Противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства

О П И СА -Н-И-Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистииеских

Респу6аик (11) 622392 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено30.10.73 (21)1969969/27-11 (23) Приоритет — (32) 31.10.72

2 (51) М. Кл.

В 60 Т 8/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР го делам изобретений и открытий (31) 302633 (33) С111А (43) Опубликовано 30.08.78)эюллетень №32 (53) УДК 629.114.

01-596(088 8) (45) Л,ата опубликования описания 2т. aII тг

11н ос транцы ,Г(енино Ян Левц, .нежон Эмиль Юхац и Р альф Гильберт Эслингер (С11Л) (72) Авторы изобретения

11ностранная фпрма

Пое Бендикс I.орпорейшн" (С . 1А) (71) Заявитель (:.э4) ИРОТИВОБ,1ОК1 1РОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО дЛЯ ТОРМОЗНОЙ

СИСТБ; 1Ы ТРА11СПОРТ11ОГО СРЕС1ВА

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к нротивоблокировочпым устройствам тормозных систем транспортных «pедств, например, автомобилей.

Известно противоолокировочнос устройство для то1)мозной системы транспортного средства, содержащее датчик угловой скорости колеса, соединенный через дифференциатор с одними из входов днуx компараторов, другие входы которых соединены с генераторами постоянных напряжений. а выходы через элемент 11 — с электромагнитным клапаном сброса тормозного давления (1).

Недостаток этого устройства заклю ается в невозможности регулировки скорости нарастания и сороса тормозного давления, что снижает эффективность торможения.

Наиболее близким к изобретению IIo технической сущности и достигаемому рсзультату является противоблокировочпое устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее датчик угловой скорое-., колеса, дифференциатор, соединенный с датч ком угловой скорое": ll колеса, компараторы. один из входов каж f()l.o нз которых соединен с выходом дифференциатора, а другой — — с генератором постоянного напряжения, элементы И.1И If И, один и другой входы одного из которых соединены непосре гственно и через инвертор соответственно с выходом одного и другого компараторов, генератор импульсов, один из входов которого через усилитель c0p3IIHpH с выходом дифференциатора, а выход — с одним из входов второго элемента И, выход которого соединен с обмоткой электромагнитного клапана сброса тормозного давления (2) .

Недостатком этого устройства является независимость скорости уменьшения тормозного давления от величины углового замедления колеса, что снижает эффективность

15 торможения.

Цель изобретения — повышение эффективности торможения.

Цель достигается тем, что противоблокировочное устройство снабжено блоками памяти, интегратором, ключами, дополнитель ными компараторами и генераторами постоянного напряжения. триггерами, одновибраторами, делителем напряжения, сумматором и генератором сигнала ошибки, один из Вход!lH которого через первый ключ соединен с

622392

3 выходом первого элемента И, второй через усилитель — с выходом дифференциатора„ а выход — co вторым входом генератора импульсов и одним из входов первого дополнительного компаратора, з ".îä которого через первый элемент ИЛИ соединен с нуле:. вым входом первого три.: ера, единичный вход которого через втор и элемент ИЛИ соединен с выходом второго подключенного к. выходу дифференциатора и третьего дополнительных компараторов, а выход — с другим входом второго элемента И и входом первого одновибратора, выход которого соединен с одним из входов второго клю.ча, другой вход которого соединен с одним из вхОдов третьего дополнительного компаратора и выходом интегратора, один и другой входы которого соединень соответственно через инвертор и третий ключ с выходом второго компаратора, соединенным допзлнительно с одним из в .одов ствертого ключа, выходом соединенного с третьим входом генератора импульсов и c,.-.óëåàûì входом второго триггера, выход кгторого соединен через третий элемент РЛИ с одним из входов первого блока памяти. второй вход которого соединен с одним из сходов четвертого дополнительного компаратора и датчиком угловой скорости колеса, а выхо - — с одним из входов делителя напряжения, соединенного вторым входом с датчиком у.ловой скорости колеса, а выходом через уси лители — с четвертым входом генератора импульсов и с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго блока памяти, одним из входов соединенным с выходом генератора сигнала ошибки, а выход — c одним из входов пятого ключа, выход которого соединен с третьим входом генератора сигнала ошибки и выходом первого ключа, а другои вход — с выходом второго одновибратора, входом подключенного к выходу первого компаратора, а выходом дополнительно соединенного с еди- 46 ничным входом второго триггера н с одним из входов третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого дополнительного,компаратора, а выход через первый элемент ИЛИ вЂ” с нулевым входом первого триггера, причем другой вход каждого из дополнительных компараторов соединен с соответствующим дополнительным генератором постоянного напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фнг. 2 — график работы устроиства после начала цикла адаптивного торможения; на фиг. 3 — график рабочего цикла устройства; на фиг. 4 функциональная схема генератора импульсов; на фиг. 5 — импульсы на выходе генератора импульсов.

