Противоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства

 

° I

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ асеев боевых

Сералксткиаскк»

Республик (>i>652878

К AAfЕКТУ (61)Дополнительный к патенту (32) Заявлеко09.12.75 (21) 2199170/27-11. (23) Приоритет - (32) 09.12.74 (31) 530784 (33) США

Опубликовано 15.03,795юллетень №10 (51) M. Кл.

В 60 Т 8/08

Гаауйаретееией кавит

СССР аа лай&и II395pltlNNI а еткритиЯ (53) УДК 629.113.

587 (088.8) Дата опубликования описании 18.03.79! (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Брюс Эрл Латвала, Марк Алан Кэрон,и Ральф Вейн Ротфас (США) Иностранная фирма

"Дэе Бендикс Корпорейшн (США) (ЩЗаявитель (54) ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ TPAHCIIOPTHOfO СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортной технике и, в частности к устройствам, предотвращающим блокировку колес транс портного средства при торможении.

Известно противоблокировочное уегройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее соедйненные последовательно датчик сигнала, пропорционального угловой скорости колеса транспортного средства, детектор скольжения, генератор линейно-изменяемого сигнала и широтно-импульсный модулятор, связанный вькодом с модулятором тормозного давления, и источник опор- ного напряжения, соединенный через управляемый тормовной педалью включатель со входом генератора линейно-из .меняемого сигнала >Щ.

Однако у известного устройства 20 низкая надежность работы, обусиовливаемая неэамкнутостью цепи системы ре= гудирования, т.е. отсутствием обратной связи по давлению.

Бель изобретения — повышение надежности работы.

Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено триггером и элементом И, а широтно-импульсный модулятор содержит операционные усилители, схемы задержки, источники опор-ного напряженйя и БК:-цепочку, общая точка которой соединена с положительным входом первого операщионного усилителя, отрицательный вход которого соединен с выходом генератора линейно-изменяемого сигнала, а выход - с одним из вхоI дов элемента И и через первую схему задержки - с отрицательнь3м входом второго операционного усилителя, положительный вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, а выход через вторую схему задержки - с положительнь м входом третьего операцион ного усилителя, отрицательный вход которого соединей со вторым источником опорного напряжения, а выход через диоды — с резисторами заряда и разря6528 да RC-цепочки, причем выход элемента

И соединен со входом электромагнитного модулятора давления, а его вход - С выходом триггера, прямой и инверсный входы которого соединены соответствен. -,но с выходом детектора скольжения и через управляемы 3 тормозной паденью включатель с источником опорного напряжения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - принци-! е пиальная схема широтно-импульсного модулятора; на фиг. 3 - диаграммы на. пряжений в различных точках схемы устройства.

Противоблокировочное устройство 1

13 включает в себя датчик 2 сигнала, пропорционального скорости колеса 3 транспортного средства, выходйой сигнал которого подается на вход детектора 4 скольжения (более чем один датчик 2

26 может быть подключен к детектору 4 че реэ соответствующую схему выборки известного типа}.

Детектор скольжения может быть любог© известного типа и является чувстви тельным ко входному сигналу с датчика

2, чтобы создавать сигнал на своем выходе S при начинающемся проскальзывании колеса,3 и ограничить сигнал на выходе S, когда проскальзывание окан чивается, Следовательно, сигнал на вы» ходе S колеблется между двумя величинами: большой величиной, когда детектор

4 воспринимает начинающееся проскальзывание колеса 3, и более низкой величиной во все другие промежутки времени.

Сигнал с выхода 5 детектора 4 подается на вход генератора 6 линейно-изменяемаго сигнала, который формирует сигнал 4а управления тормозным давлением на своем выходе 7, причем последний названный . сигнал пропорционален желаемому уровню давления в тормозных приводах транс портного средства. Второй вход 8 гене- у ратора соединен через включатель 9 с источником 10 опорного напряжения 6 .

Включатель 9 управляется тормозной пе» далью транспортного средства и замкнут, когда тормоза транспортнегосредства при- Я вецены в действие, и ра эомкнут, когда тор- . моэа транспортного средства отпущены..

