Устройство для управления положением регулируемых шипов шины транспортного средства Советский патент 1990 года по МПК B60C11/16 

-Изобретение относится к транспортной технике, в частности к устройствам (системам) для предотвращения заноса (бокового скольжения) транс- портных средств, например автомобилей,л.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности путем повышения быстродействия .

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из электрической 1 и пневматической 2 частей. В свою очередь электрическая

часть 1 включает в себя генератор 3

стабилизированной-частоты, датчик 4 сцепных свойств дороги, дифференциальньш датчик 5 поперечного ускорения транспортного средства, арифметический блок 6, исполнительный орган 7 предназначенный для регулирования скоростного режима двигателя, и исполнительный орган 8, в качестве которого использован электромагнитный

золотник.

Датчик 4 сцепных свойств дороги включает две эластичные пластины 9 из из токопроводящей резины, установлен- ные одна за другой на определенном

0

5

40

45

50

55

расстоянии перед одним из передних колес таким образом, что их нижние концы свободно скользят по дороге, и аналого-цифровой преобразователь 10, входы которого подключены к эластичным пластинам 9.

Дифй)еренциальный датчик 5 поперечного ускорения транспортного средства содержит первичньш преобразователь 11 силы давления инерционной массы в электрический сигнал, причем в качестве инерционной массы исполь- зована жидкость,заключенная в трубку которая установлена в центре тяжести транспортного средства перпендикулярно его продольной оси, на торцах которой закреплены пьезоэлектрические элементы 12, мембраны 13 преобразователи 14 и 15 давление-частота, одни из входов которых подключены к пьезоэлектрическим элементам 12, а другие - к блокам 16 подстройки часто-ты, схему 17 вычитания, выполненную на D-триггере, каж- дай вход которой подключен к выходу соответствующего преобразователя 14 или 15 давление-частота.

Арифметический блок 6 устройства для предотвращения заноса транспортного средства содержит цифровой счетчик 18 импульсов сигналов дифференциального датчика 5 поперечного ускорения транспортного средства с де- пшфратором 19, подключенным к выходу счетчика 18, мультиплексор 20, сигнальные входы которого связаны с выходами дешифратора 19, а управляющие входы - с выходами аналого-цифрового преобразователя 10, цифровой счетчик 21 импульсов сигналов генератора 3 стабилизированной частоты с дешифратором 22, подключенным к выходу счетчика 21, выход дешифратора 22 соединен с входом синхронизации регистра 23, входом блока 24, формирующего сигнал сброса счетчиков в нулевое состояние, выход которого связан с входами асинхронного сброса на нуль обоих счетчиков 18 и 21 и входом блока 25, формирующего сигнал времени измерения в каждом цикле (стром- импульс), выход которого подключен к одним и.з входов ключевых схем (схе совпадения) 26 и 27, другие входы которых связаны между собой, входом асинхронной установки в нуль регистра 23 и переключателем 28, соединенным с педалью акселератора 29, который через-включатель 30 соединен с положительной клеммой источника питания. Третьи гходы каждой ключевой схемы 26 и 27 подключены соответственно к выходу дифференциального датчика 5 и выходу генератора 3 стабилизированной частоты, а выходы - к цифровым счетчикам соответственно 18 и 21. Выход регистра 23 через усилитель 31 мощности связан с исполнительным органом 7 для регулирования скоростного режима двигателя, а выход аналого-цифрового преобразователя 10, соответствующий коду гололеда, соединен с входом преобразователя 32 кода (дешифратора), прямой выход которого через усилитель 33 мощности и датчик 34, ограничивающий давление воздуха в шине 35 сверху, связан с обмоткой электромагнитного золотника 8, предназначенной для его перемещения в положение, соответствующее нагнетанию давления воздуха в шину 35, а инверсный выход дешифратора 32 через усилитель 36 мощности и датчик 37, ограничивающий давление воздуха в шине 35 снизу, связан с другой обмоткой электромагнитного золотника 8, предназначенной для его перемещения в положение, соответст10

00971

вующее стравливанию давления воздуха из шины 35,

Пневматическая часть 2 устройства для предотвращения заноса транспорт- ного средства состоит из шиноподкачи- вающего устройства 38 и шин 35 специальной конструкции.

