Управляющее устройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля

. Егин13-59(08вторскоекл.В42 8)видетельство СССР 0 Т 8/00, 1981 (протип). елю. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЛСТВО ДЛЯ ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНОИ ТОРМОЗНОИ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ, содержащее датчик скорости колеса, подклк ченный через дифференциатор к одному вхо ду блока сравнения, к доугому входу которого подключен выход регулируемого блока формирования порогового напряжения, и электромагнитный клапан, подключенный к выходу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффекЯО 105414 тивности торможения, оно снабжено датчи; ком коэффициента сцепления колес с дорогой, подключенным к входу блока формирования порогового напряжения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулируемый блок формирования порогового напряжения представляет собой входной делитель, подключенный к инвертируюшему входу дифференциального усилителя постоянного тока, к неинвертирующему входу которого подключена цепь температурной коррекции и цепь положительной обратной связи по току, причем к инвертирующему входу усилителя подключена цепь отрицательной обратной связи по напряжению, а датчик коэффициента сцепления вы полнен в виде токопроводящих пластин,ус- а тановленных перед передними колесами автомобиля и подключенных к входному дели1054146 45 Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к устройствам, управляющим тормозной системой автомобиля,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является управляющееустройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля, содержащее датчик скорости колеса, подключенный черездифференциатор к одному входу блока сравнения, к другому входу которого подключенвыход регулируемого блока формирования 10порогового напряжения,и электромагнитныйклапан, подключенный к выходу блока сравнения 1,Названное устройство имеет блок формирования порогового напряжения, которыйформирует противоблокировочный сигнал сзапаздыванием для устранения опасностинедостаточного торможения. Однако научастках дороги со скользким покрытиемзапаздывание противоблокировочного сигнала приводит к блокировке колес, юзу инеуправляемому заносу, что очень опасно.Кроме того, блок формирования пороговогонапряжения учитывает значения только выполненных торможений,и на основании этого устанавливает средний порог динамикиторможения автомобиля, однако динамикавозможных торможений может сильно отличаться от среднего значения и превышатьэтот порог, например, при экстренных торможениях на сухих участках, и т.д., но противоблокировочный сигнал не позволяет получить возможное на этих участках максимальное замедление, что ограничивает возможности применения данного устройства.Существенным недостатком устройства является также отсутствие информации обусловиях торможения конкретно для данногоместоположения автомобиля на дороге с учетом реальных условий сцепления колес сдорогой, что приводит к ошибкам в работе. противоблокировочной системы, особенно надорогах с чередующимися участками, которыеимеют различные коэффициенты сцепления 40колес с дорогой,Целью изобретения является повышениеэффективности торможения. Поставленная цель достигается тем, что 2ной делитель, подключенный к инвертирующему входу дифференциального усилителя постоянного тока, к неинвертирующему входу которого подключена цепь температурной коррекции и цепь положительной обратной связи по току, причем к инвертирующему входу усилителя подключена цепь отрицательной обратной связи по напряжению, а датчик коэффициента сцепления вы. - полнен в виде токопроводящих пластин,установленных перед передними колесами автомобиля и подключенных к входному делителю,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство состоит из датчика 1 скорости колеса, подключенного через дифференциатор 2 к первому входу блока 3 сравнения, выход которого связан с электромагнитным клапаном 4 противоблокировочной тормозной системы автомобиля. Ко второму входу блока 3 сравнения подключен выход регулируемого блока 5 формирования порогового напряжения. Блок 5 формирования порогового напряжения состоит из ограничивающего ток сопротивления 6, которое подключено между кромкой +12 В источника тока и датчиками коэффициента сцепления колес с дорогой. Датчики представляют собой эластичные пластиныи 8 из токопроводящего материала, например токопроводящей