Противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства Советский патент 1977 года по МПК B60T8/02 

Изобретение относится к устройствам, устанавливаемым в тормозной системе транспорт5юго средства для исключетшя блокировки колес при торможении и повышения в связи с этим поперечной устойчивости транспортного средства при одновременном сокращении тормозного пути,

Известно противоблокировотеое устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее датчик угловой скорости колеса, соединенный с ним дифференщ1рующий блок, пороговый детектор, один из входов которого соединен с дифференцирующим блоком, а другой - с датчиком угловой скорости колеса, детектор прохождения максимума ускорения, одним из входов соединенный с дифференцирующим блоком, а другим через дифференцирующую RC-цепь с пороговым детектором, выход которого соединен со входом усилителя, управляющего вьтускным электроклапаном исполнительного блока и с одним из входов усилителя, управляющего отсеченным электроклаnaiiOM исполнительного блока, второй вход которого соединен с выходом детектора прохождения максимума ускорения 1.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства.

Эта цель достигается тем, что детектор прохождения максимума ускореьшя содержит триггер, единичньш вход которого соединен через первый диод, включенньа в обратном направлении, с точкой соедршения резистора и конденсатора дифференцирутощей цепи, времязадающую RC-цепь, подключенную к единичнол выходу триггера, и дифференциальный усилитель, один из входов которого соединен с выходом дифференцирующего блока, другой - с точкой соединения резистора и конденсатора времязадающей ПС-це1ш, а выход через дополнительную дифференцирующую RC-цепьи второй диод, включенный в обратном направлении, - с нулевым входом триггера.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - кривые рабошх характеристик устройства; на фиг. 4 - принципиальная схема детектора прохождения максимума ускорения; на фиг. 5 и 6 - модификации отдельных элементов детектора, изображенного на фиг. 4.