1Чиноподкачивающее устройство содержит компрессор 39, воздушный баллон 40, манометр 41, электромагнитный золотник 8..

Шина состоит из покрышки 42 с про-. низьшающими ее шипами 43, упругой .г вставки 44 из пористой резины, прокладки 45 из прорезине нного корда и 46,

Принцип работы устройства заключается в подсчете числа импульсов, 20 пропорциональных текущей величине поперечного ускорения транспортного средства с учетом установленного с помощью датчика сцепных свойств дороги порогового значения (значения 25 уставки), за строго определенный интервал времени и записи информации в параллельный регистр, который вьщает соответствующие сигналы одному из своих исполнительных органов на регулирование подачи топлива в цилиндры двигателя, а также в распознании устройством дороги, покрытой гололедом, и выдаче в этом случае сигнала другому исполнительному органу - электромагнитному золотнику на ввод 35 в контакт с дорогой шипов шины. При этом текущая величина поперечного ускорения транспортного средства определяется дифференциальным датчиком 5.

Вначале рассмотрим работу устройства в случае дв5гжения транспортного средства по любой дороге, кроме гололеда .

При движении транспортного средства по дороге с определенными сцепными свойствами (заснеженная дорога, грунтовая дорога мокрая, грунтовая дорога сухая, асфальтобетон мокрьй, асфальтобетон сухой и т.п.) на выходе аналого-цифрового преобразователя 10 формируется опреленный код и мультиплексор 20 по указанному коду соединяет соответствующий выход дешифратора 19 с информационггым входом регистра 23, что соответствует изменению емкости счетчика 18 и, соотв.ет- cтвeн o, порогового значения (значения уставки) по поперечном ускоре30

40

45

50

55

ним транспортного средства для данной дороги.

в исходном положении, показанном на фиг, 1, включатель 30 соединен с корпусом транспортного средства, а переключатель 28 выключен и сигнал логического нуля запирает ключевые схемы (схемы совпадения) 26 и 27, а также устанавливает регистр 23 асинх- ронно в нуль. Исполнительный орган 7 обесточен и система тоши-шоподачи работает Е обычном порядке.

Переключив включатель 30 во включенное состояние при нажатой педали акселератора 29 дается разрешение на заполнение счетчиков 18 и 21, через ключевые схемы соответственно 26 и 27.

.Однако при прямолинейном движении Q транспортного средства сигнал на выходе регистра 23 равен нулю и исполнительный орган 7 остается в обесточенном состоянии, так как в трубке первичного преобразователя 11 дав- 25 ление жидкости на мембраны 13 и соответственно на пьезоэлементы 12 одина- ково, сигналы преобразователей 14 и 15 давление-чй.стрта электрических импульсов одинаковы по частоте и -jo ностньй сигнал на выходе схемы 17 вычитания равен нулю .

При входе автомобиля (транспортного средства) на участок дороги с криволинейной траекторией (в поворот) появляется центробежная сила и если кривизна или скорость, или и то, и другое одновременно растут, растет и величина поперечного ускорения. Вследствие этого давление жидкости в трубке первичного преобразователя 11 на мембраны и на соответствующие пьезозлементы 12 неодинаково и поэтому частота сигналов преобразователей 14 и 15 давление-частота также не- одинакова. В силу этого разность частот, получаема я на выходе схемы 17 вычитания этих сигналов, - есть величина,, пропорциональная текуп1;ему значению поперечного ускорения.

Счетчик 18 заполняется импульсами сигналов с дифференциального датчика 5 поперечного ускорения, импульсы ге- .нератора 3 стабилизированной частоты заполняют счетчик 21, при полном за- аолнении которого с помощью дешифратора 22 выдается импульс на блок 25 формирования временного интервала измерения, который закрывает ключе35

40

o

5

0

вые схемы 26 и 27, и на блок 24, формирующий с некоторой задержкой по времени импульс асинхронной установки счетчиков 18 и 21 в нулевое состояние, а также на вход синхронизации регистра 23, который записывает число, соответствующее величине сигнала на его информационном входе, которое формируется с помощью счетчика 18 с дешифратором 19 и мультиплексора 20.