Широтно-импульсный модулятор 11 генерирует управляющий сигнал, который подается через элемент 12 И.к электро- я магнитному модулятору 13 давления, имеющему в своем составе релейный клапан. Модулятор 13 гидравлически связан, с тормозными приводами 14 транс78 ,ф портногэ средства, которые управляют действием тормозов, управляющих колесом 3. Триггер 15 имеет ход установки в положение I, который соединен с выходом 5 детектора 4, и инверсный вход установки в положение 0 (исходное положение), соединенный через включатель

9 с источником 10.

Выходы триггера 15 и модулятора

ll подключены к соответствующим входам элемента 12 И, выходной сигнал которого управляет модулятором 13, т.е. триггер 15 н элемент 12 И обычно запрещают сигнал с модулятора 11. Одна кэ, когда детектор 4 воспринимает начало проскальзываний, триггер 15 устанавливается в положение 1 и приводится в действие модулятор 11, чтобы управлять действием модулятора 13. Триг гер остается в состоянии -I до тех пор, пока все тормоза транспортного средства не будут отпущены, в результате чего исчезает сигнал aa его инверсном входе, и поэтому триггер 15,устанавливается в исходное положение, Широтно-импульсный модулятор 11, (фиг. 2 и 3) включает в себя операционный усилитель 16, сравнивакиций сигналы на положительном 17 и отрицательном 18 входах и вырабатывающий сигнал всякий раз, когда величина сигнала на положительном входе превышает величину сигнала на отрицательном входе. В этом случае отрицательный вход 18 усилителя соединен с выходом 7 генератора

6, и положительный вход 17 приспособлен для приема сигнала обратной связи . псевдодавления, который генерируется (описано ниже). Управлякиаий сигнал на выходе 19, который представлен графически кривой, обозначенной l на фиг. 3, подается на клапан модулятора 13. Когда величина управляющего сигнала на выходе 19 усилителя 16 большая, моду» лятор приводится в действие, чтобы таким образом подавить тормозное давление, а когда сигнал на выходе 19 низкий, «лапая модулятора 13 закрывается, чтобы позволить давлению торможения восстановиться.Сигнал с выхода

4;9 через резистор 20 заряжает конденсатор 21, который соединен с отрицательным входом 22 другого операционного усилителя 23, аналогичного усилителю 16. Диод 24 включен параллельна резистору 20, и его катод соединен с выходом 19, а его анод соединен со входом 22, величина сигнала на котором

652878 б

l9 низкая, вследствие чего клапан модулятора 13 не препятствует связи источника давления, с приводами 14.

Если устройство оставалось в этом состоянии до начала цикла управления тор4ф можением транспортного средства в тег чение времени, большего, чем постоянные времени: раэличнык алементов модулятора 11, то в атом случае конденсатор 21 разряжается через диод 24 так, что сигнал на входе 22 усилителя 23 относительно низкий. Следовательно, сигнал на выходе 27 будет высоким, как показано на фиг. 3 кривой 1П. Выпредставлена графической кривой П на фиг. 3. Усилитель 23 имеет положительный йход 25, который подключен к цепи делителя напряжения, выполненного на резисторах 26, который генерирует сиг- 5 нал, передаваемый на иход 25, представляющий собой около 66% максимально допустимой величины сигнала, передаваемого на вход 22. Усилитель 23 сравнивает сигналы на входах 25 и 22 и вырабатывает сигнал на его выходе 27, когда величина сигнала на входе 25 превышает величину сигнала на входе 22. Величина сигнала на входе 22 показана графически на фиг. 3 кривой Ш.» Сигнал на выходе 27 подается через резистор

28 к положительному входу 29 операционного усилителя ЗО для заряда конденсатора 31, который соединен с положительным входом 29. Диод 32 включен параллельно резистору 28, и его анод соединен с входом 29, а катод - с выходом 27. Величина сигнала на иходе29 представлена графически кривой 1V на фиг. 3. Усилитель 30 имеет отрица 2$ тельный вход 33, который соединен с цепью делителя напряжения на резисторах 34, задающего сигнал на входе 33, представляющий собсй около 66% максимально допустимой величины сигнала на входе 29. Подобно усилителям 16 и 23 усилитель 30 сравнивает сигналы на иходах 29 и 33 и вырабатывает сигнал на выходе 35 всякий раз, когда величина сигнала-на положительном входе 29 превышает величину сигнала на отрицательном входе 33. Сигнал на выходе 35 пред-. ставлен графически на фиг. 3 кривой- V

Резисторы 36, 37 и 38 иключены в це- пи обратной связи усилителей ЗО, 23 и 16 соответственно.

