Система автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 60 К 17/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ

gr»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3669185/27-11 (22) 05.. 12.. 83 (46) 23. 05 .86. Бюл. II- 19 (71) Целиноградский инженерно-строительный институт (72) П.Б.Лукавский, В.Г.Сорокин, Ф.Ф.Фатхулин и И.Б.Лукавский (53) 629.173-587 (088.8) (56) ЭИ Автомобилестроение, 1972, Ф 15, с. 1 "Мах-trac"

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1029527, кл. В 60 К 17/20, 1980. (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ CKOJIbNEHHH ВЕДУЩИХ

КОЛЕС ОДНОЙ ОСИ АВТОМОБИЛЯ В ТЯГО-

ВОМ РЕЖИМЕ, содержащая датчики первичной информации об угловых скоростях каждого ведущего и ведомого колес, формирователи импульсов, вход каждого из которых связан с выходом датчика первичной информации об угловой скорости одного из ведущих и ведомых колес, блок запрета работы системы при малых значениях скорости движения автомобиля, вход кото-. рого связан с выходом датчика первичной информации об угловой скорости одного из ведомых колес, блок управления, включающий в себя каналы сравнения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями ведомых колес каждого борта автомобиля, входы каждого из которых подсоединены к формирователям импульсов датчиков первичной информации об угловых скоростях ведущего и ведомого колес одaoio борта автомобиля, и электронный логический блок, который включает в себя элементы И и инверторы, при„„SU„„23251 д1 чем каждый из входов первого из элементов И, вход каждого из инверторов и один из входов второго и третьего элементов И через усилители подключены к выходам каналов сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес соответствующего борта автомобиля, а выходы инверторов соединены с другими входами второго и третьего элементов И противоположных бортов автомобиля, устройство для привода тормозов ведущих колес, включающее в себя источник и акуумулятор энергии рабочего тела, и устройство для подключения питания к блоку управления и к трем исполнительным ор- @ ганам, при этом вход первого испол- . фр нительного органа связан с выходом первого элемента И через транзистор- С„, ный ключ, а входы двух других исполнительных органов связаны через транзисторные ключи с выходом второго и третьего элементов И и через выключатель с источником энергии, о т л ич а ю щ а я с я тем, что; с целью повышения ее надежности, каждый из каналов сравнения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями . ведомых колес блока управления сис- «9» темы включает в себя счетчик импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведомого колеса с ,дешифратором, подключенным к Выходу упомянутого счетчика, счетчик импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведущего колеса . с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, схемы eosпадения, входы которых связаны между собой, с выходом блока запрета рабо1232514 ты системы и с выходом соответствующего формирователя импульсов, дополнительный инвертор, выход которого связан с входами схем совпадения, блок формирования импульсов сброса на "0" вход которого связан с вы» ходом дешифратора счетчика импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведомого колеса и выходом упомянутого инвертора, одноразрядный параллельный регистр, первый вход которого соединен с выходом дешифратора счетчика импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведущего колеса, вто рой вход — с выходом инвертора, а выход — с входом упомянутого усилиИзобретение относится к автомобилестроению, а именно к системам, регулирующим скольжение ведущих колес автомобиля в тяговом режиме, Известна система автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме, содержащая датчики первичной информации об угловых скоростях ве-. дущего и ведомого колес, кинематически связанные соответственно с выходным валом коробки передач и левым ведомым колесом, блок управления, содержащий каналы измерения угловых скоростей ведущего и ведомого колес, входы которых подключены .к выходам соответствующих датчиков первичной информации об угловых скоростях колес, каждый из которых, в свою очередь, содержит последовательно соединенные формирователь импульсов сигналов упомянутого датчика по амплитуде и форме и интегратор для выдачи сигнала, пропорционального измеряемой угловой скорости, блок .сравнения, оба входа которого соеди" иены с выходами интеграторов, преобразователь напряжение — ширина импульса, который состоит из интегратора и перекидного переключателя, длительность выходного импульса которого пропорциональна выходному напряжению блока сравнения или, что

30 теля, .устройство для привода тормозов ведущих колес выполнено электрическим, причем источником и аккумулятором энергии в нем являются соответственно аккумуляторная батарея и генератор системы электрооборудования автомобиля, а исполнительные органы выполнены в виде электромагнитов, штоки которых через системы рычагов связаны с тормозными колодками, при этом один из.транзисторных ключей, установлен последовательно электрической цепи обмотки электромагнитного клапана, запорное устройство которого установлено в канале главной дозирующей системы карбюратора.. однозначно, разности выкодных напряжений интеграторов, а пороговые значения разности задаются режимами перекидного переключателя, усилитель мощности, включаемый водителем, и исполнительный орган . — мощный транзистор, включенный в первичную цепь катушки зажигания, регулирующий крутящий момент на коленчатом валу двигателя, управляемый усиленным и преобразованным в импульсы выходным сигналом блока сравнения, наличие или отсутствие которого зависит от знака разности выходных напряжений интеграторов, а длительность импульсов пропорциональна величине разности f1).

