со
с
полизования в тормозном управлении автоисмобилей. Сущность изобретения: противо- блокировочной тормозной системе с ограничением момента рыскания предусмотрен блок, который опрашивает положение контролируемых клапанов и формирует из характеристики изменения положения клапана во времени по заданной функции сигнал, соответствующий тормозному давлению в тормозных цилиндрах контролируемых колес. Второй блок вырабатывает сигнал, соответствующий допустимой разности тормозных давлений. Третий блок определяет, на которое из обоих колес подается более высокое давление, и осуществляет положение клапанов обоих колес. 1 з.п.ф-лы, 4 ил/
1зобретение относится к противобло- )вочной тормозной системе с ограничеi момента рыскания, в которой разность розных давлений в тормозных цилинд1евого и правого передних колес огра;на заданным максимальным значением.
.1ель изобретения - повышение надежное.
la фиг.1 изображена характеристика
гнения ориентировочного тормозного
ения во времени в зависимости от погний клапанов; на фиг.2 - характеристиизмдав; лож
ка чзмерения допустимой разности торо юзных давлений левого и правого передних колес во времени; на фиг.З - характеристика изменения тормозных давлений двух колес во времени при торможении с предохранением от блокирования и с ограничением момента рыскания; на фиг.4 - структурная схема одного примера выполнения узлов противоблокировочной тормозной системы, используемых для ограничения момента рыскания.
С помощью фиг.1 объясняется, каким образом определяется на основании продолжительности всех возможных положений клапанов физическое значение, соответствующее в надлежащем приближении действительному тормозному давлению в данном тормозном цилиндре. Все возможные положения клапанов - вентилирование, поддерживание давления и удаление воздуха обозначены буквами В, Н и соответственно Е. Им соответствуют следующие логические уровни или численные значения: , и . Пока клапан занимает положение поддерживаСО CJ 00
CS Os
ы
ние давления, тормозное давление остается постоянным. Если клапан занимает положение вентилирование, то давление в соответствующем тормозном цилиндре повышается по нелинейной функции, которая - математически сказано - является функцией е (Рмакс е ат), где Рмакс - максимально возможное давление, определенное источником питания рабочей среды;
е-число Эйлера (1,7182818284);
т - время и
а - параметр функции е.
Этот параметр определяется краевыми условиями, например, поперечными сечениями трубопроводов, объемами трубопроводов и тормозных цилиндров, поперечными сечениями клапанов и т.д.), причем параметр этой функции е можно определить конфигурацией тормозной системы, например, поперечными сечениями трубопроводов, поперечными сечениями клапанов, объемом тормозного цилиндра и т.д. При известности этих параметров, а также давления источника, питающего тормозную систему рабочей средой, можно определить на основании времени открытия клапана изменение давления в течение этого времени. То же самое относится и к положению удаление воздуха, в котором давление в соответствующем тормозном цилиндре также понижается по функции
е. . . :: . :.. : .: .
Таким образом, на основании продол жительности того или другого положения клапана (удаление воздуха, поддержание давления и вентилирование) можно очень точно определить характер изменения тормозного давления без его измере- мия. Определенное таким .образом тормозное давление называется фиктивным тормозным давлением и используется в качестве действительного значения для регулирования.
Разность фиктивных тормозных давлений передних колес является критерием имеющегося момента рыскания. Поскольку для ограничения момента рыскания учитывается только эта разность, фиктивные тормозные давления не обязательно должны точно соответствовать действительным давлениям в тормозных цилиндрах. Ограничение момента рыскания оказывает влияние на колесо с более высоким коэффициентом сцепления, в то время как на колесо с более низким коэффициентом сцепления это ограничение не оказывает никакого влияния. Напротив, это колесо регулируется индивидуально по заданиям противоблокирово - ной части рэрмзной системы.