Если счетчик 18 не заполнен, на. его выходе имеет место логический нуль, что соответствует движению транспортного средства по прямой или по кривой небольшого радиуса, когда величина центробежной силы незначительна и поперечное ускорение не достигает значения уставки. Если счетчик заполнен или переполнен, на его выходе имеет место логическая единица, что соответствует движению автомобиля (транспортного средства), когда величина его поперечного ускорения превышает значение уставки, которая записывается в регистр 23 на весь последующий цикл измерения и через усилитель мощности 31 воздействует на исполнительный орган 7, отсекающий топливоподачу в цилиндры двигателя. Скорость транспортного средст- в.а падает и соответственно уменьшается величина центробежной силы и поперечного ускорения. Если в следующем цикле на информационном D-входе регистра 23 также будет логическая единица, то сигнал с исполнительного органа 7 не снимается и так до тех пор, пока на D-входе регистра не будет иметь место логический нуль, который вырабатывается в счетчике 18 с дешифратором 19 тогда, когда число импульсов, соответствующее текущей величине поперечного ускорения, не заполняет счетчик 18 до предела его емкости. Система тогшивоподачи работает в обычном порядке.

При движении автомобиля на пороге по дороге с другими сцепными свойствами на выходе аналого-цифрового преобразователя 10 формируется код, соответствующий указанной дороге, и мультиплексор 20 по этому коду соединяет другой выход дешифратора 19 с информационным входом регистра 23, что приводит к из;-:енению порогового значения (значения уставки) по поперечному ускорению автомобиля.

Далее рассмотрим работу устройства для предотвращения заноса транспортного средства при движении последнего по дороге, покрытой гололедо

В указанном случае при въезде автомобиля (транспортного средства) на дорогу, покрытую гололедом, на одном из выходов аналого-цифрового преобразователя 10 датчика 4 сцепных свойст дороги формируется код, соответствующий гололеду, а на прямом выходе преобразователя 32 кода (дешифратора имеет место сигнал .1, который чере усилитель 33 мощности и датчик 34, ограничивающий давление воздуха в шине 35 сверху, запитьшает одну из обмоток электромагнитного золотника 8, который перемещается в положение, соответствующее соединению компрессо ра 39 через воздушный баллон 40 с камерой 46 шины 35, При этом давлени в шине повышается,, что приводит к сжатию упругой вставки 44 из пористой резины и вькоду шипов 43, Давле- ние в шине 35 повьш1ается до тех пор, пока датчик 34, ограничивающий давле- ние воздуха в шине сверху,не разомкнет цепь, питающую обмотку электро- .магнитного золотника 8, который воз- вращается в нейтральное положение. Прокладка 38 из прорезиненного корда предохраняет камеру 46 шины 35 от повреждения ее шипами 43.

При съезде транспортного средства

с дороги, покрытой гололедом, на прямом выходе преобразователя 32 кода (дешифратора) появляется О, в то время как на инверсном выходе преоб- разователя 32 кода (дешифратора) появляется сигнал 1, который через усилитель 36 мощности и датчик 37, ограничивающий давление воздуха в шине 35 Снизу, запитывает другую об- мотку электромагнитного золотника 8. Последний перемещается в положение, соответствующее стравливанию воздуха из камеры 46 и снижению давления в шине 35. При понижении давления воз- духа в камере 46 шипы 43 уходят внутрь шины под действием сипы упругости со стороны сжатой упругой вставки 44 из пористой, резины. Давление в шине 35 понижается до тех пор, пока датчик 37, ограничивающий давление воздуха в шине 35 снизу, не разомкнет цепь, питающую вторичную обмотку электромагнитного золотника

8, который возвращается в нейтрально положение.

