Устройство для предотвращения проскальзывания для системы торможения автомобиля

 

гJ: . ":".: лц,,;<ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социаяистнческнх

Респубйии

«i)764621

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (6I ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 280977 (21) 2524798/18-24 (51) М. Кл. .Ъ (23) Приоритет (32) 04. 10. 76

G 05 0 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) Франция (31) 7629752

Опубликовано 1509.80. Бюллетень ЭЙ 34 (53) УДК 62-531.6 (088.8) Дата опубликования описания 150980

Иностранец

Ги Маруби (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Сосьете Аноним Д.Б.A." (Франция) (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ

СИСТЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Изобретение относится к устройствам для предотвращения проскаль зывания для системы торможения автомобиля.

Такие устройства обычно применяются для контролирования изменения вращения или ускорения, по крайней мере, одного колеса автомобиля с тем, чтобы при обнаружении опасности проскальзывания подавать сигнал предотвращейия проскальзывания, вызывающий снижение давления в одном или каждом тормозном цилиндре, связанном с одним или каждым .колесом.

Известно устройство, в котором подача сигнала предотвращения проскальзывания осуществляется в результате сравнения сигнала, пропорционального скорости колеса, с сигналом уставки 11}.

ИмпуЛьсные сигналы.от одного или нескольких датчйков скорости обрабатываются непосредственно в цифровой форме. Это устройство работает в довольно большом диапазоне скоростей (3-200 км/ч) и s связи с необходимостью обработки сигналов, частота которых может изменяться от 1500 до 100000 Гц, требует большой емкости цифровых. компонентов (счетчики, запоминающие устройства), усложняющих конструкцию и повышающих стоимость..

Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее

10 последовательно соединенные преобразователь напряжения, фазовый компа. ратор, интегратор, генератор импуль,сов и делитель частоты, выход ко. торого подключен ко второму входу фазового компаратора, а также исполнительный орган, введены первый дешифратор,. последовательно соединенные счетчик, элемент памяти, второй дешифратор и первый одновибратор и

° ® последовательно соединенные второй и третий одновибраторн, выход которого подключен к первому входу счетчика, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, вход второго одновибратора соединен с выходом преобразователя напряжения, а выход - со вторым входом элемента памяти, второй выход которого через второй дешифратор связан со вторым

® входом первого одновибратора, выход

764621

55 которого соединен с исполнительным органом.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для предотвращения проскальзывания для системы торможе,ния автомобиля; на фиг. 2,3 и 4 представлены кривые, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит преобразователь напряжения 1, фазовый компаратор 2, интегратор 3 генератор импульсон 4, делитель частоты 5, счетчик б, элемент памяти 7,первый дешифратор 8, ключ 9, первый одновибратор 10, второй аднонибратор 11, третий одновибратор 12, второй дешифратор 13, исполнительный орган 14, датчик минимальной скорости 15.

На вход преобразователя напряжения 1 подается сигнал переменной частоты от датчика скорости (не показан). датчик скорости связан с ко- 20 лессм автомобиля с любой другой вращающейся деталью, соединенной нращательным движением с колесом антомобиля (например ведущий или. ведомый вал диФференциала), и, таким образом, 75 вырабатывает сигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения колеса или вращающейся детали. Сигнал скорости на выходе блока 1 имеет прямоугольную форму с частотой, равной частоте входного сигнала.

Таким образом, на первый вход фа-: зового компаратора поступает сигнал, пропорциональный скорости колеса, с преобразователя напряжения. Фазовый компаратор формирует сигнал положительного, нулевого или отрицательного уровня, н зависимости от результата фазового сравнения. Выходной сигнал компаратора затем подается на линейный интегратор, который в соот- 40 ветствии с уровнем сигнала с компа- -" ратора", вырабатывает возрастающий, постоянный или уменьшающййся сигнал.

