Устройство для управления тормозами колесного транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60T8/00 

О5 00

25 Изобретение относится к тормозным ,асистемам. используемым преимущественно для противоблокировочного управления тормозами колосного транспортного средства. По основному авт. св. № 1017550 известно устройство, содержащее генератор эталонной частоты, два счетчика импульсов, блок сравнения, три1тер, три элемента И, последовательно соединенные формирователь импульсов и умножитель частоты, выход которого соединен с первыми входами fiepHoro н второго элементов И, причем второй вход нервого элемента И подключен к первому выходу триггера и к первому Е;ходу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты и с вторым входом второго элемента И, один и другой входы блока сравнения подключены ссютветственно к вьходам первого и второго счетчиков импульсов. Устройство содержит также две линии задержки, две управляющих шины, три элемента ИЛИ. три дополнительных элемента И и два дополнительных триггера, причем выход второго элемента И соединен с первым входом первого дополнительного триггера и, кроме того, через первую линию задержки - со счёт ным входом основного триггера, второй вьь ход которого через первый элемент ИЛИ соединен с третьим входом блока сравнения, первый выход первого дополнительного триг гера соединен с первыми входами первого и второго дополнительных элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому входу первого (основного элемента И н второму входу третьего основного элемента И, а выходы последних через соответствую цие второй и третий элементы ИЛИ соединены с первым и вторым счегчиками импульсов, первый выход основного триггера подк.почен через последовательно соединенные вторую линию задержки к третий дополнительный элемент И к второму входу первого дополнительного триггера, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ. выходы первого и второго дополнительных э;1емектов И соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ. выход блока сравнения соединен с первой управляющей ишной и с первым входом второго дополнительного триггера, второй, вход которого соединен с второй управляющей шиной, а его выход соединен с третьим входом второго основного элемента И и с вторым входом третьего дополнительного элемента И ij. Недостатками этого устройства являются низкое качество регулирования тормозного момента и снижение тормозной эффектнвности в реальных дорожных условиях. Известное устройство не снижает опасность блокирования колес при изменении многочисленных факторов, определяющих коэффициент сцепления колеса с дорогой, так как частота импульсов, вырабатываемых генератором эталонной частоты, постоянна и не учитывает реальные условия эксплуатации. Кроме того, отсутствие перестройки частоты генератора приводит к снижению тормозной эффективности, напри.мер, при улучшении сцепны.х свойств колеса и дорожного покрытия. В некоторых случаях, например при йортовой неравномерности коэффициентов сцепления, транспортное средство может потерять управляемость. Цель изобретения -- повышение качества регулирования и эффективности торможения в реальных условиях эксплуатации за счет сравнения истинной скорости автотранспортного средства со скоростью, определяемой формирователем входных импульсов, связа1тым с колесом автомобиля, и дальнейшей коррекцией частоты импульсов генератора этало1 ной частоты. Указанная цель достигается тем, что устройство для управления тормозами колесного транспортного средства снабжено управляемым делителем частоты, последовательно соединснными датчиком скорости и вторым блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход соединен с вторым входом второго основного элемента И, причем первый вход второго блока сравнения соеди 1ен с выходом умнох ите 1Я частоты. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; tia фиг. 2 --- време ц ые диаграммы. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, умножитель 2 частоты, генератор 3 эталонной частоты, управляемый делитель 4 частоты, датчик 5 скорости, второй основной элемент И 6, второй дополнительный триггер 7. второй блок 8 сравнения, первую линию задержки 9, вторую управляющую шину |0, основной триггер 11, вторую линию задержки 12, третий дополнительный элемент И 3, первый дополнительный триггер И, первый дополнительный элемент И 5, первьзй осповной элемент И 16, третий основной элемент И 17, второй дополнительный элемент И 18, третий элемент ИЛИ 19, первый элемент ИЛИ 20, второй элемент ИЛИ 21, первый счетчик импульсов 22, первый блок 23 сравнения, второй счетчик импульсов 24 и управляющую шину 25. Выход формирователя 1 импульсов пол ключен к входу умножителя 2 частоты, выход KOTOpoio соединен с первыми входами второго основного элемента И 6, второго блока 8 сравнения, первого основного элемента И б и с вюрым входом первого дополнительного элемента И 15. Выход генератора 3 эталонной частоты соединен со счетным входом управляемого дeлитeJlя 4 частоты, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего основных элементов И 6, И 17 и к второму входу второго дополнительного элемента И 18, а управляющий вход - с выходом второго блока 8 сравнения. Причем второй вход второго блока 8 сравнения соединен с выходом датчика 5 скорости автотранспортного средства. Третий вход второго основного элемента И 6 соединен с инверсным выходом второго дополнительного триггера 7 и с вторым входом третьего элемента И 13. Единичный вход второго дополнительного триггера 7 соединен с выходом первого блока 23 сравнения и первой управляющей шиной 25. а нулевой вход этого же триггера - со второй управляющей шиной 10. Выход второго основного элемента И 6 соединен с входом первой линии задержки 9 и нулевым входом первого дополнительного триггера 44, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго дополнительных элементов И 15, И 18, а обратный выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ 20, первый вход которого подключен к обратному выходу основного триггера 11. Выход первой линии задержки 9 соединен со счетным входом основного триггера И, прямой выход которого подключен к входу второй линии задержки 12, к второму входу первого основного Э1лемента И 16 и к первому входу третьего основного элемента И 17. Выход второй линии задержки 12 соединен с первым входом третьего дополнительного элемента И 13, выход которого подключен к единичному (второму) входу первого дополнительного триггера 14. Выходы первого дополнительного элемента И 15 и первого основного элемента И 15 соединены соответственно с вторым и первым входами третьего элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к входу первого счетчика 22 импульсов. Выходы третьего основного элемента И 17 и второго дополнительного элемента И 18 соединены соответственно е первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 21, выход которого подключен к входу счетчика 24 импульсов. Первый и второй входы первого блока 23 сравнения соединены с-выходами соответственно первого и второго счетчиков 22 и 24 импульсов, а третий вход - с выходом первого элемента ИЛИ 20,