На фиг.2 показана характеристика из- менния разности фиктивных давлений пере- дних колес во времени, допустимой регулированием. Целесообразной оказалась рамповая функция,доходящая до максимального значения оРмакс. Одако, возможны и другие характеристики. В начале регулирования тормозных сил допустимая разность фиктивных давлений устанавливаетея на нуль (U), чтобы водитель не почувствовал удар о рулевое колесо. При рамповой функции согласно фиг.2 эта допустимая разность линейно увеличивается, причем крутизна рамповой функции выбирается так, чтобы водитель легко успел повернуть рулевое колесо в сторону, противоположную заносу транспортного средства. Рамповая функция доходит до предельного значения, соответствующего
максимально допустимой разности фиктивных давлений передних колес. Нулевая точка рамповой функции совпадает по времени с началом функции предохранения от блокирования. По формуле: Рвысзаданное Рниз+ оР
вычисляется мгновенное заданное значение давления колеса с более высоким коэффициентом сцепления. За очет сравнения заданного давления с фиктивным давлени: ем того же самого колеса получается выводимое положение клапана. Во избежание чрезвычайно частого переключения клапана с положения вентилирование на положение удаление воздуха и наоборот определяется еще и диапазон допуска, показанный
на фиг,2 штриховой линией. Отсюда получаются следующие соотношения для регулирования, которые показаны и на фиг.З;
Случай 1. Рвысзаданное Рвысфиктив- ное.+ диапазон допуска удаление возду- ха.
Сличай 2. Рвысзаданное Рвысфиктив- ное + диапазон допуска и
,-. Рвыс заданное Рвысфиктивное поддерживание давления. - . Случай 3. Рвысзаданное Рвысфиктивное вентилирование.
Из фиг.З вытекает, что допустимая разность между давлением колеса с более низким коэффициентом сцепления идавлением колеса с более высоким .коэффициентом сцепления медленно увеличивается.
Если коэффициент сцепления левого колеса почти равен коэффициенту сцепления правого колеса и если колесо с более высо- ким коэффициентом сцепления регулируется только подфункции ограничения момента рыскания, которая относит тормозное дав- дение колеса с более высоим коэффициентом сцепления к колесу с более низким
коэффициентом сцепления, то тормозное даЕление, нагружающее на колесо с более вые оким коэффициентом сцепления, может not ышаться настолько, что произойдет бло- кир ование этого колеса. Для предотвраще- ни$ этого блокирования каждое положение клг пана, создающее момент рыскания, сргвнивается с управляющими командами предохранения от блокирования, npi чем те команды функции предохранения от i (локирования, которые запрещают дальнее шее повышение давления, т.е. команды пс ддерживание давления и удаление воздуха, имеют первенство перед командами функции ограничения момента рыска- ни$.
На фиг.4 показана структурная схема узлов, используемых для ограничения момента рыскания. При этом блок 1 вырабатывает на основании-положения клапанов сигнал для фиктивных давлений контролируемых колес. Блок 2 образует рамповую функцию или соответственно функцию для дог устимых разностей давлений. Блок 3 оп- ре; еляет, на которое из обоих колес подает- ся юл ее высокое давление, а на которое из ни) - более низкое давление, и, исходя из этого определения и из проверки требование функции предохранения от блокирований с учетом выходных сигналов блока 2, определяет положения клапанов обоих колес.