Выход интегратора соединен co входом генератора импульсов, управляемого 45 напряжением.Компаратор,интегратор и генератор импульсов являются составными элемейтами схемы, назйваемой в последующем схемой "фазовой обратной связи". Между выходом генератора им= 5р пульсов и вторым входом компаратора включен делитель частоты с постоян- ным коэффициентом деления. Сигнал с выхода управляемого напряжением генератора импульсов подается на

Фход счетчика б. Хотя коэффициент деления частоты делителя 5 может быть каким угодно, для описываемого примера примем его равным 10. В уста" новившемся режиме частота выходного сигнала с блока 4 в 10 раз больше частоты сигнала скорости. В результате число, запоминаемое элементом паЖ ти нсегда равно 10. Если частота сигнала скорости измеряется, то блоки 2,3,4 работают таким образом, что- 65 бы поддержать отношение между частотами входного и выходного сигнален, равным коэффициенту умножения (10 в данном примере). Поэтому можно утверждать, что частота выходного сигнала зависит от частоты входного.

Однако блоки 2,3,4 медленно реагируют на изменение частоты входного сигнала и отношение между частотами выходного сигнала с генератора импульсов и сигнала скорости отличается от 10 в течение переходного режима до появления тенденции к восстановлению своего прежнего значения, кбгда скорость снова стабилизируется. Следовательно, счетчик б будет выдавать последовательность цифровых данных, отличающихся от величины 10, но с тенденцией постепенного возвращения к этой величине.

Цифровой счетчик 6 подсчитывает количество периодов выходного сигна- . ла с генератора импульсов 4 в течение определенного периода. Количество разрядов счетчика б может быть выбрано различным, в зависимости от требований, предъявляемых к устройству. В данном устройстве примем, что счетчик б выдает 4-х битовый сигнал. Выходы счетчика б присоединены к соответствующим входам элемента памяти 7, емкость которого соответствует емкости счетчика б .(4 бит). Вход элемента памяти, связанный с выходом второго одновибратора, служит для получения сигнала, разрешающего запись содержимого счетчика б. Счетчик 6 имеет установочный вход, который соединен с выходом третьего одновибратора и при подаче сигнала управления, на который он может быть установлен в исходное состояние, после чего счетчик снова начинает считать число периодов сигнала с выхода генератора импульсов до тех пор, пока не появится следукций управляющий фронт сигнала с блока 1. В этот момент содержимое счетчика б,переносится в элемент памяти в виде числа, соответствующего количеству периодов сигнала с выхода генератора импульсов за время одного периода сигнала скорости.

Одновибратор 12 управляется положительным фронтом, соответствующим окончанию отрицательного импульса бдновибратора 11 и вырабатывает отрицательный импульс, поступающий на установочный вход счетчика б.

Предположим, что окружная скорость колеса или вращающейся детали, связанной с колесом автомобиля,,постоянна.

Система находится в установившемся состоянии, поэтому частота сигнала на втором входе фазового компаратора равна частоте входного сигнала.

Частота сигнала с выхода генератора

764621 импульсов в 10 раз больше входного сигнала. На выходе фазового компаратора имеется сигнал 0 — уровня.

В результате заряд интегратора не меняется и с его выхода ко входу управляемого частотой генератора прикладывается постоянный сигнал,величина которого определяет частоту сигнала на выходе генератора импульсов, которая при этом в 10 раз больше частоты входного сигнала.

При уменьшении скорости колеса частота входного сигнала фазового компаратора уменьшается. На выходе фазового компаратора при этом появляется отрицательный сигнал — Н, вызывающий возрастание сигнала с выхода интегратора.

Управляемый напряжением генератор устроен такнм образом, что частота на выходе его уменьшается при возрастании входного сигнала.

Система при этОм работает в переходном режиме до тех пор, пока частота сигнала на втором входе фаэово-, го компаратора не сравняется с частотой на первом входе. В этот момент 25 частота сигнала на выходе генератора. импульсов снова в 10 раз больше частоты входного сигнала.

