Противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства

 

Использование: в транспортном машиностроении, конкретнее в тормозных системах, предотвращающих блокирование колес при торможении. Сущность изобретения: устройство содержит датчики (Д) динамического состояния колес, выходы которых через формирователи (Ф) сигнала скорости связаны с микропроцессорными (МП) вычислителями для каждой пары колес, согласующие усилители (СУ), входы которых подключены к выходам МП вычислителей, а выходы - к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес. Устройство снабжено дополнительным блоком контроля (БК) эффективности торможения, электрическим выключателем и цифровым индикатором (ЦИ), при этом входы указанного БК подключены к Д начала торможения и входам МП вычислителей, связанным с Ф, выход - к ЦИ, БК выполнен в виде связанных магистралями входного мультиплексора (МС), счетчиков (С) числа оборотов ведомых колес и времени торможения, тактового генератора, узла определения начала торможения, элемента И и арифметико-логического устройства (АЛУ), причем входы АЛУ подключены к одному из контактов выключателя и выходам С времени торможения, а выход - к ЦИ. Определение эффективности торможения осуществляется устройством за время замедления транспортного средства с 40 до 20 км/ч и определяется по формуле: Z=0,556/(t₂₀-t₄₀) , где Z - коэффициент торможения автомобиля; (t₂₀-t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч; 0,556 - константа определения по формуле: const = (40 - 20) 1000/360 g, где g=9,8 м/с². Дополнительный БК может быть выполнен в виде специализированной БИС или интегрального узла. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в тормозных системах, обеспечивающих предотвращение блокирования колес при торможении.

Известно противоблокировочное устройство автомобиля, содержащее регулирующие контуры для каждого колеса, при этом каждый регулирующий контур включает в себя датчик динамического состояния колеса, подключенный к электронному блоку обработки данных, подключенному к источнику тока и имеющему схему формирования опорной скорости и предохранительную схему, управляющую электронным выключателем, а также регулирующий тормозное давление электромагнитный клапан, подключенный к электронному блоку, причем схема формирования сигнала опорной скорости и предохранительная схема выполнены в виде интегральных узлов, а предохранительная схема одного регулирующего контура размещена в интегральном узле другого регулирующего контура (Патент СССР N 1405695, кл. В 60 Т 8/62, Бюл. N 23, 1988).

Наиболее близким к изобретению является противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее датчики динамического состояния колес, выход которых через формирователи сигнала скорости связаны с микропроцессорными вычислителями для каждой пары колес, датчик начала торможения, блоки контроля параметров и сигнализации, соединительные магистрали и согласующие усилители, входы которых подключены к выходам микропроцессорных вычислителей, а выходы - к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес, причем функции блоков контроля параметров и сигнализации программно реализованы в микропроцессорных вычислителях, а сами микропроцессорные вычислители выполнены в виде однокристалльных микроЭВМ [1] .

Недостатком известных устройств является невозможность контроля эффективности тормозной системы в эксплуатационных условиях.

При торможении транспортного средства, оборудованного противоблокировочным устройством, практически не остается видимых следов на дороге.

Это обстоятельство не позволяет проконтролировать эффективность торможения транспортного средства в эксплуатационных условиях на соответствие величинам, предписанным инструкцией или другими нормативными документами.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля эффективности тормозной системы в процессе эксплуатации.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики динамического состояния колес, выходы которых через формирователи сигнала скорости связаны с микропроцессорными вычислителями для каждой пары колес, датчик начала торможения, блоки контроля параметров и сигнализации, соединительные магистрали и согласующие усилители, входы которых подключены к выходам микропроцессорных вычислителей, а выходы - к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес, причем функции блоков контроля параметров и сигнализации программно реализованы в микропроцессорных вычислителях, а сами микропроцессорные вычислители выполнены в виде однокристалльных микроЭВМ, снабжено дополнительным блоком контроля эффективности тормозной системы, цифровым индикатором и электрическим выключателем, причем входы указанного блока подключены к входам микропроцессорных вычислителей, связанным с формирователями сигнала скорости ведомых колес, и электрическому выключателю, выход - к упомянутому цифровому индикатору, а сам блок выполнен в виде связанных магистралями входного мультиплексора, счетчиков числа оборотов колес и времени торможения, тактового генератора, узла определения начала торможения, арифметико-логического устройства, элемента И и дополнительного вывода для подключения цифрового индикатора, причем входы счетчика времени торможения связаны с одним из выходов тактового генератора и элемента И, входы арифметико-логического устройства подключены к одному из контактов выключателя и счетчика времени торможения, а выход - к упомянутому выводу для подключения цифрового индикатора.