Недостатком данной системы автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме является, то, что смена сигналов- ее исполнительному органу на уменьшение и увеличение скольжения буксующего ведущего колеса в следующих друг за другом циклах регулирования при изменении скорости автомобиля в ней осуществляется при разных величинах его относительного скольжения, что приводит к смещению диапазонов регулирования относительного скольжения ведущих колес в сторону как меньших, так и больших его значений и, я конечном

1232514 итоге, к ухудшению интенсивности разгона и проходимости автомобиля.

Кроме того, недостатком системы является то, что она содержит один канал сравнения угловых скоростей 5 ведущего и ведомого колес, включающий канал измерения угловой скорости ведущего колеса, связанный с датчиком, установленным у выходного вала коробки передач, и канал измерения угловой скорости ведомого (левого) колеса. В результате при движении автомобиля на поворотах ввиду качения его левых и правых колес по различным радиусам по отношению к центру поворота допускается погрешность в определении порогового значения относительного скольжения буксующего ведущего колеса, что также приводит к смещению диапазона регулирова20 ния его относительного скольжения и, в конечном итоге, к ухудшению интенсивности разгона и проходимости автомобиля.

Так как система содержит один ка25 нал сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес и один исполнительный орган — мощный транзистор, включенный в первичную цепь катушки зажигания и регулирующий крутящий момент на коленчатом валу двигателя, то с ее помощью невозможно осуществить индивидуальное регулирование скольжения каждого ведущего колеса одной оси автомобиля, à 35 значит и обеспечить максимально возможную интенсивность разгона и проходимость при движении по дорогам с различными сцепными свойствами по поперечному профилю (под ведущими 40 колесами разных бортов автомобиля}.

Известна система автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме, содержащая датчики первичной 45 информации об угловых скоростях каждого ведущего и ведомого колес, формирователи импульсов, вход каждого из которых связан с выходом датчика первичной информации об угловой ско- 50 рости одного из ведущих и ведомых колес, блок запрета работы системы при малых значениях скорости движения автомобиля, вход которого связан с вьмодом датчика первичной инфор- 55 мации об угловой скорости одного из ведомых колес, блок управления,включающий в себя каналы сравнения угловых скоростей ведущих колес с. угловыми скоростями ведомых колес каждого борта автомобиля, входы каждого из которых подсоединены к формирователям импульсов датчиков первичной информации об угловых скоростях ведущего и ведомого колес одного борта автомобиля, и электронный логический блок, который включает в себя элементы И и инверторы,причем каждый иэ входов первого из элементов И, вход каждого из инверторов и одни из входов второго и третьего элементов И через усилители подключены к выходам каналов сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес соответствующего борта автомобиля, а выходы инверторов соединены с другими входами второго и третьего элементов И противоположных бортов автомобиля, устройство для привода тормозов ведущих колес, включающее в себя источник и аккумулятор энергии рабочего тела, и устройство для подключения питания к блоку управления и к трем исполнительным органам, при этом вход первого исполнительного органа связан с выходом первого элемента И через транзисторный ключ, а входы двух других исполнительных органов связаны через транзисторные ключи с выходом второго и третьего элементов И и через выключатель с источником энергии Г23 .

Недостатком известной системы автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме является то, что она ввиду использования блока управления на дискретных элементах электроники имеет большие габариты, низкую надежность и недостаточно xopomme метрологические характеристики что, в конечном итоге, сказывается на ее эффективности. Кроме того, известная система имеет большие вес и габариты ввиду использования в ней металлоемкого гидравлического привода тормозов ведущих колес с посторонним источником энергии, включающим резервуар для тормозной жидкости насос высокого давления, обратный клапан, автомат разгрузки насоса, фильтр для очистки жидкости, гидроаккумулятор, управляющий тормозной клапан, гаситель гидроудара. Таким образом, практически известную систему невозможно устанавливать на

1232514

1О

t5

35

55 автомобили, которые имеют обычный гидравлический привод тормозов, т.е. привод, в котором усилие для приведения в действие тормозных механизмов колес создается водителем через главный тормозной цилиндр.

