Рулевое управление транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B62D5/04 

u

СЛ

00

CO

Изобретение относится к рулевым управлениям колесных транспортных средств и может применяться в автомобилях повышенной проходимости,работающих, преимущественно, в маневровом режиме, а также в спортивных автомобилях типа багги

Цель изобретения - повышение безопасности движения транспортного средства с повышенными скоростями движения

На чертеже изображена функциональная схема рулевого управления„

Вал между рулевым колесом 1 и ру- левым механизмом 2 связан с датчиком крутящего момента 3 и серводвигателем 4„ Датчик 3 представляет собой упругий элемент с наклеенными на него тензосопротивлениями, воспринимающим нагрузку с рулевого колеса 1 и преобразующим ее в электрические сигналы, прямо пропорциональные усилию, ксггр- рое затрачивает водитель на поворот управляемых колес„

Выход датчика крутящего момента 3 соединен с усилителем 5 мощности. Усилитель 5 мощности подключен к серводвигателю 4 через коммутатор 6«Управляющий вход последнего является выходом компаратора 7„ Первый вход компаратора 7 соединен с выходом сум-1- матора 8, а второй вход - с источником 9 порогового напряжения компаратора. Первый вход сумматора 8 соеди- нен с источником 10 опорного напряжения, а второй вход - через ограничитель 11 с датчиком 12 скорости движения автомобиля

питания серводвигатевается следующей фор

и

(j км ПРИ УСУММ Unop

при U

су««

и

(

DCp

- коэффициент пропорциональности;- напряжение датчика крутящего

момента 3;50

- напряжение на выходе сумма

тора 8;

- пороговое напряжение компаратора, обеспечиваемое

источником 9.

Напряжение U

cvwm

на выходе сумматора 8 описьюается формулой

где Vопорн °п°Рн°е напряжение источника 10;

V - сигнал на выходе ограничителя 1 I .

Ограничитель 11 является односторонним ограничителем входных сигналов по минимуму, поэтому его выходной сигнал Уд связан с сигналом V датчика 12 скорости движения автомобиля следующим соотношением:

(V« IVMMH

ПРИ Vq Ч„„„ ПРИ V« мин

(3)

15 2025

30„. 40

45

где V - напряжение нижнего порога

Т

пропускания ограничителя

И о

Соотношение между сигналами выражается следующим неравенством:

0 VMUH Vnop « Vonopl)

При Uc;,MM U nop на выходе компаратора 7 уровень напряжения соответствует логическому нулю, при сумм 7 и пор уровень напряжения соответствует логической единице Коммутатор представляет собой стандартное релейное переключающее устройство, которое по команде внешнего управляющего сигнала находится в проводящем или непроводящем состоянии.

Рулевое управление работает следующим образом. I

При движении автомобиля со сравнительно невысокими скоростями движения V , т.е. в маневровом режиме,имеем, что выходное напряжение сумматора Чсумлл больше по величине, чем пороговое напряжение Un)f „ Поэтому дискретный сигнал с компаратора 7, соответствующий логической единице,поддерживает коммутатор 6 открытым в це- пи датчик крутящего момента 3 - усилитель мощности 5 - серводвигатель 4, благодаря чему на серводвигателе 4 имеем напряжение

Unwr - К и„км с«ра

(4)

и он работает в режиме усиления, значительно снижая требуемый крутящий момент на рулевом колесе„

Описанная ситуация имеет место до тех пор, пока скорость движения автомобиля не достигнет такой величины, при которой UcyMlv% станет равной или меньшей Unop ,т.е. когда

Изобретение может применяться в автомобилях повышенной проходимости, работающих преимущественно в маневровом режиме, а также в спортивных автомобилях типа "багги". Цель изобретения - повышение безопасности движения транспортного средства с повышенными скоростями движения. Рулевое управление обладает заведомо пониженным угловым передаточным числом рулевого механизма и содержит датчик 3 крутящего момента, усилитель 5 мощности, серводвигатель 4, коммутатор 6, компаратор 7, сумматор 8, источник порогового напряжения компаратора, источник опорного напряжения, ограничитель и датчик 12 скорости движения автомобиля. Новым является то, что серводвигатель 4 на малых скоростях движения автомобиля работает в усилительном режиме, благодаря чему обеспечивается необходимая легкость поворота рулевого колеса, а на больших скоростях - в режиме динамического демпфера, чем обеспечивается стабилизация управляемых колес по скорости действия возмущающих сил. 1 ил.

V

опорн

- V,

« 5

(2)

VOflOfH

- Vq 6 U пор i

(5)

515

а это соответствует транспортному режиму движения автомобиля, на выходе компаратора 7 имеем величину напряжения, соответствующую логическому нулю, что позволяет коммутатору прервать электрическую цепь датчик крутящего момента 3 - усилитель мощности 5 - серводвигатель 4 и замкнуть входы обмотки ротора серводвигателя 4 между собой о

Таким образом, во всех случаях движения, которые удовлетворяют условию (5), рулевое колесо 1 кроме момента сопротивления повороту уп- равляемых колес нагружено дополнительным тормозным моментом, величина которого пропорциональна скорости вращения рулевого колеса

3о( рк

мзм - к, -гр(6)

- коэффициент пропорциональ

ности,

скорость поворота рулевого

колеса.

I

Момент М ЭДд возникает в серводвигателе 4 из-за того, что входы обмотки его ротора замкнуты между собой накоротко или через шунты в ней возникает противоЭДС, препятствующая вращению ротора. Момент МЭЛА является динамическим и позволяет стабилизировать управляемые колеса автомобиля по скорости действия возникающих сил со стороны дороги или по скорости вращения рулевого колеса, что повышает безопасность движения

При движении автомобиля задним ходом серводвигатель 4 работает в режиме усиления и напряжение на нем

Составитель В.Ионова Редактор МсНедолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 187

Тираж 439

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

156

описывается формулой ( 4 ) ввиду того,

что напряжение сумматора

иг

ОПорИ мин

Jcyw/« всегда больше порогового напряже(7)

ния U

ilO|J

Q

15

20

25

30

35

40

Формула изобретения

а выход - с одним из входов сумматора.

Подписное