Устройство для управления тормозами колесного транспортного средства работает следующим образом.

В начальный момент времени, соответствующий моменту начала торможения, второй дополнительный триггер 7 установлен по второй управляюп1ей щи не 10, связанной, например, с тормозной педалью, в. состояние логического «О, при этом на инверсном выходе второго дополнительного триггера 7 уровень сигнала будет соответствовать логической «1.

В процессе торможения входные импульсы, поступающие из формирователя 1 входных импульсов, связанного с колесом транспортного средства, проходят через умножитель 2 частоты на первый вход второго основного элемента И 6 и на первый вход второго блока 8 сравнения. Датчик 5 скорости, реагируя на величину действительной линейной скорости транспортного средства, формирует на втором входе второго блока 8 сравнения сигнал, который сравнивается с сигналом, определяющим угловую скорость колеса. На выходе второго блока 8 сравнения вырабатывается сигнал рассогласования, который в соответствие с реальными

условиями торможения изменяет кёэффициент деления управляемого делителя 4 частоты, на счетный вход которого поступают импульсы с генератора 3 эталонной часЧоты. Частота импульсов генератора 3 ЭтаQ лонной частоты выбирается максимальной н близкой частоте импульсов с выхода умножителя 2 частоты при максимально достижимом коэффициенте сцепления колеса с дорогой для данного транспортного средства. В этом случае сигнал рассогласования на

выходе второго блока 8 сравнения равен «О, а коэффициент деления управляемого делителя 4 частоты - «I. Частота импульсов на вы.ходе управляемого делителя 4 частоты максимальна и равна частоте импульсов

Q генератора 3 эталонной частоты.

При ухудшении сцепных свойств колеса с дорогой выходной сигнал рассогласования второго блока 8 сравнения увеличивает коэффициент деления управляемого делителя 4 частоты. В результате частота импуль5 сов на его выходе уменьшается в соответствии с реальными условиями торможения (увеличение коэффициента скольжения) и используется п дальнейшем лля сравнения с частотой выходных импульсов формирователя 1 частоты. Пройдя через управляе мый делитель 4 частоты, импульсы, частота которых близка частоте импульсов с выхода умножителя 2 частоты, когда колесо находится на грани б,1окирования, поступают одновременно на второй вход второго основно5 го элемента И 6.

При совпадении входного импульса с импульсом эталонной частоты (фиг. 2) на выходе второго основного элемента И 6 появится импульс, который устанавливает первый дополнительный триггер 14 в состояние

0 логического «О на прямом выходе и задержанный первой линией задержки 9(последняя необходима для устранения гонок триг-. геров, время задержки порядка нескольких миллисекунд выбирается из расчета, что частота входных импульсов не больше сотни

5 килогерц) перебрасывает основной триггер 11 в противоположное состояние. Начальное состояние основного триггера 11 может быть любым и не влияет на функционирование устройства (для определенности принимается, что на прямом выходе основного триггера 1 до прихода входного импульса было состояние логического «О), Сигнал логической «I с прямого выхода основного триггера I разрешает прохождение импульсов эталонной частоты во второй счетчик 24 импульсов через последовательно соединенные третий основной элемент И 17 и второй элемент ИЛИ 21 и входных импульсов в первый счетчик 22 импульсов через последовательно соединенные первый основной элемент И 16 и третий элемент ИЛИ 19. В момент следующего совпадения входного импульса с импульсом эталонной частоты состояние первого дополнительного триггера 14 вновь подтверждается (на прямом выходе - логический «О, а на обратном - логическая «), а основной триггер 11 с вышеупомянутой задержкой перебрасывается по счетному входу в исходное состояние. Сигнал логического «О с прямого выхода основного триггера 11 запрещает прохождение импульсов через логические элементы И 16, И 17 в соответствующие счетчики 22 и 24 импульсов. В результате этого в счетчиках 22 и 24 импульсов зафиксируются соответственно коды М и N (фиг. 2).