Делители напряжения подключены к соответствующим источникам опорного напряжения (на чертеже не показаны).

Сигнал с выхода 35 передается на схему 39, состоящую из диода 40 и резистора 41, соединенных последовательно между собой и включенных параллельно другому резистору 42 и диоду

43, которые также включены последова-. тельно, причем диод 43 включен и противоположной полярности относительно диода 40. Анод диода 40 и катод диода

43 подключены к выходу 35. К выходу схемы 39 подключен конденсатор 44, который заряжается и разряжается со скоростью, определяемой величиной емкости конденсатора 44 и одного иэ резисторов 41 или 42. Величина заряда на обкладках конденсатора 44 представлена графически кривой Я на фиг..Ç: и является сигналом обратной связи псевдодавления, который прибпиэительио равен уровню тормозного давления в приводах 14. Этот сигнал подается на иход

17 усилителя 16.

Электронная схема, иходом которой является выход 19, а выходом - конденсатор 44, представляет собой схему для генерации сигнала псевдодавлеиия обратной связи, причем эта схема может быть разделена на две цепи, первая иэ которых состоит иэ элементов для генерации промежуточного сигнала, включеннык между входом атой схемы и выходом 35 усилителя 30. Как будет объяснено далее, промежуточный сигнал на выходе 35 усилителя ЗО соответствует низкому уровню. Вторая цепь, .называемая выходной. состоит из конденсатора,44, соединенного с резистором 41 и диодом 40, образующих цепь заряда конденсатора 44.

Заряд и разряд конденсатора происходит в соответствии с уровнем выходного сигнала на выходе 35.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии модулятора 11 до начала цикла управления тормозами транспортного средства относительные величины сигналов на входах

18 и 17 усилителя 16 таковы, что ве-. личина управляющего сигнала на выходе сокий сигнал на иходе 27 удерживает конденсатор 31 заряженным и, следовательно, сигнал на иходе 29 усилителя

ЗО больше, чем сигнал на иходе ЗЗ усилителя 30. Поэтому промежуточный сигнал HEL выходе 35, KDTopbN показан кривой Ч на фиг. 3, будет также иметь относительно большую величину. Следовательно, диод 40 будет смещен в прямом направлении так, что конденсатор

7 6528

44 будет полностью заряжен. Следовательно, в начале цикла управления торможением трансцортного средства в момент времени te, показанный на фиг. 3, величина сигнала на входе 17 будет максимальйо допустимой.

Йсли в момент времени йо(фиг. 3) де тектор 4 воспринимает начало состояния проскальзывания колес,3 транспортного средстВа, то в результате этого сигнал на выходе 7 генератора 6 падает до его наи. меиьшей возможной величийм (объясмено далее)» Когда этФ и @исходит ь момент вРемени Q усилитель 18 переклйчйется,. создавая на вцжщв .3;9 высокий уровень

: сигнала, котбрый прйводит в действие клапан модуегюра 13 для умейьшения тормозного ааваення в прйводюс 14.и" . . заряжавт к9йдеаеатор 2i с постоянйой времени,: эавйаяи рВ. ie величин резистора

- 20 и коадевсвз ора ô1 Когда величина сиФ кака на коцдэасаиорв 21, присутствую йимг йа "входе 33:усиаитеня 23, превйша еи ваииику сигнлда, ймеюжегося на входе 25 aioio усилители )цюорая состав ляет как уще. фкаэмЬааось,: окмо 666% максимааьиЭй:веиичуиа .сигнала на входе 22," усиаатеаь 33 . 1цераключаетСя ° застав аая сигнал йа агб иъФоде 27, котбрый йредсФтаваен.щипвой Щ иа фнг. 3, нере-

Фпрчаться . вжбкогь: урввня: на низкий.

