к другому входу которого подключен выход регулируемого блока формирования порогового напряжения, и электромагнитный клапан, подключенный к выходу, блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, оно снабжено датчи,ком коэффициента сцепления колес с дорогой, подключенным к входу блока формирования порогового напряжения. 2. Устройство по п., 1, отличающееся тем, что регулируемый блок формирования порогового напряжения представляет собой входной делитель, подключенный к инвертирующему входу дифференциального усилителя постоянного тока, к неинвертирующему входу которого подключена цепь температурной коррекции и цепь положительной обратной связи по току, причем к инвертирующему входу- усилителя подключена цепь отрицательной обратной связи по напряжению, а датчик коэффициента сцепления вы полнен в виде токопроводящих пластин, ус|к SS тановленных перед передними колесами автомобиля и подключенных к входному дели(Л телю. ел 4 i( 05