При увеличении скорости колеса частота сигнала на первом входе фазо- ЗО вого компаратора увеличивается и на выходе фазового компаратора появляется положительный сигнал + Н,заряд . интегратора уменьшается и, следова- тельно, частота сигнала на выходе управляемого напряжением генератора увеличивается, стремясь достичь нового значения, в 10 раз большего новой частоты сйгнала скорости.При достижении нового установившегося состояния частота сигнала на втором 40 входе фазового компаратора равна частоте сигнала на первом входе, при этом на выходе компаратора появляется сигнал О-уровня, и, таким образом, поддерживается новое зйа- 45 чение частоты выходного сцгнала.

Поскольку интегратор обладает постоянной времени, частота сигна-: ла на втором входе фазового компаратора не изменяется с такой же око- я() ростью, как частота сигнала на йервом .входе. Можно, следовательно, считать:, что частота сигнала на втором входе фазового компаратора представляет величину уставки скорости, темжю увеличения и уменьшения которой ограничены определенными величинами.

Если рассматривать частоту сигнала скорости колеса как окружную скорость колеса, а частоту сигнала на втором входе фазового компаратора как величи-40 ну уставки, приблизительно собтвет- ствующую скорости автомобиля, то число, записанное в элемент памяти 7,. соответствует веяичине проскальзйвания колеса в течение предыдущего пе- 65 риода сигнала скорости колеса. Это равно отношению между частотами выходного сигнала с генератора импульсов и сигнала скорости, т.е. другими словами, отношению частот сигналов на первом и втором входах фазового компаратора.

Приведенная таблица иллюстрирует ос ответствие между величиной А, представляющей отношение частот сигналов скорости колеса и уставки, величиной В, представлякщей соотношение частот сигналов с выхода генератора имйульсов и первого входа фазового компаратора и абсолютной величиной соответствующего проскальзывания С, выраженного в процентах.

A В С

6,7

7,2

7,7

8,35

9,1

10,0

11,1

12,5

14,25

16,6

20,0

1,5

1,4

1 3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

По данным этой таблицы можно лостроить зависимость величины проскальзывания в функции числа, записанного в элемент памяти 7 (см. фиг.4). Следовательно, для любого числа, записанного в элемент памяти, может быть определена приблизительная величина проскальзывания. Эта информация вырабатывается компактной цифровой схемой (объемом 4 бит в данной конструкции), относительно простой конфигурации. Тем не менее эта схеМа может работать в широком диапазоне скоростей (частота сигнала скорости колеса изменяется в пределах от 1500 до 100000 Гц).

На фиг. 2 кривая сСпредставляет частоту сигнала скорости колеса, а кривая р представляет величину сигнала уставки на втором входе фазового компаратора.

В начальной части, где скорость колеса постоянна, кривые aL u. совпадают и число на выходе элемента памяти равно 10.

Начиная с момента времени с скорость колеса уменьшается быстрее чем скорость уставки, и кривая д, смещается в отрицательном направлении относительно кривой р, представляющей уставку скорости, определяемую

BHTeI ðàòîðoM., В момент времени в который число, записанное в счетчике 6 в первый раз после начала падения скорости запомнено в элементе памяти, появляется число 11, представляющее определенную величину проскальзывания колеса (см.фиг.4).

764621

Соответственно в конце каждого периода сигнала скорости в элемент па. мяти переносится другая величина, причем эта величина снова будет равна 10 в момент времени t, в который частота сигнала уставки будет равна, частоте сигнала скорости коле5 са. В примере, приведенном на фиг.3 число, записываемое в элемент памя- .ти в промежуток времени от t до последовательно принимает следующие значения: 11, 13, 15, 15 15, 14, 12, 10, то есть, проскальзывание растет, а затем уменьшается вследствие уменьшения давления в тормозной системе. Начиная с момента времени

t> скорость колеса возрастает быстрее, 15 чем частота сигнала уставки скорости.

