Устройство для регулирования режима торможения транспортного средства Советский патент 1980 года по МПК G05B11/14 B60T8/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Изобретение относится к области автоматического регулирования, а имеино к автоматическим регуляторам с импульсным регулированием, поддерживсшщим .оптимальный режим торможения транспортного средства. Транспортный объект, движущийся по горизонтальному участку дороги со скоростью V, в момент снятия тяговых усилий с ведущих колес (отключение двигателя от трансмиссии) обладает о ределенным запасом кинетической энер гии. Современные тормозные меха-/ низмы с усилителями способны быстро создавать тормозной момент, превышснощий момент трения колеса по дороге , что приводит к блокированию колеса {остановка вргицения колеса) и скольжению его по дороге с меньшим коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Кроме повышенного износа колеса при этом наблюдается потеря устойчивости транспортного объекта и увеличение длины тормозного пути, возникает опасность заноса. Известно устройство, предотвращаю щее блокировку колес ходовой части самоходного объекта при торможении, содержащее включенные последовательно датчик угловой скорости колеса, дифференцирующее Звено для формирования сигнала, пропорционального угловому ускорению колеса, пороговое устройство, реагирующее на замедление колеса, устройство, выдаквдее сигнал на отсоединение тормозной системы колеса от тормозной педали, модулятор давления и изолирующий клапан 1. Однако такое устройство работает на аналоговых сигналах скорости и ускорения, сложно, не обеспечивает устойчивой работы в диапазоне низких скоростей вращения колес и реагирует лишь на замедление колеса (на отрицательный знак ускорения), что приводит к излишнему растормаживанию колеса или к неустойчивой работе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащеепоследовательН9 соединенные частотный датчик, выдающий импульсы, частота которых пропорциональна угловой скорости вращения колеса, преобразователь типа частота-напряжение, выходной сигнал которого подается на дифференцирукяцее звено, вьщающее сигнал, пропорциональный угловому ускорению колеса, пороговое устройство, пропускающее сигнапГ Определенной величины, усили тель и управляющий элемент, вызывающий отпускание тормоза при дости жении определенного замедленйя коле са j,2j. Однако устройство работает на ан логовых сигналах скорости и ускорения, не обеспечивает устойчивой работы в диапа зЬне низких скоростей вращения колес, реагирует лишь на отрицательную величину углового yc корения колеса, не изолирует тормоз ную систему от тормозной педали (во никает опасность блокировки при рез нажатии на педаль тормоза при непро изводьное уменьшение тормозного мом та при случайном отпускании педали тормоза) и не производит режима импульсного торможения (возможно из. лишнее растормаживание колеса) . Целью изобретения является повышение точности срабатывания тормозной системы, обеспечение импульсного режима торможения за счет работы на частотных, сигналах ускоренйя и замедления колес в соответствии с реальным коэффициентом сцепления колеса с дорогой и скоростью движения, а также упрощение и унификация устройства в целом. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит коммут рующий блок, интегрирующий фильтр, инвертор, блок перекл-дчения и два ключа, выходы которых через, коммутирующий блок подключены к одному входу блока переключения, другой вход котЬрого соединен с одним выходом ч&стотного датчика и входом одного ключа, другие выходы частотного датчика подключгены соответственно ко входу другого траизистбрного ключа и входу порогового элемента, выход которого соединен с од ним взсодом интегрирующего фильтра, другой вход которого через инвертор подключен к выходу блока Переключения, а выход - ко входу управляющего элемента. ; На фиг. 1 приведена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 графики, иллюстрирующие работу преобразователя устройства,; на фиг. графккй, иллк)стрирующие работу устр ства в целом. Устройство имеет частотный датчи Х скорости колёса, входные конденса торы 2-4, пороговый элемент, выполненный на триггере 5 Шмитта, бло переключения, выполненный насимметричном триггере б, транзисторный ключ 7 скоростного сигнала, транзисторный.ключ 8 сигнала ускорения, входной диод 9, коммутирующий блок 10, инвертор 11, разделительные дио ды 12, 13, развязывающий резистор 1 интегрирующий фильтр 15, управляющи элемент 16, выполненный в виде логического блока. Частотный датчик 1 имеет две симметричные обмотки 17, 18 и ротор 19 с возбуждением постоянными магнитами . Триггер 5 собран на транзисторах 20, 21, резисторах 22-29, конденсаторах 30, 31. Вход его через конденсатор 3 подключен к обмотке 17, а выход через диод 13 - к фильтру 15. Триггер 6 собран на транзисторах 32, 33. резисторах 34-40, конденсаторах 41, 42. Вход левого плеча триггера 6 подключен к блоку Ю, вход правого плеча триггера подключен через диод 9 и конденсатор 2 к обмотке 17, выход с коллектора транзистора 33 подключен к инвертору 11. Ключ 7 собран на транзисторе 43, резисторах 44 - 46 и конденсаторе .47. Вход ключа 7 подключен через конденсатор 2 к обмотке 17, выход с коллектора транзистора 43 подключен к блоку 10. Ключ 8 собран на транзисторе 48, резисторах 49, 50. Вход ключа 8 подключен через конденсатор 4 к обмотке 18, выход с коллектора транзистора 4848- к блоку 10. Коммутирующий блок 10 имеет нормально замкнутый контакт 51, к которому подключен ключ 7, и нормаль11О разомкнутый контакт 52, к которому подключен ключ 8. Оба контакта. 51 и 52 подключены к триггеру б. Блок 10управляется логическим блоком 16, Инвертор 11 собран, на транзисторе 53, резисторах 54-56, конденсаторе 57. Вход инвертора подключен к выходу триггера 6, выход через диод 12 - к фильтру 15. Фильтр 15 собран на резисторах 58, 59, конденсаторе 60, вход его подключен к триггерам 5, 6 через диоды 13, 12, выход подключен к логическому блоку 16. . . Устройство работает следующим образом. Датчик 1 выдает при вращении колеса почти синусоидальные сигналы Uj7 Цв обмоток 17, 18, частоты которых пропорциональны угловой скорости колеса (см. фиг. 2). Сигнал с обмотки 17 подается на преобразователь, составленный из триггеров 5, б, ключа 7, инвертора II, на вход триггера 5 через конденсатор 3 и на входы триггера 6 через конденсатор 2, диод 9 и ключ 7, так как в исходном положении контакт 51 замкнут. Триггер 5 переключается в положение положительного сигнала U на выходе при превьяйении сигналом U, на входе определенной положительной величины и выключается при понижении ( ниже той же величины (см. фиг. 2а). Триггер 6 переключается в положение положительного сигнала на выходе