Целесообразно узел определения начала торможения выполнить в виде дифференциатора и элемента ИЛИ, один из выходов которого подключен к датчику начала торможения, а второй - к выходу дифференциатора, при этом сам блок выполнить в виде специализированной БИС или интегрального узла, а определение эффективности торможения осуществлять за время замедления транспортного средства с 40 до 20 км/ч и определять по формуле: Z= , где Z - коэффициент торможения автомобиля; (t₂₀-t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч; 0,565 - константа, определенная по формуле: const = , где g= 9,8 м/с² Вышеперечисленные признаки являются новыми, в известных устройствах отсутствуют, следовательно, заявляемое противоблокировочное устройство отвечает критерию изобретения "Существенные отличия".

На фиг. 1 показана структурная схема противоблокировочного устройства; на фиг. 2 - пример реализации дополнительного блока контроля эффективности торможения.

Противоблокировочное устройство содержит датчики 1 динамического состояния колес, формирователи 2 сигнала датчиков, микропроцессорные вычислители 3 для каждой пары колес, датчик начала торможения (не показан), выходные согласующие усилители 4, управляющие соленоидами 5 регулирующих клапанов, согласующие усилители 6, электромагнитные реле 7, блок 8 питания, сигнальную лампу 9, диагностический разъем 10, дополнительный блок 11 контроля эффективности торможения с выводом 12 для подключения цифрового индикатора 13 и выключатель 14.

Блок 11 содержит входной мультиплексор 15, счетчики 16 и 17 частоты вращения и времени торможения, тактовый генератор 18, дифференциатор 19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21 и арифметико-логическое устройство (АЛУ) 22.

Дифференциатор 19 и элемент ИЛИ 20 образуют узел определения начала торможения.

Входы микропроцессорных вычислителей 3 подключены к формирователям 2 сигналов датчиков 1, а выходы через согласующие усилители 4 и 6 к обмоткам соленоидов 5 и электромагнитных реле 7.

Входы блока 11 подключены к датчику начала торможения (не показан), выключателю 14 и входам вычислителя 3, связанным с формирователями 2, а его выход - к дополнительному выводу (разъему) 12 для подключения цифрового индикатора 13.

Устройство работает следующим образом.

Квазисинусоидальные сигналы с датчиков 1 скорости колес поступают на согласующие входные каскады-формирователи 2, где преобразуются в прямоугольные импульсы. Полученная информация обрабатывается вычислителями 3, которые в соответствии с заложенными в них алгоритмами управления выдают команды на выходные усилители 4, управляющие соленоидами 5 регулирующих клапанов тормозных контуров.

Сигналы квитирования, несущие информацию о состоянии соленоидов 5, поступают с выходных усилителей 4 на вычислители 3, которые через согласующие усилители 6 выдают команды на электромагнитные реле 7, подающие питание от бортсети автомобиля на усилители 4. Программное обеспечение каждого вычислителя 3 содержит подпрограмму циклического контроля функционирования другого контура. Таким образом каждый вычислитель через согласующий усилитель 6 и электромагнитное реле 7 управляет подачей напряжения на соленоиды управляющих клапанов другого контура.

При обнаружении неисправности соответствующий вычислитель снимает команду с реле и обесточивает связанные с ним электромагниты. При этом на панели приборов загорается сигнальная лампа "Авария" 9, информирующая водителя о возникновении отказа в одном из контуров регулирования.

Обмен информацией между вычислителями происходит по последовательному каналу.

Через разъем 10 производится подключение контрольно-измерительной аппаратуры.

Сигналы с датчиков 1 частоты вращения ведомых колес после формирователей 2 поступают и на входы мультиплексора 15, частота опроса которого задается тактовым генератором 18 (фиг. 1, 2).

Таким образом, сигналы с датчиков 1 частоты вращения колес поочередно подаются на вход разрешения счетчика 16, а код частоты вращения колес с выходов счетчика 16 подается на входы дифференциатора 19.