Устройство содержит датчик 1 угловой скорости колеса, соединенный через дифференциатор 2 с одними из входов компараторов 3 — 5, другие входы которых соединены с генераторами 6 — 8 постоянного напряжения. Один из нходов логического элемента И 9 соединен с выходом компаратора 3, другой вход через иннертор 10 — с выходом компаратора 4, а выход управляет ключом 1!, включенным между генератором 12 и стоянного напряжения и одним из входов генератора !3 сигнала ошибки, другой вход которого через усилитель 14 соединен с выходом дифференциатора 2, а выход — с одним из входов генератора !5 импульсов, Электромагнитный клапан 16 сброса тормозного давлени. подключен к выходу логического элемента И 17. один из входов которого соединен с выходом генератора 15 импульсон, а другой — с выходом триггера 18, единичный вход которого соединен с выходом компаратора 5, а нулевой вход — с выходом компаратора 19, один из входов которо-о соединен с генератором 20 постоянного напряжения, а другой — с выходом ге .ератора 13 сигнала ошибки. Ключ 21, уп-. равляемый компаратором 4, включ н между генератором 22 постоянного напр женки и входом интеграт.>ра 23, выход к орого соединен с одним из входов компаратора 24, j, ó-ой вход кс рого соединен с генератором 25 постоянно о напряжения. Выход ком-. паратора 24 через элемент ИЛИ 26 с:::единен с единичным входом триггера 18, нулевой вход которого соединен дополнительно через элемент ИЛИ 27 с выходом элемента И 28, один из входоз которого соединен с выходо компаратора 29, соединенного с выходом,датчика 1 угловой скорости колеса и генератором 30 постоянного напряжения.

Другой вход элемента И 28 соединен -. выходом однонибрато ..а 31, соединенным с одним из вхо;.ов блока 32 памяти, ключа 33, триггера 34, выход которого через элемент

ИЛИ 35 со."липеи с блоком памяти 36. Выход блока памп-:и 36 соединен с одним из входов делителя 37 напряжения, выход оторого через усилители 38 и 39 соединен с другим входом генератора 15 и ч"рез усилители 38 н 40 с одним из пходс н сумматора 41.

Третий вход генератора . 5 импульсов соединен с ьь:.ходом ключа 42, а четвертый через усилитель (не показан) — с выходом диф ференциатора 2. Выход триггера 18 соеди нен также со входом од говибратора 43, соединенного выходом с одк: м из входов ключа 44, другой вход которого соединен с выходом интегратора 23, а выход — с > входом гене атора 13 сигнала ошибки. Выход компаратора 4 через ичвертор 45 соединен со входом интегратора 23.

Генератор 13 сигнала ошибки представляет собой интегрирующий усилитель и вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный общему времени ускорения или торможения колеса и характеризующий процесс изменения скорости колеса во времени.