тем, же сигналом, что и триггер 5, а отключается при подаче положительнго сигнала с выхода ключа 7, который в свою очередь замыкается при подаче на его вход сигнала и,., определенно отрицательной величины. Сигнал с вых да триггера 6 инвертируется инвертором 11 и получается сигнал U2 (см. фиг. 2 а). Прямоугольный импульс Ug с выхода инвертора 11 шире импульса и с триггера 5 на величину Ь, обратно пропорциональную tgU (угла наклона касательной к линии амплитуды в нулевой точке) . При суммировании сигналов и и (i на входе фильтра 15 возникают прямоугольные импульсы и шириной Ь (см. фиг.2а

При нажатии на педаль тормоза сигнал Xj, подается на вход блока 16 и включает его в работу, одновременн повышается тормозное давление Р (см. фиг. 3 в) и соответственно интенсивно снижается угловая скорость tjJ (см. фиг. 3 а) , а также частота сигнала Щ . Следовательно уменьшается tgU, а импульсы uV становятся шире (см. фиг. 2 а), конденсатор 60 заряжается на большую величину и на выходе фильтра 15 повышается отрицательный потенциал пропорционально снижению uJj, т. е. сигнал X, (U) см. фиг. 3 б) .

При достижении определенного замедления колеса, сигнал Х (и ) превышает определенную величину (точка М на фиг. 3 8 )и на выходе блока 16 возникает сигнал У, отключающий тормозную систему от тормозной педали при помощи изолирующего клапана (на фиг. 1 не показан), и сигнал Y , замыкающий контакт 52 и размыкающий контакт 51. В результате этой операции левый вход триггера 6 подключается к выходу 8, который замыкается в отличие от ключа 7 при определенном уменьшении отрицательного полупериода сигнала на входе ключа 8 (см. фиг. 2 б). Сигнал имеет сдвиг по фазе с сигналом на (180 ± d) , поэтому триггер 6 отключается с некоторым запаздыванием или опережением на величину Ь пропорциональную сдвигу (f, Сдвиг по фазе 180 определяется симметричным расположением обмоток 17, 18, а сдвиг по фазе rf определяется закруткой частей ротора 19 с постоянными магнитами под деиствием центробежных сил, возникающих при угловом ускорении колеса 8|(оси постоянных магнитов смащаются друг относительно друга на угол cf ° ) . Величина d прямо пропорциональна . Следовательно теперь на выходе преобразователя появляются положительные либо отрицательные (в зависимости от знака ускорения) импульсы U шириной bj, пропорциональной 1. На

выходе фильтра 15 возникает положительный либо отрицательный сигнал величина напряжения которого пропорциональна сигнал Х (6ц на фиг. 3 б, определяется величиной заряда конденсатора 60)

Таким образом, в этом режиме логический блок сигналом Y производит управление тормозным модулятором (на фиг. 1 не показан) в импульсном режиме (см. фиг. 36, в). На фиг. Зб показано изменение сигнала X, ( Сц), а на фиг. Зв изменение тормозного давления, соответствующее изменению Х ( ) с некоторой временной задержкой в режиме затормаживания (знаки + на фиг. Зв для предотвращения излишнего растормаживания колеса. При достижении отрицательного ц и соответственно © Х ( ц ) в точке М производится с некоторым запаздыванием, определяемым временной задержкой в блоке 16 снижение тормозного давления модулятором, управляемым блоком 16. Снижение Р происходит до той степени, пока сигнал Х( ) не достигае точки К (см. фиг. 36), где производится повышение тормозного давлени модулятором (см. фиг. Зв) И так циклически до полной .остановки транспортного средства.

Сигнал Х,, вводится для того, чтобы иметь возможность водителю снизит тормозноё давление при необходимости отпусканием педали тормоза, так как сигнал X равен нулю и бЛок 16 выключается. При остановке транспортного средства логический блок 16 возвращает устройство в исходное состояние.

Предлагаемое противоблокировочное устройство вместе с колесом составляет систему автоматического регулирования (САР). Применение данного устройства позволяет поддерживать желаемый режим работы колеса с оптимальным сочетанием,эффективного торможения и устойчивого качения колеса в условиях действия различных возмущений. Работа устройства на основе частотных сигналов скорости и ускорения позволяет существенно повысить точность срабатывания САР, использование сигнала скорости и сигнала ускорения при регулировании САР позволяет осуществить адаптивное торможение (сигнал скорости ограничивает тормозное давление в соответствии со скоростью движения и коэффициентом сцепления колеса с дорогой). Использование как отрицательных, так и положительных сигналов ускорения позволяет осуществлять режим торможения с оптимальным проскальзыванием без излишнего расторм 1живания. Упрощение устройства позволяет повысить унификацию его звеньев и надежность работы.

Предлагаемое устройство повышает устойчивость работы САР, снижает тормозной путь при сохранении боковой устойчивости транспортного средства при максимальном использовании меняющихся сцепных свойств колес с дорогой.

Формула изобретения

Устройство дгся регулирования режима торможения транспорт ного средства, содержащее торговый элемент, частотный датчик и управляющий элемент, отличающееся тем, что, .с целью повышения точности, оно содержит коммутирующий блок, интегрирунвдий фильтр, инвертор, блок

переключения и два ключа, выходы которых через коммутирующий блок подключены к одному входу блока переключения, другой вход которого соединен с одним выходом частотного дачика и входом одного ключа, другие выходы частотного датчика подключены соответственно ко входу другого ключа и входу ПОРОГОВОГО элемента, выход которого соединен с одним вхо-, дом интегрирующего фильтра, другой вход,которого через инвертор подключен к выходу блока.переключения,а выход - ко входу управляющего элемента, ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 360753, кл. В 60 Т 8/06, 1969.

2.Патент Франции № ,

кл. В 60 Т 8/02, 22.11.74, (прототип)

«- Ml ----- . - / , т /J ИУ - 1--

« J

I Ы

:

, .4 -if f--- :

;aM-i

. ,-r ;.r- 746410

ч vi -. « -if

t

y