В этом случае величина, записываемая в элемент памяти, принимает последовательно ряд измерений,. меньших 10, до момента времени t, в котором час- 20 тота сигнала уставки скорости снова равна частоте сигнала скорости коле са, В приведенном примере между элементами t и t4 элемент памяти последовательно содержит следующие ве- 75 личины: 10,9,8,8. С момента t4 скорость колеса снова становится постоянной и устройство снова работает в ус- " тановившемся режиме. То есть, начиная с момента времени tg величина сигнала, записываемая в элемент памяти, постоянно принимает значение

10.-Разберем общий принцип управления предотвращением проскальзывания, осуществляемый элемент ами схемы 8, 9, 10 и 13. Эти элементы вырабатывают управляющий сигнал тогда, когда проскальзывание колеса во время торможения или разгона превысит определенное пороговое значение,. то есть, 40 когда число, записанное в счетчик б и перенесенное затем в элемент памяти, окажется большим или равййм предварительно заданной величине (в данном примере эта величина равна 13),которая,в свою очередь, больше коэффициента деления делителя

5. Следовательно, необходимо вырабатывать сигнал предотвращения скольжения тогда, когда число, записанное 50 в счетчик б и перенесенное в элемент памяти, окажется, большим или равным 13. Счетчик б имеет ограничение, при котором число, записан1 ое в него, не может превышать велиины 13, которая больше величины коэффициента умножения цепи - фазовый компаратор, интегратор, генератор импульсов, но меньще максимальной емкости счетчика. Эта особенность имеет два преимуществаг исклю- dO чается возможность переполнения счетчика 6 в случае быстрого торможения, упрощается схема дешифратора 8," поскольку для получения сигнала предотвращения проскальзывания d5 нет необходимости обрабатывать числа, большие 13.

Особенность конструкции элементов 8,9,10 состоит также и,в том, что подача сигнала предотвращения проскальзывания запрещается в случае, если проскальзывание колеса при ускорении превысит предваритеЛьно заданную пороговую величину. В этом случае дешифратор 13 обеспечивает обработку любого числа, величина ко.торого равна или меньше другой предварительно заданной величины (8 в данном примере), которая, в свою очередь, меньше коэффициента умножения цепи — фазовый компаратор, интегратор, генератор импульсов. дешифратор 13 вырабатывает сигнал для управления .одновибратором 10, по которому запрещается формирование сигнала предотвращения проскальзывания. Сигнал от дешифратора

8 передается на одновибратор через ключ 9.

Рассмотрим принцип действия первого и второго дешифраторов.

При переносе в элемент памяти 7 числа 13 на входы дешифратора 8 поступают логические единицы и при всех величинах, отличных от 13, на выходе дешифратора имеется сигнал логического нуля.

На выходе второго дешифратора будет сигнал логического нуля тогда, когда число, записанное в элемент памяти, не равно ни одному нз чисел между 0 и 8,, а сигнал логической единицы будет, когда величина числа, записанного в элемент памяти, находится между 0 н 8.

Ключ 9 имеет два входа, один из которых соединен с выходом первого дешифратора, а второй с выходом датчика минимальной скорости 15, который подробно не рассматривается, так как в качестве него может быть использовано любое подходящее устройство. Здесь необходимо заметить, что датчик имеет на выходе сигнал логической, единицы при превышении частоты сигнала скорости с преобразователя 1 определенной минимальиой величины.

Рассмотрим более подробно работу элементов схем 8,9,10,13 основные ссылки при этом будут делаться на фиг.3. На фиг.,3 кривая M изображает изменение частот сигналов скорости колеса и уставки скорости, кривая и изображает сигнал с выхода дешифратора 8, кривая Р изображает сигнал с выхода дешифратора 13, а кривая R изображает сигнал с выхода одновибратора 10.