Генератор 15 импульсов включает в себя сумматор 46, суммирующий сигналы, посту622392 генератор 13 будет вырабатывать сигнал, характеризующий сравнительно медленное начало процесса эффективного торможения и клапан 16 будет находиться во включенном положении в течение сравнительно небольшой части каждого цикла, в результате чего давление в пневмокамерах тормоза будет падать с меньшей скоростью. Если же ускорение колеса меняется по кривой

55 и остается в указанном интервале в течение достаточно большого промежутка времени, то цикл адаптивного торможения начинается в тот момент, когда ускорение колеса упадет до точки 56, т. е. прежде, чем величина замедления станет меньшей замедления сцепления. В этом случае сигнал, поступающий на генератор 13, будет меньше сигнала, подаваемого в него при изменении ускорения по кривой 54, и поэтому клапан

l6 будет находиться во включенном состоянии в течение еще меньшей части периода выходного сигнала генератора 15. При нз49

55 пающие на его входы а, б, в, r компаратор 4? и генератор 48 пилообразного напряжения определенной частоты, амплитуда которого равна предварительно заданной максимально возможной сумме сигналов, поступаю- З щих на сумматор 46 (на фиг. 5 показано пунктирной линией). Позициями 49 н 50 обозначены на чертеже соответственно колесо и источник эталонного напряжения.

Устройство работает следующим обра-. зом.

10.

Как показано на фиг. 2 цикл адаптивного торможении начинается в тот момент,когда замедление холма 49 упадет ниже уровня G, соответствующего сцеплению колеса с колодками тормоза (на фнг. 2 линия

51). Адаптивное управление начинается также в том случае, когда величина замедления в течение заданного заранее промежутка времени остается в пределах G — (л, (на фиг. 2 линия 52). Условия, характеризующие момент адаптивного торможения, засылаются

s генератор 13, и величина выходного сигнала генератора 15 определяется временем, в течение которого сигнал с выхода дифференциатора 2 остается в пределах между

G u G, Так, например, прн уменьшении ускорения по кривой 53 отрицательное ускорение колеса быстра меняется от G > до G, и при этом в генератор 15 подается сигнал, характеризующий бысгрое начало процесса адаптивного торможения. Так как выходной сигнал генератора 15 зависит от величины выходного сигнала генератора 13, то электромагнитный клапан 16 будет во включенном положении в течение большей части периода выходного сигнала генератора 15 и давление в пневмокамере тормоза будет падать с достаточно большой скоростью. С другой стороны, изменение ускорения колеса по кривой 54 требует существенно большего времени изменения уровня ускорения от б до

G по сравнению с кривой 53), поэтому менении ускорения по кривой 57 оно не только.не падает ниже уровня G, но и остается в течение некоторого отрезка времени киже уровня G,. В этом случае процесс адаптивного торможения не начнется.

Сигнал с выхода днфференциатора 2 подается для сравнения в компараторе 4 с эталонным сигналом, соответствующим уровню.G1 (линия 52), н одновременно.s ком-. параторе 5 с эталонным сигналом, ссютветствующим уровню б {линия 51). Если этот сигнал окажется ниже уровня G; то на выходе компаратора 5 появится сигнал, запускающий через элемент ИЛИ 26 триггер

18, сигнал с выхода которого поступает на один нз входов элемента И 17, на другом входе которого присутствует сигнал от генератора 15. В результате произойдет возбуждение электромагнитного клапана 16, что будет соответствовать началу цикла адаптивного торможения при изменении уровня ускорения по кривым 53, 54.

Если сигнал с выхода дифференцнатора

2 станет ниже уровня б1 (линия 52), но не упадет ниже уровня G (линия 51), то появится сигнал на выходе компаратора 4, включающий в работу интегратор 23 с помощью замыкании ключа 21 (начальный уровень сигнала, выходящего нз интегратора 23, определяется напряжением на его выходе от источника 5О эталонного напряжения).В результате будет происходить падение уровня выходного сигнала по определенному закону, задаваемому величиной сигнала на входе ключа 21. Сигнал с выхода интегратора 23 сравнивается в компараторе 24 с эталонным от генератора 25, и, если он окажется меньше, то через элемент ИЛИ 26 также запустится триггер 18, т. е. триггер 18 срабатывает и в случае, если ускорение колеса меняется по кривой 55 (по сигналу с выхода компаратора 24); Сигнал триггера 18 поступает н на одновибратор 43, замыкающий ключ 44, в результате чего сигнал от интегратора 23 поступит на вход «начального уровня» генератора 13 сигнала ошибки. Так как сигнал на выходе интегратора 23 зависит от времени, в течение которого ускорение колеса остается в пределах G<-G, то и начальная величина сигнала на выходе генератора 13 также будет зависеть от этого промежутка времени.