Формула изобретения

Устройство для управления положением регулируемых шипов шины транспортного средства, содержащее распределитель с злектромагнитныг- управлением и выключатель, подключенный к электрической цепи, а также источник давления,.соединенный череэ распределитель с шиной, о т лич а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем повышения быстродействия, распределитель выполнен с двумя обмотками управления, а блок управле ия положением шипов снабжен генератором стабилизированно частоты, датчиком сцепных свойств дороги, дифференциальным датчиком поперечного ускорения транспортного средства, арифметическим блоком, включающим в себя цифровой счетчик импульсов сигналов дифференциального датчика поперечного ускорения транспортного средства с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, цифровой счетчик импульсов сигналов генератора стабилизированной частоты с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, выход дешифратора соединен с входом синхронизации регистра, входом блока сброса счетчиков в нулевое состояние, выход которого связан с входами асинхронного сброса на ноль обоих счетчиков, а также входом блока времени измерения, выход которого подключен к первым входам ключевых схем, вторые входы которых связаны между собой, входом асинхронной установки в О регистра и сочлененным с задающим органом регулирования двигателя переключателем, который через упомянутый выключатель соединен с положительной схемой источника питания, третьи входы каждой ключевой схемы подключены соответственно к выходу дифференциального датчика поперечного ускорения транспортного средства и выходу генератора стабилизированной частоты, а выходы - к соответствующим цифровым счетчикам, информационный вход регистра соединен с выходом мультиплексора, управляющие входы которого соединены с первым и вторым выходами датчика сцепП1600971:

ния связан с одной обмоткой управньпс СВОЙСТВ дороги, а сигнальные распределителя, а инверсный входы - с выходами Г ых ерГз Усилитель мощности и вто- чика импульсов сигналов дифференте- « датчик давления соединен с дру- ального датчика поперечного ускоре- 5 . бмоткой управления распредели- ния транспортного средства, а также причем исполнительный орган датчики давления, дешифратор, вход регуАирования скоростного режима которого соединен с третьим выходом даигателя связан через соответствую- датчика сцепных свойств дороги, пря- .„й усилитель мощности с вькодом мой вькод дешифратора через усили- ю J регистра, тель мощности и первый датчик давле- упомянуто

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к устройствам для предотвращения заноса транспортных средств, например автомобилей. Цель изобретения - повышение эффективности путем повышения быстродействия. Устройство для предотвращения заноса транспортного средства содержит генератор 3 стабилизированной частоты, датчик 4 сцепных свойств дороги, дифференциальный датчик 5 поперечного ускорения транспортного средства, арифметический блок 6, исполнительный орган 7, предназначенный для регулирования скоростного режима двигателя, и пневматическое устройство, состоящее из компрессора 39, воздушного баллона 40, электромагнитного золотника 8 и шины, содержащей покрышку 42 с пронизывающими ее шипами 43 с упругой вставкой 44 из пористой резины, камеру 46 и прокладку 45 из прорезиненного корда. Компрессор через рессивер магистрально связан с электромагнитным золотником, а арифметический блок снабжен преобразователем кода, выполненным в виде дешифратора 19, вход которого соединен с выходом датчика сцепных свойств дороги, соответствующим коду гололеда, прямой выход которого через усилитель мощности 31 и датчик 34, ограничивающий давление воздуха в камере шины "сверху", связан с обмоткой электромагнитного золотника 8, предназначенной для его перемещения в положение, соответствующее нагнетанию давлению воздуха в камеру шины и выходу шипов, а инверсный выход через усилитель мощности 31 и датчик 37, ограничивающий давление воздуха в камере шины "снизу", - с другой обмоткой электромагнитного золотника, предназначенной для его перемещения в положение, соответствующее уменьшению давления (выпуску воздуха) в камере и уходу шипов внутрь шины. Изобретение позволяет повысить устойчивость транспортных средств при движении по дорогам, покрытым гололедом, а также производительность труда за счет увеличения средней скорости движения транспортного средства и уменьшения психофизической нагрузки на водителя. 1 ил.