Противоблокировочное устройство содержит датчик 1 угловой скорости колеса, дифференцирующий блок 2, соедине1шый входом с датчиком 1 угловой скорости колеса, пороговый детектор 3, настроенный на два значе} ия сигнала замедления и соединенный с вьаодами датщжа 1 угловой скорости колеса и дифференцирующего блока 2, детектор 4 прохождеш1Я максимума ускорения, реагирующий на последаюю из пороговых величин при значении, получаемом сразу же после пикового значения положительного участка сигнала ускорения. Входы детектора 4 прохождения максимума ускорений соединены с выходами дифференцирующего блока 2 и порогового детектора 3, выход которого подключен ко входу усилителя 5, управ ляющего вьшускньп« электроклапаном испояни тельного блока 6, воздействующего на тормозную систему, и через развязьшаюи51Й диод (на чертеже не показана) - к одному из входов усилителя 7, 1)ттравляющего отсечным клапаном испотшительного блока 6. Ко второму входу усилителя 7 через развязьшающий диод (на чертеже не показан) подключен выход детектора 4 1рохождешш максимума ускорения. В качестве датчика i угловой скорости колеса может быть использован ras5o тахометрический генератор постоянного тока, напряжйше выходного сигнала которого пропордаонально скороста вращения колеса, либо генератор переменного тока с переменным мандатным сопротивлением, частота выходного сигнала которого изменяется в прямой зависимости от скорости вращения колеса, причем этот сипзал должен преобразовываться в сигнал, пропорциональный скорости вращения колеса, например, с помощью преобразователя частоты в напряжение. Диф4)еренцирующий блок 2 может иметь RC-контур, запускающий операдионный усилитель. В качестве порогового детектора 3 может быть применен триггер Шмитта, использующий операционньш усилитель, переключаемый из первого устойчивого положе}шя во второе устойчивое положение при достижении отрицательным ускорением наперед заданного порогового значения, и возвращаюш {йся в первое устойчивое положение в случ&е, когда отрицательное ускорение вновь пр1шимает наперед заданное значение. Триггер вырабатьгвает сигнал ускорения тогда, когда он находится в своем втором устойчивом состояшш. В качестве усилителей 5 и 7 могут быть использованы обьмныеусилители постоявшего тока. Детектор 4 прохох деиия максимума ускорения содержит первую дифференцирующую RC-цепь 8 с диодом, триггер 9, вход которого через диод соединен с дифференщф аошей цепью 8, а ед}шичный выход -.со входом усилителя7 и через времязадающую RC-цепь Ю с одним из входов дифференциального усилителя 11, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего блока 2. Выход дифференциального усилителя 11 через вторую дифференщ|ру1ощую RC-иепь 12 с диодом соединен с нулевым входом триггера 9. Дифференщ альный усилитель 11 представляет собой усилитель с высоким коэффициентом усиления, на вход которого подано смещение. Он не имеет нейтрального состояния и образует сигаал с постоянным уровнем, когда поступивший на его первый вход сигнал имеет более высокий уровень по сравнению с сигналом, пр кложенным к его второму входу. Противоблокировочное устройство работает следующим образом. Датчик 1 угловой скорости колеса вырабатывает си1нал, уровень которого зависит от величины скорости вращения колеса. Этот сигнал поступает в дифференцирующий блок 2, где он преобразуется в напряжение, пропорциональное замедлению или ускорению вращения колеса. Пороговый детектор 3 воспринимает этот сигнал ускорения, но реагирует только на отрицателы ш его участок -у. На выходе детектора 3 образуется сигнал управления при достижении замедлением -j уровня, соответствующего заранее заданному значению отрицательного ускорения вращения колеса, выбираемому на практике в пределах 10-80 м/сек. Детектор 4 прохождения максимума ускорения вырабатывает сигнал с момента образования сигнала на выходе порогового детектора 3 до момента, наступающего сразу же после достижения ускорением пикового значения на своем положительном участке -НуУправляющий сигнал детектора 3 усиливается в усилителе 5 и поступает на вьшускной электроклапан исполгштельного блока 6. Одновременно этот сигнал (с выхода детектора 3) и сигнал управления, вьфаботанный детектором 4 прохождения максимума ускорения, поступают через развязывающие диоды (на чертеже не показано) на усилитель 7, воздействующий на отсечной электроклапан исполнительного блока 6. Принпдп действия устройства поясняется на фиг. 2. Кривая V отображает изменение скоростного сигнала, вырабатываемого датчиком 1 угловой скорости колеса, и соответствует его линейной скорости. Кривая у отображает сигнал ускорения, вьфабатываемый дифференцирующим блоком 2 и соответствует линейному отрицательному -у и положительному -ь 7 ускорениям колеса. График di соотаетствует сигналу управления, образуемому пороговым детектором 3, а график da - сигналу, образуемому детектором 4 прохождения максимума ускорения. График , показываег результирующий усилешшьп сигнал управления, поступающий на отсечной клапан исполнительного блока 6 с выхода усилителя 5 и детектора 4 прохождения максимума ускорения. График D изображает усиленный сигнал, управляющий выпускным электроклапаном исполнительного блока 6, поступающий с выхода усидштеля 5. На графике Р представлено изменение давления в тормозной системе во время работы устройства. Давление (кривая Р), имеющее место в тормозной системе, возникает в момент to- Вслед за этим вскоре в точке А кривой V скорость вращения колеса начинает уменьщаться. Благодаря наличию противоблокировочного устройства происходит следующее; при чрезмерном давлении в тормозной