В известной системе при воздействии исполнительного органа — мощного транзистора на систему зажигания двигателя ввиду ухудшения искрообразования происходит потеря части топлива за счет его неполного сгорания, -что ведет к повышению расхода топлива автомобилем.

Цель изобретения — повышение надежности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в системе автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом

В режиме, содержащей датчики первичной информации об угловых скоростях каждого ведущего и ведомого колес, формирователи импульсов, вход каждого из которых связан с выходом датчика первичной информации об угловой скорости одного из ведущих и ведомых колес, блок запрета работы системы при малых значениях скорости движения автомобиля, вход которого связан с выходом датчика первичной информации об угловой скорости одного из ведомах колес, блок управления, включающий в себя каналы сравнения угловых скоростей ведущих .колес с угловыми скоростями ведомых колес каждого борта автомобиля, входы каждого из которых подсоединены к упомянутым формирователям импульсов датчиков первичной информации об угловых скоростях ведущего и ведомого колес одного борта автомобиля, и электронный логический блок, который включает в себя элементы И и инверторы, причем каждый из входов первого из элементов И, вход каждого из инверторов и.одни иэ входов второго и Третьего элементов И через усилители подключены к выходам каналов сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес соответствующего борта автомобиля, а,выходы инверторов соединены с другими входами второго и третьего элементов И противоположных бортов автомобкля, устройство для привода тормозов ведущих колес, включающее в себя источник и аккумулятор энергии рабочего тела, и устройство для подключения питания к блоку управления и к трем исполнительным органам, при этом вход первого исполнительного органа связан с выходом первого элемента И через транзисторный ключ, а входы двух других исполнительных органов связаны через транзисторные ключи с выходом второго и третьего элементов И и через выключатель с источником энергии, каждый из каналов сравнения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями ведомых колес блока управления системы включает в себя счетчик импульсок датчика первичной информации об угловой скорости ведомого колеса с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, счетчик импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведущего колеса с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, схемы совпадения, входы которых связаны между собой, с выходом блока запрета работы системы и с выходом соответствующего формирователя импульсов, дополнительный инвертор, выход которого связан с входами схем совпадения, блок формирования импульсов сброса на "О", вход которого связан с выходом дешифратора счетчика импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведомого колеса и выходом упомянутого инвертора, одноразрядный параллельный регистр, первый вход которого соединен с выходом дешифратора счетчика импульсов датчика первичной информации об угловой скорости ведущего колеса, второй вход — с выходом инвертора, а выход — с входом упомянутого усилителя, устройство для привода тор-. мозов ведущих колес выполнено электрическим, причем источником и аккумулятором энергии в нем являются соответственно аккумуляторная батарея и генератор системы электрооборудования автомобиля, а исполнительные органы выполнены в виде электромагнитов, штоки которых через системы рычагов связаны с тормозными колодками, при этом один из транзисторов ключей установлен последовательно электрической цепи обмотки электромагнитного клапана, запорное

1232514 устройство которого установлено в канале главной дозирующей системы карбюратора.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема системы 5 автоматического регулирования скольжения ведущих колес одной оси автомобиля в тяговом режиме, на фиг.2 схема тормозного механизма с электромагнитом и системой рычагов,служащих для подтормаживания ведущего колеса автомобиля по сигналам электронного блока управления.

Предлагаемая система содержит датчики 1 и 2 первичной информации об угловых скоростях соответственно ведомых и ведущих колес, формирователи 3 импульсов, вход каждого из которых связан с выходом датчика 1 или 2 первичной информации об угловой скорости одного из ведомых или ведущих колес, блок 4 запрета работы системы при малых значениях скорости движения автомобиля, вход которого связан с выходом датчика 1 первичной информации об угловой скорости одного из ведомых колес, электронный блок 5 управления, электрическое устройство для привода тормозов ведущих колес и три исполнительных органа — мощных транзистора 6-8, первый из которых служит для регулирования крутящего момента на коленчатом валу двигателя, а два других - для подтормаживания соответ- 35 ствующего ведущего колеса автомобиля по сигналам блока 5 управления системы.

Электронный блок Ь управления системы включает каналы 9 и 10 срав- 40 нения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями ведомых колес соответственно по левому и правому борту автомобиля, входы каждого из которых подсоединены к фор- 45 мирователям 3 импульсов датчиков первичной информации об угловых скоростях ведущего и ведомого колес одного борта автомобиля, и электронный логический блок 11. 50

Каждый канал 9 и 10 сравнения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями ведомых колес блока 5 управления системы содержит счетчик 12 импульсов датчика первич- 55 ной информации об угловой скорости ведомого колеса с дешифратором 13, подключенным.к выходам счетчика, и схему 14 совпядения, подключенную между входом счетчика и выходом формирователя 3, счетчик 15 импуль"ов датчика первичной информации об угловой скорости ведущего колеса с дешифратором 16, подключенным к выходам счетчика, и схему 17 совйадения, подключенную между входом счет чика и выходом формирователя 3.