резины, установленные через изоляторы на бампере автомобиля перед передними колесами таким образом, что нижние концы пластин свободно скользят по дорожному покрытию. За пластинами 7 и 8 датчиков на некотором расстоянии, например 20 - 30 см, установлены пластины 9 и 1 О датчиков, которые также изолированы от корпуса автомобиля и свободно скользят по дорожному покрытию. Пластина 7 установлена перед передним левым колесом, а за ней на расстоянии 20 - 30 см установлена пластина 9; пластина 8 установлена передним правым колесом, а за ней на расстоянии 20 - 30 см установлена пластина 10. Таким образом, указанные датчики являются эластичными электродами для измерения сопротивления дорожного покрытия перед передними колесами.дорогой, подключенным к входу блока формирования порогового напряжения.Регулируемый блок формирования порогового напряжения представляет собой вход 55 управляющее устройство для противоблокировочной тормозной системы автомобиля, содержащее датчик скорости колеса, подключенный через дифференциатор к одному входу блока сравнения,к другому входу которого подключен выход регулируемо 50 го блока формирования порогового напряжения, и электромагнитный клапан, подключенный к выходу блока сравнения, снабжено датчиком коэффициента сцепления колес с Пластины 9 и 10 через тумблер 11 подключены к интегрирующей емкости 12, выходному делителю, выполненному на потенциометре 13 и терморезисторе 14, и к инвертирующему входу дифференциального усилителя 15 постоянного тока (УПТ). К инвертирующему входу УПТ 15 также подключена цепь отрицательной обратной связи по напряжению, выполненная на потенциометрах 16 и 17. К неинвертирующему входу УПТ 15 подключена цепь температурной коррекции, выполненная на потенциометре 18, терморезисторе 19, и цепь положительной обратной связи по току, выполненная на потенциометре 20 и резисторе 21.Устройство работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный скорости колеса с датчика 1 поступает на дифференциатор 2, которьй вырабатывает сигнал пропорционально величине замедления или ускорени колеса в текущий момент времени. Этот сигнал в виде уровня напряжения по 10 ступает в блок сравнения 3, который вы дает противоблокировочный сигнал на электромагнитный клапан 4 лишь в том случае, когда уровень сигнала замедления или ускорения колеса с дифференциатора 2 превышает уровень порогового напряжения, выда 15 ваемого блоком 5 формирования порогового напряжения. Величина порога, формируемого блоком 5, автоматически изменяется в зависимости от проводимости дорожного покрытия в зоне пластин 7,8, 9 и 10 перед колесами автомобиля. Проводимость дорожного покрытия главным образом зависит от 20 наличия осадков и от температуры окружающей среды, в результате которой покрытие остается влажным или покрывается льдом, На коэффициент сцепления колес с дорогой также, прежде всего, влияют осадки и образующийся при данных температурах поверхностный слой. Поэтому коэффициент сцепления колес с дорогой приведен в соответствие с проводимостью участков дорожного покрытия, перед которыми находятся колеса в текущий момент времени.При движении автомобиля по скользким участкам дороги сопротивление между пла стинами 7,8 и 9,10 датчиков уменьшается, поэтому через включенный тумблер 11 ин тегрирующая емкость 12 заряжается до уров.ня напряжения пропорционально протяженности опасного участка. Величина ограничивающего зарядный ток сопротивления 6 и величина емкости 12 выбираются из условий, чтобы при максимальной скорости движения, например, 90 км/ч, блок 5 формирования порогового напряжения успевал реагировать на скользкие участки длиной 20 - 30 см и более, так как скользкие участки , менее 30 см незначигельно влияют на ди намику торможения, Напряжение с емкости 12 через входной делитель (13 и 14) где потенциометр 13 служит для установки нуж.ной чувствительности устройства, а терморезистор 14 служит для коррекции уровня напряжения при температурах ниже 0 С, подается на инвертирующий вход УПТ 15, что приводит к пропорциональному умень-.: шению тока на выходе УПТ 15, протекающему через резистор 21, потенциометр 20 и терморезистор 19. Уменьшение тока выхода УПТ 15 приводит к уменьшению уровня порогового напряжения, выдаваемого в блок сравнения 3. Корректирующее воздействие терморезистора 14 заключается в том, что при температуре от 0 до -5 С интенсивно возрастает его сопротивление, что приводит к увеличению напряжения на нем и на инвертируюшем входе УПТ 15, а отсюда - к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в блок сравнения 3.