Признак торможения формируется элементом ИЛИ 20 из сигналов датчика начала торможения (при его наличии) и порогового значения замедления, вычисляемого дифференциатором 19, а признак начала и конца счета времени - элементом И 21 по пороговым значениям частоты вращения колес, соответствующим значениям скорости транспортного средства соответственно ≅40 ки/ч и ≥20 км/ч.

Процесс вычисления эффективности торможения происходит следующим образом.

Сигналы частоты вращения ведомых колес с выходов формирователей 2 поочередно поступают через входной мультиплексор 15 на вход разрешения счета счетчика 16. Используя в качестве опорного кварцованный сигнал тактовой частоты тактового генератора 18, счетчик 16 формирует сигналы пороговых значений скорости 40 км/ч и 20 км/ч и коды частоты вращения колес. Таким образом, при наличии признака торможения, формируемого элементом ИЛИ 20 из сигналов датчика торможения (не показан) и выходного сигнала "пороговое замедление" дифференциатора 19, запускается счетчик 17 времени торможения.

Вычисление эффективности торможения производится АЛУ 22 при замыкании выключателя 14. При этом на входы АЛУ 22 с выходов счетчика 17 поступает код времени торможения за время замедления транспортного средства с 40 до 20 км/ч.

АЛУ 22 производит вычисление эффективности торможения (значения коэффициента торможения) за указанное время по формуле: Z= , где Z - коэффициент торможения автомобиля; (t₂₀-t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч; 0,556 - константа, определенная по формуле: const = , где g= 9,8 м/с²
Вычисленное значение через вывод 12 выводится на цифровой индикатор 13.

Если выключатель 14 находится в положении "измерение", то вычисление значения коэффициента торможения будет производиться при каждом торможении транспортного средства (если начальная скорость торможения была больше 40 км/ч, а конечная стала меньше 20 км/ч) и на индикатор 13 будет выводиться значение, вычисленное при последнем торможении.

Таким образом обеспечивается возможность определения эффективности торможения транспортного средства в эксплуатационных условиях, например перед выездом на линию.

Формула изобретения

1. ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчики динамического состояния колес, выходы которых через формирователи сигнала скорости связаны с микропроцессорными вычислителями для каждой пары колес, датчик начала торможения, блоки контроля параметров и сигнализации, соединительные магистрали и согласующие усилители, входы которых подключены к выходам микропроцессорных вычислителей, а выходы к соленоидам регулирующих клапанов, установленных в тормозных контурах колес, причем функции блоков контроля и сигнализации программно реализованы в микропроцессорных вычислителях, а микропроцессорные вычислители выполнены в виде однокристальных микроЭВМ, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным блоком контроля эффективности торможения, цифровым индикатором и электрическим выключателем, при этом входы указанного блока подключены к датчику начала торможения, входам микропроцессорных вычислителей, связанным с формирователями сигнала скорости ведомых колес, и электрическому выключателю, выход - к упомянутому цифровому индикатору, а блок контроля выполнен в виде связанных магистралями входного мультиплексора, счетчиков числа оборота колес и времени торможения тактового генератора, узла определения начала торможения, элемента И, арифметико-логического устройства и дополнительного вывода для подключения цифрового индикатора, причем входы счетчика времени торможения связаны с одним из входов тактового генератора и элемента И, входы арифметико-логического устройства подключены к одному из контактов выключателя и выходам счетчика времени торможения, а выход - к упомянутому выводу для подключения цифрового индикатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел определения начала торможения выполнен в виде дифференциатора и элемента ИЛИ, один из выходов которого подключен к датчику начала торможения, а второй - к выходу дифференциатора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что определение эффективности тормозной системы осуществляется путем вычисления значения коэффициента торможения за время замедления транспортного средства 40 - 20 км/ч и определяется по формуле
Z= ,
где Z - коэффициент торможения автомобиля;
(t₂₀ - t₄₀) - время замедления автомобиля с 40 до 20 км/ч;
0,556 - константа, определенная по формуле
const = ,
где g = 9,8 м/с².

4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что дополнительный блок контроля эффективности торможения выполнен в виде специализированной БИС или интегрального узла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2