МОМент Ь! котОфз3Й ВЮщмиВение Йа кон деисатодэ 2f достФРает укаэанйОЙ Вьпце

33 йй Cj на фиг. 3»

Как укаэйвЫось раааа, в момент. вреыенн tj иа выиае 27 усйлитепя 23

-будет низкий уроаайь сигнала, в резуль. тате чего напряжвиаь иа конденсаторе

; 31 будет спадауь быстро эа счет раз- ряда чйрбэ диод 32, тем самым почти

-" немедленно уменьиам величину сигнала иа входе 29 ойерационного усилителя

30 до величины, меньшей, чем сигнал на его,входе 33е В этом случае величи"

8s промежуточного сигнала на выходе

36 ойерациониого усилителя 30 коммутируется иэ состояния высокоге уровня в состояние с низким уровнем, как по. казано кривой V на фиг. 3. Низкая величина промежуточного сигнала на выходе 36 смещает диод 40 в обратном направлении, а диод 43 в прямом направлении так, что конденсатор 44 разряжается через резистор 42 и диод 43 с постоянной времени в зависимости от величины резистора 42 и конденсатора

78 8

4W. Величина напряжения на конденсато ре 44, которое является сигналом обратной связи псевдодавления, подаваемым на вход 17 усилителя 16, уменьшается экспоненциально в период времени Ф - э, как показано кривой V3 (фиг. 3). Хотя цикл сброса начинается в момент времени ty, уменьшения вэпичнны сигнала обратной связи нет до момента времени ф и нет уменьшения давления торможения. Следовательйо, временной интервал

ty-t представляет собой время задержки, необходимое для приведения в действие .клапана модулятора 13. Подобно этому следует отметить, что напряжение кривой Щ на far. 3 продолжает умень-, шаться, даже когда велйчина этого сигналй,падает ниже величины сигнала управления торможением в момент времени t< по фиг. 3 и продолжает умень-шаться до момента времени te.

Следоввтепьно, временной интервал

4 й-+g представляет собой временную задержку, необходимую, чтобы отклю,чить клапан модулятора 13. Однако, «огда величина сигнала обратной связи псевдодавйения падает ниже величины сигнала управления торможением в мо: мент времени Фя(фиг. 3), усилитель 16 сйова переключается так, что величина управлякецего сигнала на выходе 19 становится низкой, отключает клапан и начииает увеличение тормозного давl аения в приводах 14, Заряд конденсато:. ра 21 быстро стекает через диод 24, : вызывая немедленное переключение операционного усилителя .23 и установку велйчины сигнала as выходе 27, как показано на кривой 1И на фиг. 3, в состояние свысоким уровнем. Тогда конденсатор 31 заряжается с постоянной времени, завйсящей "от величин конденсатора 31 и резистора 28. Если заряд конденсатора 31, который передается на вход 29 усилителя 30, превышает 66% его максимально допустимого заряда, промежуточный сигнал на выходе 35, который представлен кривой У на фиг. 3, переключается в состояние с высокиМ уровнем. Это происходит в момент временн1з на фнг. 3. Когда величина сигнала на выходе 35 становится высокой, диод 40 будет смещен в прямом направлении, а диод 43 будет смещен в обратном направлении так, что конденсатор

44 будет заряжаться с постоянной вре.мени, зависящей от величин резистора 41 и конденсатора 44. Поскольку эа9 6 ряд конденсатора 44, который является сигналом обратной связи псевдодавлення, теперь увеличивается, уменьшенне заряда на конденсаторе 44 прекращается в момент времени tg н увеличивается по. экспоненте со скоростью, эавискщей от относительных величин резистора 41 н конденсатора 44 во временном интер вале ts-45 . Следует отметить, что увеличение заряда на конденсаторе 44 продолжается даже тогда, когда величина заряда на конденсаторе 44, а следо в&тельно, величина сигнала обратной связи псевдодавлення, увеличивается выше величины управляюшего сигнала тор моження на иходе 18 в момент времени.

Фд. Временной интервал tg-t5 представляет собой время включении клапана модулятора 13 для другого цикла умейь шення тормозного давления. Как Видно по кривой Х на фнг. 3, в момент временй ф уснлнтель 16 снова переключается, чтобы начать другой цикл уменьшення . давления торможения точно таким же способом, какой был рассмотрен, ког да модулятор первоначально прнводнт ся в действне в момент времени ф .

Модулятор 11 продолжает работать, таким образом создавая колебательный

:сигнал торможення в течение неограниченного периода временн.