При движении автомобиля по сухой до роге, когда на ее покрытии отсутствуют токо- проводящие участки, сопротивление между пластинами 7, 8 и 9, 1 О датчиков значительно возрастает, поэтому заряд на интегрирующей емкости 12 отсутствует и на инвертирующий вход УПТ 15 напряжение не поступает. На неинвертируюший вход УПТ 15 постоянно действует положительный уровень формируемый делителем )8 и 19, где потен циометр 18 служит для установки необходимой чувствительности устройства, а терморезистор 19 служит для коррекции уровня напряжения при температурах выше 30 С.Величина этого уровня в диапазоне температур от 0 до +30,С вызывает на выходе УПТ 15 ток, достаточный для выдачи на вход блока сравнения 3 максимального уровня порогового напряжения. Корректируюшее воздействие терморезистора 19 заключается в том,что при температуре выше +30 С интенсивно уменьшается его сопротивление, что приводит к снижению напряжения на нем и на неинвертирующем входе УПТ 15, а отсюда - к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в, блок сравнения 3.УПТ 15 по инвертирующему входу охвачен отрицательной обратной связью по напряжению (ООС), которая выполнена на потенциометрах 16 и 17, включенных последовательно, и которая служит для коррекции порогового напряжения, выдаваемого в блок сравнения 3 с учетом внутренних факторов, например массы перевозимого груза, износа протектора шин, т. д., влияющих на динамику торможения автомобиля. По тенциометр 16 имеет экспериментально проградуированную шкалу в единицах перевозимого груза, а потенциометр 17 - в миллиметрах глубины протектора. Коррекция потенциометра 16 перед рейсом на больший груз или коррекция потенциометра 17 на меньшую глубину протектора уменьшает величину сопротивления цепи ООС, что при.водит к уменьшению тока на выходе УТ 15 и к уменьшению порогового напряжения возможного торможенця, выдаваемого в блок сравнения 3. Поскольку уровень безопасной динамики торможения зависит не только от указанных внутренних факторов, но и от технического состояния ходовой части, тормозов, углов установки колес и т,д., что принято называть общим техническим состоя нием автомобиля, то учитывается возмож105415ность коррекции этого параметра в цепи положительной обратной связи (ПОС) по току, выполненной на резисторе 21 и потенциометре 20. Пропорционально изношенности транспортного средства значение потенциометра 20 увеличивают, что.приводит к уменьшению тока выхода УПТ 15 и к уменьшению порогового напряжения возможного торможения, выдаваемого в блок сравнения 3.Таким образом, с блока 5 формирования порогового напряжения на блок сравнения 10 3 поступает уровень рекомендуемой динамики торможения автомобиля с учетом основ. ных внешних и внутренних факторов, вводи мых в блок 5 автоматически с пластины 7 8 и 9, 10 и с терморезисторов 14 и 19, и вручную с потенциометров 16, 17, 20. На другой вход блока сравнения 3 поступает уровень достигнутой динамики торможения автомобиля с дифференциатора 2 от датчика 1 скорости колеса. Если уровень динамики с датчика 1 становится равен или 20 более уровня рекомендуемой динамики с бло ка 5, то с выхода блока сравнения 3 выдается сигнал, приводящий в действие электромагнитный клапан 4 противоблокировоч 466ной системы, который прекращает,нараста-. ние усилия в тормозах, тем самым предотвращая блокировку колес, юз и неуправляемый занос. При отключении тумблера 11 водитель может перевести устройство с режима ав томатического изменения уровня порогового напряжения в зависимости от коэффициента сцепления колес с дорогой на режим работы противоблокировочного устройства с постоянным уровнем порога в зависимости только от внутренних факторов, а при отключении питания +12 В всеустройство отключается, например, при использовании вс дителем управляемого заноса в спортивных целях.По сравнению с известными данное устройство обеспечивает оптимальный режим динамики торможения автомобиля на различных дорогах с чередующимися участками, на которых коэффициенты сцепления колес с покрытием резко отличаются,что значительно повышает безопасность движения, сокращает сроки грузоперевозок, снижает утомляемость водителей.Составитель С. Макаров Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 9002/20 Тираж 675 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и от крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4