На вход 4 блока 1 подается сигнал, пр дставляющий положение, которое занимает первый клапан 1 в данный момент. Этот сигнал может иметь три различных знгчения, а именно: значение О для вентилирования, значение 1 для поддержа- ни5 давления и значение 2 для удаления воздуха. Эти сигналы поступают к двум схемам 5, 6 вычитания, в которых они вычитаются из постоянных значений 2 или О. Выходные сигналы схем вычитания 5 и 6 ин ертируются таким образом, что инверти- poi энный сигнал может иметь значение О ил1 значение 1. Если первый клапан занимает положение удаление воздуха (значении 2), то выходной сигнал схемы 5 вы итания имеет значение О, а инвертиро- вa ный сигнал- значение 1. В противопо- ложность этому, если сигнал - для °оп эеделения положений клапанов имеет ЭНсченйе Т или значение 2, то инверти- ро( энный выходной сигнал схемы вычита- ни будет иметь значение О. Наоборот, ин ертированный выходной сигнал схемы б вычитания имеет значение 1 только в случае, если клапан занимает положение вентилирование (значение .О)-. Оба импортированных выходных сигнала/ схем
5,6 вычитания поступают к двум вентильным схемам 7 и 8, которые открываются и тем самым пропускают сигнал через другой вход только в случае, еслиуправляющие сигналы имеют значение 1. В даном примере вентильные схемы 7 и 8 выполнены в виде схем умножения. На каждый из других входов вентильных схем 7 и 8 подается значение Фиктивного давления Pi первого клапана, определенное в предыдуще м временном такте. Если первый клапан занимает положение удаление воздуха, то упомянутое значение P.t подается в качестве начального значения функциональному генератору 9, который определяет из этого начального значения убывающую ветвь функции е (фиг.1). На выходе функционального генератора 9 появляется значение оР, являющееся критерием изменения давления для понижения давления во время последнего временного такта.
Аналогичным образом выходной сигнал вентильной схемы 8 подается функциональному генератору 10, который определяет соответствующее изменение давления дня повышения давления. В конце одного временного такта только один из обоих функциональных генераторов 9 или 10 может иметь выходной сигнал со значением, отличающимся от значения.О. Этот выходной сигнал поступает к схеме 11 суммирования, в которой соответствующее значение оР слагается - с учетом знака - со значением Pi предыдущего временного такта.
Таким образом/на выходе схемы 11 суммирования находится сигнал, соответствующий фиктивному давлению в первом клапане. Если первый клапан занимает положение поддерживание давления, то выходные сигналы обеих вентильных схем 7 и 8 имеют значение О, так что функциональные генераторы 9 и 10 не действуют, а давление PI предыдущего временного такта используется в качестве нового давления в следующем временном такте. К обоим функциональным генераторам 9 и 10 поступает также постоянное значение известного максимального давления Рмакс источника питания рабочей средой.
Одинаковым образом определяется фиктивное давление Ра второго клапана П, причем аналогичные узлы обозначены теми же самыми позициями, однако, с индексом 2. Значения обоих фиктивных давлений Pi и Ра промежуточно запоминаются в буферных запоминающих устройствах (на чертеже эти устройства не изображены), откуда они затем поступают на входы, предусмотренные для значений фиктивных давлений предыдущего временного такта, а также на входы блока 3.
В блоке 3 сперва определяется, которое из обоих колес имеет более высокое фиктивное давление, а которое из них - более низ-- кое фиктивное давление. Для этого оба фиктивных давления Рч и PI подаются схеме 12 определения максимального значения и схеме 13 определения минимального значения. Схема 12 определения максимального значения имеет на своем выходе более высокое значение из значений двух входных сигналов, соответствующее более высокому давлению Рвыс из давлений Pi и г, Аналогично схема 13 определения минимального значения имеет на своем выходе более низкое значение из значений двух входных сигналов, т.е. значение Рниз более низкого давления. В схемах 14, 15 определяется, которое из обоих колес имеет более высокое давление. Для этого вычисляются разности давлений Рвыс-Pi и РВыс-Р2 и определяются их знаки. Таким образом, на выходе схемы 14 вычитания появляется/значение 1, когда первое колесо имеет более низкое давление, а значение О, когда первое колесо 1 имеет более высокое давление. Аналогично на выходе схемы 15 вычитания появляется значение 1,когда второе колесо II имеет более низкое давление, а значение О, когда второе колесо имеет более высокое давление.
В другой схеме 16 вычитания определя ется значение разности оРдеист обоих давлений Pi и Ра или соответственно Рвыс и Рниз. Это значение разности подается блоку 2.
Блок 2 определяет функцию характеристики изменения разности давлений во вре- мени, допустимых для ограничения момента рыскания.
На фиг.4 показан пример с рамповой функцией согласно фиг.2, Эта рамповая функция оРзад может возрастать только при соблюдении следующих условий:
функция предохранения от блокирования начала действовать;
функция ограничения момента рыскания действовала в предыдущем временном такте;
максимально допустимая разность давлений оРмэкс еще не достигнута.