В некоторый последующий момент времени, детектор 4 реагирует на отсуч ствие проскальзывання колеса .3. Поэто-му величине управляющего сигнала тормозного давления, передаваемая на вход

18 операционного уснлнтеля 16 увеличивается. Если это происходит ступенча» то, то имеет место ступенчатое увеличение велнчнны управляющего снгнала

/ торможення, подаваемого на вход 18 модулятора 11. В этом случае он йро» должает работать точно так же, как было описано выше, чтобы увеличивать давление путем выведения нз работы клапана модулятора 13, чтобы разре шить экспоненциальное увеличение дав лення торможения, подобно экспоненцнальному уменьшению во временном интервале Ф -Вя, показанному крнвойЧ1 на фиг. 3. Модулятор 11 реагирует и на изменения в управляющем сигнале тормоза, передаваемом на вход 18, который является иным, чем ступенчатые увеличение нлн уменьшение путем perYлнрования относительных времен, чтобы величины управляющего сигнала на выхо де 19 являлнсь высокими нлн низкими°

52878 10

В заключение следует отметить, что модулятор 11 реагирует на ступенчатое уменьшение в сигнале управлення торма зом, передаваемом на вход 18, заставляя клапан модулятора 13 сбрасывать давление до тех пор, пока не будет доотнгнут желаемый уровень давления, и затем заставляя. величину управляющего сигнаЛа на выходе 19 колебаться, вклю чаясь н выключаясь, чтобы поддержать желаемый уровень давления. Модулятор 11 реагнрует на ступенчатое увеличение в снгнале управления тормозом, передаваемом на вход 18, путем отключения . клапана модулятора 13, пока желаемый уровень давлення не будет достигнут, а затем путем колебания величнны управляющего сигнала на выходе 19, чтобы поддерживать этот уровень давления.

Модулятор ll реагирует на пнлообраэйое увеличение иля-уменьшение величины сигнала управления тормозом путем

:. сохранения выклиМенного состояния в случае увелкчения давления в течение

25 пропорционально более длительного времени во время каждого цикла, чем он остается включенным так, что средний уровень давления текучей среды увеличивается по пилообразному закону. Устрофство p&6ot&ST реверсивно для пи» лообраэного уменьшения в велнчнне управляющего сигнала тормозного дав лення, передаваемого на вход 18. Модулятор 11 реагирует подобным образом на любые другие изменения в величине сигнала управления тормозным давленн« ем, передаваемым на вход 18.

Ф о рмул а изобретения

Протнвоблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства, содержащее соединенные последовательно датчнк сигнала, пропорционального угловой скоростй колеса транспортного средства, детектор скольжения, генератор линейно-изменяемого сигнала н

+ широтно-нмпульсный модулятор, свяэанный выходом с модулятором тормозного давления, н ясточннк опорнбго напряження, соединенный через управляемый тормозной педалью включатель со вхо дом генератора лннейнэ-изменяемого сигнала, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено триггером и элеменroM И, а широтно-импульсный модулятор

11 652878 12 содержит операционные усилители, схемы, соединен со вторым источником опорногозадержки, источники опорного напряжения напряжения, а выход через диоды - с и КС-цепочку, общая точка которой сое- резисторами заряда и разряда ЯС-цепочдинена с положительным входом первого ки, причем выход элемента И соединен операционного усилителя, отрицательный 5 Go входом электромагнитного модулятовход которого соединен с выходом гене . ра давления, а его вход — с выходом ратора линейно-изменяемого сигнала, триггера,:прямой и инверсный входы а выход - с одним из входов элемента которого соединены соответственно с выИ и через первую схему задержки — с ходом детектора скольжения и через отрицательным входом второго опера- 10 управляемый тормозной педалью. включационного усилителя, положительный вход тель с источником опорного напряжения. которого соединен с первым источником опорного напряжения, а выход через Источники информации, принятые во вторую схему задержки - с положитель- внимание при экспертизе ным входом третьего операционного уси» >> 1. Патент США ¹ 3832010, лителя, отрицательный вход которого кл. 303-21, 28.08.74.

652878

t г

Ригз

Составитель Л. Цобан

Редактор И. Марголис Техред М. Келемеш Корректор И. «>валь Ук

Заказ 1089/57 . Тираж 803 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по, делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4