Предположим, что вначале скорость колеса постоянна. Число,записываемое в счетчик 6, в конце каждого периода сигнала скорости колеса переносится в элемент памяти,при764621

10 чем это число всегДа равно 10. С момента времени t вследствие торможения автомобиля скорость колеса уменьшается. Частота сигнала скорости снижается быстрее, чем частота уставки. Число, записываемое в счетчик 6 и переносимое в элемент памяти в течение нескольких следующих друг эа другом периодов сигнала скорости колеса принимает значения, большие 10.В течение первого пРОмежутка времени от to до tq уменьшение частоты сигнала уставки определяется постоянной времени заряда интегратора. Начиная с момента времени в который в элемент памяти перенесено число 13, на выходе первого де- 5 шифратора появляется логический сигнал ."1". В случае, если скорость колеса превышает некоторую минимальную скорость, определяемую датчиком 15, на выходе ключа 9 в момент времени 20 появляется сигнал "0", Теперь диод находится в проводящем состоянии и резистор оказывается подключенным параллельно другому резистору. 25

При этом снижается постоянная времени заряда интегратора, увеличивая темп изменения сигнала уставки.

В этом состоянии устройство находится до Момента времени t . Начиная .

1 с момента с в который число, записываемое в элемент памяти, становится меньше 13, темп изменения сигнала уст авки (изменяется.

В то же время появление сигнала

"0" на выходе ключа оказывает воздействие на состояние управляющего одновибратора. В исходном состоянии ,на выходе одновибратора имеется логический сигнал "0". При появлении на выходе ключа логического сигнала 40

"0" управляющий одновибратор формирует сигнал предотвращения проскальзывания, который воздействует на электромагнитный клапан ° Все время, пока на выходе ключа имеется сигнал 45

"0", сигнал предотвращения проскальзывания продолжает поступать. При исчезновании сигнала "0" на выходе ключа, то есть, при неравенстве числа, записываемого в элемент памяти числу 13 на выходе управляющего одновибратора, может продолжатЬ присутствовать сигнал управления предотвращением проскальзйвания в течение некоторого времени.

Начиная с момента времени частота сигнала скорости колеса начи-нает превышать частоту сигнала уставки. Число, записываемое в счетчик 6 и переносимое в элемент памяти, принимает значение, меньшее 10. Когда 40 величина этого числа достигает значения 8 или меньше, то это указывает, что величина проскальзывания колеса при разгоне превысила заданный предел после которого необходимо прекращать управление предотвращением проскальзывания. В данном примере это происходит в момент времени I начиная с которого число, записываемое в элемент памяти, принимает значение 8. Следовательно, с этого момента на выходе дешифратора 13 появляется сигнал "1", а на выходе дешифратора 10 сигнал "0", при этом подача сигнала управления предотвращением проскальзывания прекращается (кривая й).

Когда проскальзывание колеса при разгоне. превышает определенную величину, соответствующую числу 8, записываемому в накопитель, темп увеличения частоты сигнала уставки возрастает. На фиг. 3 это промежуток вРемени от t< до tk После момента восстанавливается обычный темп нарастания сигнала уставки, что длит-! ся до момента времени t, в который скорость колеса стала сйова постоянной, кривые Д и . э снова совпадают, при этом в элемент памяти последовательно переносятся числа, величина каждого из которых равна 10.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения проскальзывания системы торможения автомобиля, содержащее последовательно соединенные преобразователь напряжения, фазовый компаратор, интегратор, генератор импульсов и делитель частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового компаратора, а также исполнительный орган, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит первый дешифратор, последовательно соединенные счетчик, элемент памяти„ второй дешифратор и первый одновибратор и последовательно соединенные второй и третий одновибраторы, выход которого подключен к первому входу счетчика, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, вход второго одновибратора соединен с выходом преобразователя напряжения, а выходсо вторым входом элемента памяти, второй выход которого через .первый дешифратор связан со вторым входом первого одновибратора, выход которого соединен с исполнительным органом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент C3IA 9 3838889, кл. В 60 8/08, опубл. 1974 (прототип).

764621

5 Ф 1 d Ó

Составитель Л. Цаллагова

Редактор M. Каменская ТехрЕд T.Маточка Корректор О Ковинская

Заказ 6319/52 Тираж 956 Подписное

BHHHlIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4