В показанной на фиг.4 структурной схеме эти функции реализованы следующим образом. В компараторе 17 проверяется, является ли максимально допустимое значение разности давлений гтРмакс все еще больше, чем заданное значение разности давлений оРзад: Если это так, то отдается значение 1, открывающее вентильную
схему 18, которая и здесь выполнена в вид. схемы умножения. Вентильная схема 1Ь пропускает увеличенное значение оР, на которое должна возрастать рамповая фун
кция в следующем временном такте. Затем это увеличенное значение пропускается через вентильную схему 19 в случае, если на управляющем входе находится сигнал (логическое значение 1), который показывает,
что функция ограничения момента рыскания действовала в предыдущем временном также. В схеме 20 суммирования увеличенное значение слагается со значением Р3ад предыдущего временного такта, в результате чего получается новое значение оР3ад, заданное для разности давлений. Это значение пропускается через вентильную схему 21 в случае, если сработала противоблокировочная часть тормозной системы.
В схеме 22 сравнения сравнивается полученное значение допустимой разности давлений оРзад со значением разности фиктивных давлений аРдейств, причем выходной сигнал схемы 22 сравнения может иметь . значение О или значение 1. Если разность оРзад- (тРдейст являетс.я отрицательной, то выходной сигнал схемы 22 сравнения имеет значение О. Если эта разность является положительной, то выходной сигнал схемы 22 сравнения имеет значение 1.
Во избежание чрезвычайно частого переключения клапанов на рамповую функцию налагается еще диапазон допуска. В
схеме 23 суммирования слагается значение,
определяющее ширину диапазона допуска,
с полученным значением оРзад, после чего в
схеме 24 сравнения, выполненной аналогично схеме 22 сравнния,определяется знак разности аРдейсг-((7Рзгд+ДОП), причем ДОП - ширина диапазона допуска. Если эта разность является отрицательной, то выходной сигнал схемы 24 сравнения имеет значение
О. Если эта разность является положительной, то выходной сигнал схемы сравнения имеет значение 1.
Во включенной за схемами 22, 24 сравнения схеме устанавливается, какого положения клапанов тре§ует функция ограничения момента рыскания. Для этого показаны на-фиг.4 три схемы 25, 26, 27 умножения, причем эти схемы показаны только для лучшей наглядности. На практике
схему 25 умножения не надо использовать, так как на вход этой схемы поступает постоянное значение О, вследствие чего на ее выходе всегда имеется значение О для вентилирования независимо от того, каое значение имеется на выходе схемы 22 равнения.
На вход схемы 26 умножения поступает юстоянное значение 2 для удаления воз- так что на выходе этой схемы имеется начение О или значение 2, в зависимо- ти От того, какое значение имеется на вы- оде схемы 24 сравнения.
Выходные сигналы схем 22, 24 сравне- ия инвертируюся, после чего они сопряга- этся Б логической схеме И 28. Выходной игнал логической схемы И 28 имеет зна- в случае, если разность фиктивных .авлений Рдеист находится внутри диапазо- а допуска.
Однако, если эта разность находится не диапазона допуска, то на выходе логи- еской схемы И 28 имеется значение О, схеме 27 умножения значения на выходе огической схемы И 28 умножается на по- тоянноё; значение 1, так что на выходе хемы 27 умножения будет иметься либо начение О, либо значение 1. Выходные игналы всех трех схем 25,26,27умно жения вступают к схеме 29 определения максимального значения, в которой из трех вход- ых сигналов выбирается сигнал с аивысшим значением, который затем по- вляется на выходе этой схемы. При вы- ранном соответствии значений О, 1 и 2.с положениями клапанов это означает, то требование удаление воздуха имеет ервенство перед требованиями поддер- ивание давления и вентилирование, а ребование поддерживание давления меет первенство перед требованием вен- илирование.