Выход дешифратора 13 соединен с блоком 18 формирования импульса сброса на "0" всех счетчиков, второй вход которого соединен с переключающим устройством 19, выход дешифратора 13 через инвертор 20 связан с входами схем 14 и 17 совпадения, а также соединен со счетным входом одноразрядного параллельного регистра 21, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора

16. Имеются усилители 22 мощности.

Электронный логический блок 11 содержит элементы И 23 - 25 и инверторы 26 и 27, причем каждый вход элемента И 23> вход каждого инвертора 26 и 27 и одни иэ входов каждого элемента И 24 и 25 через усилители 22 подключены к выходам регистров 21, а выходы инверторов 26 и 2? соединены с другими входами элементов И 24 и 25 противоположных бортов автомобиля.

Выход элемента И 23 через исполнительный орган — мощный транзистор 6, предназначенный для регулирования крутящего момента на коленчатом валу двигателя, связан с элек тромагнитным клапаном 28, запорное устройство которого установлено в канале главной дозирующей системы карбюратора 29.

Устройство для привода тормозов ведущих колес включает аккумуляторную батарею 30, генератор 31 и реле 32 обратного тока системы электрооборудования автомобиля, устройство 19, выключатель 33 и электромагниты 34, штоки которых через системы рычагов 35 — 37 (фиг. 2) связаны с тормозными колодками 38 ведущих колес, причем между электрическими входами электромагнитов 34 и выходом устройства 19 установлены исполнительные органы — мощные транзисторы 7 и 8, управляющие входы которых подсоединены к выходам соответствующих элементов И 24 и 25, а вход устройства 19 через выключа1232514

35

50

55 тель 33 и реле 32 обратного тока— к аккумуляторной батарее 30 или генератору 31.

Переключающее устройство 19 сблокировано с педалью 39 управления дроссельной заслонкой карбюратора 29.

Система работает следующим образом.

При воздействии оператора (води" теля) на педаль 39 управления дроссельной заслонкой карбюратора 29 при замкнутом состоянии выключателя

33 скользящим контактом устройства

19 включается питание на блок 5 управления системы (схемы) и вырабатывается импульс асинхронной установки всех его элементов с памятью (счетчиков 12 и 15 и регистров 21) в "0" сигналами, сформированными блоками 18 и поданными на их входы

R и, соответственно, на выходах усилителей мощности 22 устанавливаются. нулевые уровни напряжений. Сигналы с дешифраторов 13 и 16 равны

"0", и, соответственно, выходы инверторов 20 имеют состояния "1".

При вращении ведущих и ведомых колес в индукционных датчиках и 2 с частотой, пропорциональной угловой скорости колес, наводятся электрические сигналы, которые нормализуются по форме в формирователях 3.

Схемы 14 и 17 совпадения не разрешают прохождение этих сигналов на входы счетчиков 12 и 15 при отсутствии разрешающего сигнала с блока 4 запрета работы системы при малых значениях скорости движения автомобиля.

Как только угловая скорость ведомого колеса достигает определенного минимального значения, блок 4 запрета работы системы при малых скоростях вырабатывает разрешающие сигналы схемы 14 и 17 совпадения, которые открываются, пропуская сигналы датчиков на входы соответствующих счетчиков 12 и 15. Емкости счетчиков 12 и 15 выбраны таким образом, что отношение количества импульсов полностью заполненных счетчиков численно равно (1 — S„, ), т.е.

Б аа

N чсm

be Э, где Ма, — емкость счетчика 12;

N — емкость счетчика 15. ь а»"

Структура дешифраторов 13 и 15 выбрана так, что сигнал "1" на выходе дешифратора 13 формируется при полном заполнении счетчика 12, а

5 сигнал " 1" на выходе дешифратора 16 формируется при полном заполнении или переполнении счетчика 15.

Таким образом, одновременное открытие входов счетчиков 12 и 15 и одновременное их закрытие при заполнении счетчика 12, сигнал "1" на выходе дешифратора 16 может быть только тогда, когда имеет место скольжение ведущего колеса, т.е. когда величина его угловой скорости больше величины угловой скорости ведомого колеса в (1 — $„, ) раз, этот сигнал "1" записывается в регистр 21, так как на управляющем и счетном входах регистра имеет место "1", и этот сигнал через инвертирующий усилитель 22 мощности и при наличии на его втором входе разрешающей "1" от блока 4 запрета работы системы при малых скоростях движения автомобиля поступает на один из входов электронного логического блока 11.