Сигнал с выхода дифференциатора 2 подается на вход еще одного компаратора 3 для сравнения с эталонным сигналом от генератора 6, соответствующим уровню ускорения (точка 56).

Сигнал с выхода компаратора 3 поступает иа один из входов элемента И 9, на другой вход которого подается через инвертор 10 сигнал от компаратора 4. На выходе элемента И 9 будет присутствовать сигнал в тоМ случае, когда замедление колеса будет лежать в пределах G,— G, (линии 52 и 58). Этот сигнал будет замыкать клк>ч 11, 622392

7 через который от генератора 12 постоянного напряжения на генератор 13 сигнала ошибки будет поступать отрицательный сигнал, уменьшающий его выходной сигнал. Так как напряжение от генератора 12 сравнительно 5 велико, -o сигнал на выходе генератора l3

@ps замкнутом ключе ll будет падать достаточно быстро.

Сигнал с выхода генератора 13 сравнивается в кампараторе 19 с эталонным сигналом от генератора постоянного напряже-: ния 20 и, если он окажется ниже, то на триггер 18 через элемент ИЛИ 27 поступит сигнал, прекращающий его работу.

Следует отметить, что сигнал от генератора 13 станет ниже сигнала от генератора ts

20 по истечении очень небольшого промежутка времени после запирания ключа l l, поэтому окончание цикла торможения происходит достаточно быстро прн условии, что сигнал замедления колеса остается в диапазоне G,— Gg. Однако величина этого сигнала допускает прохождение его через этот диапазон во время разгона нли торможейия колеса без окончания цикла, для чего соответствующим образом должно регулироваться напряжение от генератора !2. 25

При падении ускорения колеса 49 ниже уровня Gg будет запускаться и одновибратор 3!, сигнал с выхода которого .поступает на один нз входов элемента И 28, на другой вход которого поступает сигнал от компаратора 29, сравнивающего сигнал от датчика 1 скорости с эталонным сигналом от генератора 30 постоянного напряжения. Поэтому триггер 18 будет перебрасываться всякий раз при наличии сигнала на выходе элемента И 28 илн на выходе компаратора !9, следствием чего будет исчезновение сиги»ла на выходе. элемента И 17 н отключение клапана 16.

Скольжение колеса определяется функци.- . ей 1 — V„/V; где V« — фактическая скорость колеса, V — некоторая заданная ско- 46 рость, и вычисляется с помощью блока 36. памяти, соединенного с датчиком 1 скорости и выходом элемента ИЛИ 35, один из входов которого соединен с выходом триггера 34, а другой — с инвертированным выходом триггера 18. Блок 36 памяти заноми45 пает после начала цикла адантивиого торможения и прн отсутствии сигнала йа выходе триггера 34 значение сигнала от датчика 1.

Сигнал с выхода этого блока делится в делителе 37 напряжения, сигнал с выхода ко- so торого подается на усилитель 38, который вычитает его из единицы с образованием на выходе сигнала, пропорционального ве личине 1 — Ч„/Ч„т.е. скольжению колеса.