Выдвиженное .рамповой функцией блок 2) требование соответствующего поло- ения клапана подается блоку 3, который то требование передает клапану с более ьГсоким давлением Рвыс. Для этого выход- ые сигналы схемы 29 определения макси- ального значения поступают к двум огическим схемам 30 и 31, науправля ющие ходы которых попадают выходные сигналы омпараторов 14 и 15. Поскольку управляю- дие входы логических схем 30 и 31 являются нвертированными входами, логическая хема 30 передает сигнал требования, вы- вижного рамповой функцией, первому лапану только в случае, если первое колесо меет более высокое давление. Аналогично огическая схема 31 передает сигнал требо- ания второму клапану только в случае, если торое колесо имеет более высокое давле- ие.
Во избежание блокирования колеса с олее высоким коэффициентом сцепления )амповой функцией ограничения момента
рыскания, в компараторах 32 и 33 сравниваются сигналы требования соответствующего положения клапана, полученные от логических схем 30 и 31, с сигналами требо- 5 вания соответствующего положения клапана, выдвиженного функцией предохранения от блокирования. В принципе компараторы
32 и 33 выполнены в виде схем определения максимального значения, в которых из двух
10 входных сигналов выбирается сигнал с более высоким значением, который затем появляется на выходе. Так, например, если функция предохранения от блокирования выдвигает требование удаление воздуха
5 (значение 2), а функция ограничения момента рыскания - требования поддержива- . ние давления или вентилирование (значения ,0 или 1), то первенство имеет требование удаление воздуха. Аналогично
0 требование поддерживание давления, вы- движенное функцией предохранения от блокирования, имеет первенство перед требованием вентилирование, выдвиженным функцией ограничения момента рыскания.
5Выходные сигналы компараторов 32 и
33 подаются схемам 34, 35 суммирования, выходные сигналы которых управляют клапаном первого колеса или соответственно клапаном второго колеса. На другие входы
0 схем 34,35 суммирования попадают выходные сигналы логических схем 36 и 37, которыми управл яют выходные сигналы компараторов 14 и 15. То колесо, в тормозном цилиндре которого имеется более низ5 кое давление, открывает одну из обеих логических схем 36 или 37, так что сигнал требования соответствующего положения клапана, выдвиженного функцией предохранения от блокирования, поступает к со0 ответствующей схеме 34 или 35 суммирования. Этим обеспечивается, что колесо с более низким коэффициентом сцепления и тем самым с более низким тормозным давлением регулируется функцией
5 предохранения от блокирования,в то время как другое колесо регулируется функцией ограничения момента рыскания, при условии, что в некоторых рабочих состояниях, определенных компараторами 32 и 33. тре0 бования, выдвиженные функцией предохранения от блокирования имеют первенство и для этого колеса.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
5 система с ограничением момента рыскания, содержащая тормозные цилиндры передних колес, подключенные к источнику давления посредством электромагнитных клапанов, обмотки которых подсоединены к выходам блока управления, отличающая с я тем, что, с целью повышения надежности, блок управления включает в себя первый функциональный генератор, преобразующий по заданной функции входной сигнал, соответствующий положению клапанов, управляющих тормозными цилиндрами, в выходные сигналы, соответствующие тормозному давлению в тормозных цилиндрах, избирательную схему, подключенную к выходу первого функционального генератора, определяющую, какое из колес имеет более высокое тормозное давление и. какое из них - более низкое тормозное давление из значения разности между ниФиктивноетормоз ное давление
Положения клапанов п
ДР f
разност
s
ЛФиктивныетормозные давления
0
ми, и подающую значение разности давлений на вход второго функционального генератора, вырабатывающего по заданной функции сигнал, соответствующий допустимой разности тормозных давлений в тормозных цилиндрах, и направляющего выходной сигнал через избирательную схему клапану колеса с более высоким тормозным давлением.
Фиг.
бРмакс
---V --
ДР
макс Предельное значение
°Рк г. 2
Колесо с более высоким коэффициентом сцепления
З
Диапазон допуска
Колесо с более низким коэффициентом сцепления
р .
«О
I