При появлении сигнала на выходе .канала сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес другого борта автомобиля, он подается на другой вход электронного логического блока 11.

В исходном состоянии при отсутствии сигналов на выходах каналов 9 и 10 сравнения угловых скоростей ведущих колес с угловыми скоростями ведомых колес обоих бортов автомобиля, т.е. при их нулевом уровне, на выходах элементов И 24 и 25 сигналы также имеют нулевой уровень, так как они закрыты по первому входу, а на вторых входах имеется единичный уровень сигналов, поступающих с инверторов 26 и 27 противоположных бортов.

Исполнительные органы — мощные транзисторы 7 и 8 закрыты и электромагниты 34 обесточены.

Поскольку на обоих входах элемента И 23 имеются нулевые уровни сигналов с усилителей 22, исполнительный орган — мощный транзистор 6 также закрыт, а электромагнитный кла" пан 28 обесточен, что сопровождается нормальной работой главной дозирующей системы карбюратора 29.

Так как автомобиль движется по дороге с непрерывно изменяющимися

1232514

При появлении сигнала с канала 10 сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес правого борта автомобиля при продолжающемся действии сигнала с канала 9 сравнения угловых скоростей ведущего и ведомого колес его левого борта этот сигнал воздействовать на,,электромагнит

34 правого борта не может, поскольку элемент И 25 этого борта заперт инвертором 26 левого борта автомобиля и закрывает элемент И 24 инвертором 27. Транзистор 7 закрывается, и электромагнит 34 левого борта обесточивается, что приводит к растормаживанию левого ведущего колеса.

45 сцепными свойствами по продольному и поперечному профилям, то и темпы изменения величин относительных скольжений левого и правого ведущих колес изменяются также непрерывно, 5 и, в конечном итоге, значения уставки достигает какое-то одно из ведущих колес: либо левое, либо правое.

Предположим, значения уставки достигла величина относительного 1О скольжения ведущего колеса левого борта автомобиля и канал 9 сравне ния угловых скоростей. этого борта выдал единичный уровень сигнала.

Этот сигнал проходит через элемент И

24,что приводит к открытию транзистора 7 и подаче электрического тока в обмотку электромагнита 34, шток которого через систему рычагов 35

37 перемещает тормозные колодки 38. 20

Последнее вызывает подтормаживание левого ведущего колеса. Этот же сигнал через инвертор 26 запирает элемент И 25 включения электромагнита

34 правого борта автомобиля. Воздействовать на электромагнитный клапан

28, предназначенный для закрытия канала главной дозирующей системы карбюратора 29, он не может, поскольку элемент И 23 заперт. 30

Одновременно действующие сигнал с каналов 9 и 10 сравнения угловых скоростей ведущих колес с углов ми скоростями ведомых колес соответственно левого и правого бортов автомобиля проходят через элемент И 23 и открывают мощный транзистор 1, обеспечивая подачу электрического тока на обмотку электромагнитного клапана 28, который закрывает канал главной дозирующей системы карбюратора 29. Крутящий момент на коленчатом валу двигателя уменьшается и, соответственно, уменьшается относительное скольжение обоих ведущих колес.

При снятии одного из сигналов любым из каналов 9 или 10 элемент И

23 закрывается, транзистор 6 запирается, обесточивая электромагнитный клапан 28. Главная дозирующая система карбюратора 29 восстанавливает подачу топлива в цилиндры двигателя в соответствии с положением его дроссельной заслонки. Через соответствующий инвертор 26 или 27 открывается элемент И 24 или 25 противоположного борта. Действующий на другом входе электронного логического блока

11 сигнал проходит через элемент И этого же борта и открывает соответствующий мощный транзистор 7 или 8, что приводит к подтормаживанию одного из ведущих колес.

Так как крутящий момент на коленчатом валу двигателя вновь возрастает, то большая его величина перераспределяется на незатормаживаемое ведущее колесо, что вновь вызывает увеличение его относительного скольжения.

Таким образом, предлагаемая сис-, тема обеспечивает индивидуальное неl зависимое регулирование относительного скольжения каждого ведущего колеса автомобиля при его движении в тяговом режиме.

1232514

Составитель С.Панкратон

Редактор В.Петраш Техред И.Попович Корректор С.Черни

Заказ 2734/19 .Тираж 647 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,. 4