Этот аЪгнал, умноженный в усилителе 39, подается на вход генератора 15, и умноженный в усилителе 40 — на вход сумматора 41, соединенного с блоком 32 памяти, запоминающим. сигнал ошибки от генератора 13 юлько при подаче на его вход сигнала от

8 одновнбратора 31, т.е. только при снижении ускорспйя колеса ниже уровня Gs. Одновибратор 31 замыкает также ключ 33, что приводит к тому, что прн начале цикла торможения начальный уровень генератора 13 определяется сигналом от интегратора 23, а в дальнейшем он будет зависеть от суммы сигзлов скольжения и генератора сигнала !3 ошибки. Таким образом, начальный уровень генератора 13 сигнала ошибки будет меняться всякий раз, когда ускорение колеса становится ниже уровня G<, Tai; как сигнал на выходе делителя 37 при подаче в блок 36 памяти информации о скоро ти колеса будет равен единице, то сиг.нал, характеризующий скольжение колеса, становится равным нулю сразу после того, как ускорение колеса упадет ниже уровня

С, и остайется равным нулю вплоть до включения триггера 34, сигнал которого через элемент ИЛИ 35 будет поступать на вход блока 36 памяти и обеспечивать запомина;

we аниого значения скорости до того момента, когда ускорение колеса. вновь упадет ниже уровня Оэ.

Сигнал с выхода комчаратора 4 замыкает также и ключ 42, >беспечивая подачу сигнала m генератора 59 постоянного напря-. жения на вход генератора 15 при снижении замедления колеса ниже уровня G>.

Таким образом, выходной сигнал генератора 15 импульсов будет зависеть от суммы различных входных сигналов, получаемой на выходе.сумматора 46 (см. фиг. 4). Есин мак- симал:-ное и мнннм.- .льное значения сигнала на выходе генератора 4W, принять равными соответственно + IN и — -!,Щ т.е. амплитуда сигнала иа выходе сумматора 46 должна быть или +100 или — 100, s лежать в интервале от + 100 до †1.

Если она равна + !ОО, то клапан !6 будет постоянно находиться во включенном состоянии и давление в пневмокамерах тормоза будет быстро падать. Если она равна—

100, то клапан будет выключен н.пневмокамары будут свободно,соединяться с источником давления, и тормозное давление будет быстро возрастать, Все промежуточные значения сигнала на выходе сумматора б, дут соответствовать различным соотнои е!.иям между положениями полого включенк илн полного выключения клапана. Например, если напряжение на выходе сумматора 46 равно 70 единицам, то на выходе ком чратора 47 появится сигнал толь. ко тогда, когда ам ;литуда сигнала на выходе генератора -42 станет меньше 70 единиц (точки 60, 61 на фиг. 5). В этом случае клапан большую часть времени цикла будет выключен.

Отрицательным значениям сигнала на выходе сумматора 46 соответствует более высокий уровень тормозного давления, а положительным — более низкий .(тормозное давление падает, когда электромагнит клао22Э92

9 10 пана включен, и возрастает, когда он вы-. пряжения, триггерами, о новиб р р ми, дновибраторамн деключен) .. лителем напряжении,. сумматором и генерап об

Процесс адаптивного торможения более тором сигнала ошибки, один и в подро но иллюстрируется с помощью фиг, 3, торого через -первый ключ соединен с выхогде. момент включения тормоза обозначен, э дом первого элемента И второй чер как Т, = О при этом точками д, е, э, и, обоз- тель — с выходом днфференциато à, а вы. начены моменты, когда замедления колеса ход — со вторым входом генератора импуль. становятся равными соответственно Q; (на сов и одним из входов первого дополннтель. выходе компаратора 4), G (на выходе ком- ного компаратора, выход которого через перпаратора 5), О, и Ga на выходе компарато- вый элемент. ИЛИ соединен с нулевым вхра 3 н точкой к момент, когда при работе дом.первога триггера, единичный вход кото19 устройства в течение определенного коли- рого через второй элемент ИЛИ соединен с чества циклов торможение колеса .в конеч- выходом второго подключенного к выходу нам счете регулируется так, чтобы она в дифференциатора и третьего дополнительдальнейшем все время оставалось в преде- - ных компаратаров, а выход — c другим вхолах от б до 6, если эа это время не пронзай- 1 дом второго элемента И и входом первою дет полной остановки транспортного средст- аднавнбратора, выход которого соединен с одним нз входов второго ключа, другой вход