системе, как только замедление достигнет пороговой заранее заданной величины в момент tj, участок -7 сигнала ускорения достигает пускового уровня, при котором срабатывает пороговый детектор 3 (точка FI кривой 7), в результате чего на его выходе сразу же образуется сигнал управления dj, который через усилитель 7 приводит в действие отсечной электроклалан (кривая 3) исполнительного блока 6, разобщающий тормозную систему и тормозную педаль, и который одновременно через усилитель 5 приводит в действие выпускной электроклапан исполнительного блока 6 (график D) для постепенного сброса давления в тормозной системе. После достижения пикового значения замедления скорость колеса изменяется боле медленно и замедление вращения колеса также становится меньше и достигает второго, заранее зада1шого порогового значения, которое фактически равно первому пороговому значегшю, тогда как участок -7 сигнала ускорения достигнет значения (точка Fj кривой), при котором на выходе порогового детектора 3 отсутствует (график dj), что соответствует моменту t2 В результате этого прерывается действие вьшускного электроклапана (график D),a в тормозной системе при этом имеется небольшое давление Р, сохраняющее свою велитану постоянной до тех пор, пока тормозная система разобщена. Исчезновение сигнала управления (график di) также привело бы к отключению отсечного электроклапана, если бы в момент t2 задний фронт этого управляющего сигнала dj не запустил детектор 4 прохождения максимума ускорения, который формирует управляющий , воздействую1дий через усилитель 7 на отсечной электроклапан, в результате чего последний остается включенным.

При достижении ускорением вращения колеса пикового значения управляющий сигнал dj, вырабатываемый детектором 4, исчезает, что происходит в момент времени tj. Результирующий сигнал для управления работой отсечного эпектроклапана (2/) исчезает, и клалан отключается. После этого можно снова нажать тормозную педаль и включить тормозную систему снова при достижении коэффициенюкг 1ре1шя 4L своего максимального значения. Если водитель создает высокое давление в тормозной системе, как это обычно бывает, то замедление немедленно достигает своей заданной величины вновь (точка FI кривой 7) весь цикл повторяется. Однако цикл изменения скорости имеет при этом меньшую амплитуду с более коротким периодом, чем в предыдущем случае. Последующие циклы, след /ющие до нормальной остановки транспортного средства, происходят аналогично.

Пороговый уровень детектора 3 может устанавлизатьск вручную и может регулироваться в зависимости от скоростного сигнала, поступающего в пороговый детектор от датчика 1 угловой скорости колеса.

На фиг. 3 представлены увеличенные участки кривых, показанных на фиг. 2, с помощью которых объясняется работа детектора 4 прохождения максимума ускорения. Кривые ускорений 7i. 72--сходны с кривой 7, изображенной на фиг. 2. Эти кривые получены при различных дорожных условиях - давлении, нагрузке и скорости транспортного средства - и были сняты, начиная с момента t, т.е. после окончания сброса давления, обозначенного точкой FI на фиг. 2.

Максимумы кривых 7i, li---, соответствующие максимальным значениям ускорения, расположены в узкой полосе, границы которой представляют собой две экспоненциальные кривые 6, и cj, пока,занные пунктирными линиями.

Кривая Е, лежацщя ниже кривой е,, пересекает каждую кривую ускорения в двух точках, например, в точках X и Y кривой 7i

У У

,где

20

У - ускорение в момент t; УО - остаточное ускорение; К - постоянная, зависящая от инерции транспортного средства.

Детектор 4 прохождения максимума ускорения включает в себя элемент, образующш одновременно с сигналом di сигнал К (кривая К ка фиг. 3), который отображает кривую Е. Сле.цовательно, сигнал К и сигнал ускорения 7 нмзет равные значения В двух точках X иУ данных кривых. Кривая С представляет собой импульс, производная от заднего фронта которого используется для прерывания сигнала dj. Из рассмотренного следует, что сигнал

отсечки исчезает сразу же после максимального ускорения. В устройстве это происходит следующим образом.

Сигнал порогового детектора 3 (dj на фиг. 2) поступает через первую .дифференцирующую

RC-цепь 8, детектор 4 и диод, пропускающий только задний фронт входного импульса, на едини-шый вход триггера 9, в результате чего на его выходе рбразуется сигнал с постоянным уровнем. Этот ригнал di с одной стороны к усилителю 7,

другой - на вход М времязадающей RC-цепи 10 и заряжает конденсатор, при этом на выходе этой НС-цепи образуется сигнал К (фиг. 3), поступающий на первый вход дифференцкального усилите.пя И. Конденсатор к резистор RC-депи 10 выбираются таким образом, чтобы кривая разряда конденсатора соответствовала кривой Е. Сигнал К, приложенный к первому входу усилителя 11, убьшает по экспоненте, тогда как сигнал +, подающийся ка его второй вход, имеет пиковое значение, и уровни этих

сигналов равны в тачках X и Y.