Кроме того, продифференцированный (схема дифференцирования на чертеже не показана) сигнал логического «О с прямого выхода основного триггера 11, пройдя через последовательно соединенные вторую линию задержки 12 (время задержки в линии больше суммарного времени переходных процессов в элементах и времени, необходимого на операцию сравнения, но меньше самого минимального периода следования входных импульсов) и открытый третий дополнительный элемент И 13 (в исходном состоянии сигнал логической «i с инверсного выхода второго дополнительного триггера 7 приложен к второму входу третьего дополнительного элемента И 13) поступает на единичный вход первого дополнительного триггера 14.

В первом блоке 23 сравнения по сигналу логической «1 с инверсного выхода основного триггера 11, поступающего чере.з первый элемент ИЛИ 20, производится сравнение кодов М и N, зафиксированных в счетчиках 22 и 24 импульсов, и обнуление последних.

При значениях кодов выходной сигнал с первого блока сравнения поступает на един1 чиый вход второго дополнительного триггера 7 и переключает его в противоположное состояние. В результате сигнал логического «О с инверсного выхода второго дополнительного триггера 7 закрывает логические элементы И 6 и И 13 (последний НС пропускает продифференцированный импульс основного триггера 11 на единичный

вход первого дополнительного триггера 14). Кроме того, выходной сигнал с первого блока 23 сравнения осуществляет выключение тормоза колесного транспортного средства по первой управляющей шине 25 на время длительности импульса на растормаживание t. Продолжитель Ность t рекомендуют выбирать такой, чтобы повторное затормаживание наступало после полного разблокирования колееа. В противном случае возможно полное блокирование колеса и противоблокировочное устройство не дает нужного эффекта. Импульс, сформированный по окончании времени на растормаживание tt , поступает по второй управляющей шине 10 на нулевой вход второго дополнительного триггера 7 и перебрасывает его,в противоположное состояние. Сигнал логической «1 с инверсного выхода второго дополнительного триггера 7 открывает логические элементы И 6 и И 13, разрешая прохождение импульсов эталонной и входной частоты. Процесс сравнения частоты импульсов и последующего управления тормозами колесного транспортного средства повторяется.

При сигнал логической ; с прямого выхода первого дополнительного триггера 14 разрешает прохождение импульсов эталонной частоты во второй счетчик 24 импульсов через последовательно соединенные логические элементы И 18 и ИЛИ 21 и входных импульсов в первый счетчик - импульсов через последовательно соединенные логические элементы И 15 и ИЛИ 19.

В момент следующего совпадения входного импульса с импульсом эталонной частоты первый дополнительный триггер 14 перебрасывается в исходное состояние и сигналом логического «О с прямого выхода запрещает прохождение импульсов через логические элементы И 15 и И 18 в соответствующие счетчики 22 и 24 импульсов. В результате этого в счетчиках 22 и 24 импульсов зафиксируются новые коды М и N.

В первом блоке 23 сравнения по сигналу логической «1 с обратного выхода первого дополнительного триггера 14, поступающего через первый элемент ИЛИ 20, производится сравнение новых кодов М и N, зафиксированных в счетчиках 22 и 24 импульсов, и обнуление последних.

При значениях кодов M.N на выходе первого блока 23 сравнения выходной сигнал не формируется, выключение тормоза не производится и выщеописанный процесс повторяется.

В устройство введен контур обратной связи, осуществляющий адаптацию его в реальных дорожных устовиях.

Технико-экономический эффект от исяоль зевания изобретения выражается в повышении качества регулирования тормозного момента, и то|)мозной эффективности в реальных условиях эксплуатации.

6)

6)

2j 3)

el J

(put. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗА/МИ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по аат. св. № 1017550, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования и эффективности торможения в реальных условиях эксплуатации за счет коррекции частоты эталонного генератора, оно снабжено управляемым делителем частоты, последовательно соединенными датчиком скорости и вторым блоком сравнения, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход соединен с вторым входом второго основного элемента И, причем первый вход второго блока сравнения соединен с выходом умножителя частоты.