Начиная с точки к, элемент И 9 замыка- которого соединен с,адним нз входов треет ключ 11, что сопровождается. падением тьего дополнительного компаратора и выхосигнала ошибки, и на выходе компаратора дом интегратора, адин и другой входы. кото19 сформируется сигнал, прекращающий с рого соединены с тветственно через инверЗВ помощью триггера 18 цикл адаптивного тар- тор и третий ключ, с выходом второго ком.. можения. Это произойдет и в том случае; паратора, соединенным доядлннтельно с одкогда сигнал, пропорциональный ускорению . иим из входов четвертого ключа, выходом колеса, станет таким, что сигнал е выхода соединенного с третьим входом генератора генератора 13 будет меньше напряжения от 2 импульсов и с нулевым входом второго триггенератара 20 на - входе компаратора 19. гера, выход которого саед»нен через третий, При падении ускорения колеса да уров- .элемент ИЛИ с одним из входов первого и» Q сигьал с выхода компаратора 4 за- блока памяти, второй вход которого соедимыкает «люч 42, н на вход а генератора 15. нен с одним из входов четвертого дополниподается сигнал определенного уровня. В тельного компаратара и датчиком угловой результате этого всякий раз, когда тормо- Эв. скорости колеса,.а выход. — с. одним»ç жение колеса становится меньшим уров»» . входов делителя напряжения, соединенного б,происходит соответствующее иэмененне,вторым входам с датчиком угловой скорости сигнала с выхода генератора !5. Очевидно, ксэеса; а выходам через усилители — с чет.если замедление колеса превысит уровень б» вертым входом генератора импульсов и с одключ 42 снова разомкнется, н на вход гене- + иим из входов сумматора, другой вход которатора 15 сигнал поступать не будет. рого. соединен с выходом второго блока па- мяти, алиям иэ входов соединенным с выладам генератора сигнала ошибки, а выход—

Формула изобретен@я с одним иэ входов пятого. ключа, выход которого соединен с третьим входом генератоПративаблокировочное устройство для 4О ра сигнала ошибки и выходом первого клююрмоэной системы транспортного средства, ча, а другой вход — с выходом второго одсодержащее датчик угловой скорости колеса, . навнбратара, входом подключенного к выходнффереициатор, соединенный с датчиком ду первого кампаратора, а выходом дополугловой скорости колеса, компараторы, один интельиа соединенного с единичным вхоизвходовкаждогоизкоторыхсоединенсвы- дам второго триггера.и с одним иэ входов ходом дифференциатора, а другои — с гене- третьего элемента И, второй вход которого

i$ ратором постоянного напряжения, элемен- соединен с выходом четвертого дополнительты HJIH н И,.один н другой входы одного .ного компаратора, а выход через первый нз которых соединены непосредственно и элемент ИЛИ вЂ” с нулевым входом первого через инвертор соответственно с выходом триггера, причем другой вход дополнительодного и другого. компараторов, генератор 5g ных компараторов соединен с соответствуюимпульсов, один иэ входов которого через щнм дополнительным генератором постоянусилитель соединен с выходом днфференциа- ного напряжения. тора, а выход — с одним иэ входов второго злемснта И, выход которого соединен с об- . Источники информации, принятые во внимоткой электромагнитного клапана сброса мание при экспертизе: тормозного давления, отл цюи4ееся тем, ч™ 1, Пат нт США 1 3612620 g.„. 303 — 21, д с. целью повышения эффективности. торможения, оно снабжено блоками памяти, интегратором, ключа и, дополнительными ком- 2. Патент США № 3637246, кл. 303 — -21, параторами и генераторами постоянного на- 25.01.72. б22392

Составитель Л, Цобан

Редактор А. Купряйова Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Заказ 4711 Тираж 84 I Подписное

LLHHHflH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПНП «Патент», г. Ужгород, ул: Проектная, 4