На выходе дифференциального усилителя U образуется сигнал, с длительностью, определяемой точками равенств дэух входных сигналов. Благода ря наличию диода вс второй дифференцирующей

RC-цепи 12 на нулевой вход триггера 9 постуйает

только задний фронт нмпульса усилителя 11. Тригijp возвращается в исходное состояние, отсечной, электроклапан открывается, и в тормозной системе восстанавливается давление жидкости, что обеспечивает возможность проведения нового цикла, включающего в себя период торможения и период отсечки, причем этот процесс повторяется до тех пор, пока нажата тормозная педаль или пока скорость данного транспортного средства фактически не снижена.

На фиг. 5 показана схема, в которой уровень сигнала зависит от скорости вращения колеса. Эта схема может быть включена между выходом триггера и входом MI цепи 10. В этой схеме транзис, тор 13 и резистор 14 включены между точкой S и |землей. Их общая точка соединена с точкой М. Сигнал Vi, являющийся функцией скорости, прикладывается к базе транзистора 13 через резистор 15. Транзистор 13 и резистор 14 представляют собой делитель напряжения на входе времязадающей РС-цеш1 10, коэффициент деления которого изменяется в зависимости от скорости колеса. Резистор 16 служит для облегчения настройки схемы.

На фиг. 6 показана схема, в которой скорость вращения колеса управляет величиной Т, данной экпоненциальной кривой. Эта схема представляет вариант вьшолнения времязадающей RC-цепи 12 и содержит конденсатор 17, включенный между точками М, , транзисторы 18 и 19 и резисторы 20-23. На базу транзистора 13 поступает сигнал /2 изменяющийся в функции скорости колеса.

Схема работает следующим образом.

Конденсатор 17 заряжается импульсом триггера 9. Разряд конденсатора 17 происходит по цепи, включающей резистор 20 и сопротивление коллекторного перехода транзистора 18. Общее сопротивление этой цепи, а значит и постоянная времени Tj данной схемы, изменяются в функции скорости вращения колеса. Благодаря изменению сигнала V2 транзистор 9 плохо проводит при низких скоростях, тогда как транзистор 18, смещенный через резистор 21, является полностью открытым, следовательно, разряд конденсатора 17 происходит

быстро. При высоких скоростях транзистор 19 становится более открытым, а транзистор 18 подзапирается и разряд конденсатора происходит медленнее, поскольку возрастает сопротивление в цепи разряда.

Фор.мула изобретения

Противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее датчик угловой скорости колеса, соединенный с ним дифференцирующий блок, пороговый детектор, один из входов которого соединен с дифференцируюп.(им блоком, а,другой - с датчиком угловой скорости колеса, детектор прохождения максимума ускорения, одним из входов соединенный с дифференциальным блоком,- а другим через дифференцирующую RC-цепь с пороговым детектором, выход которого соединен со входом усилителя. управляющего вьшускным электроклапаном исполнительного блока и с одним из входов усилителя, управляющего отсечным электроклапаном исполнительного блока, второй вход которого соединен с выходом детектора прохождения максимума ускорения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, детектор прохождения максимума ускорения содержит триггер, единичный вход которого соединен через первьш диод, включенный в обратном направлении.с точкой соединения резистора и конденсаторг дифференцирующей цепи, времязадающую RC-цепь, подключенную к единичному выходу триггера, и дифференциальный усилитель, один КЗ входов которого соединен с выходом дифференцирующего блока, другой - с точкой соединения резистора и конденсатора времязадающей RC-цепи, а выход через дополнительную дифференцируюп1ую RC-цепь и второй диод, включенный в обратном направлении - с нулевым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР iS 382272, кл. В 60 Т 8/02, 1969

Фиг.З

8

Фиг.5

Фиг.