Система рулевого управления многоосного автомобиля

(5 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИ САН ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ С(71) Камский политехнический институт(54) СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГООСНОГО АВТОМОБИЛЯ(57) Изобретение относится к рулевым управлениям колесных транспортных средстви может применяться в длиннобазных многоосных автомобилях, работающих преиму,ЯО 1579830 А 1 2щественно в маневровом режиме, Цель изобретения - повышение маневренности и устойчивости движения многоосного автомобиля, Система рулевого управления содержит блок 30 формирования сигналов углов поворота управляемых колес, блок 6 фазового сдвига, блок коммутации 5 и приводы 19 поворота управляемых колес, При повороте рулевого колеса обеспечивается возможность как одновременного, так и раздельного поворота передних и задних колес, причем задние управляемые колеса имеют начальное фазовое запаздывание поворота относительно передних. 11 ил.Изобретение относится к рулевым управлениям колесных транспортных средств и может применяться в длиннобазных многоосных автомобилях, работающих преимущественно в маневровом режиме.Целью изобретения является повышение маневренности и устойчивости движения многоосного автомобиля.На фиг. 1 изображена блок-схема рулевого управления; на фиг. 2 - схема блока коммутации; на фиг. 3 - схема блока фазового сдвига; на фиг. 4 - 7 - схемы формирования фазового запаздывания поворота задних колес относительно передних; на фиг. 8 - 11 - схемы поворота автомобиля,Рулевое колесо 1 (фиг, 1) механически связано с задатчиком 2 сигналов, имеющим два выхода, первый из которых связан одновременно с преаВразователем 3 сигналов поперечных коордйнат передних колес, с преобразователем 4 сигналов продольных координат передних колес, через блоки коммутации 5 и фазового сдвига 6 с преобразователем 7 сигналов поперечных координат задних колес и через инвертор 8 с преобразователем 9 сигналов продольных координат задних колес, а второй - с сумматорами 10 - 13. Инверторы 14 и 15 и вторые входы сумматоров 10 и 12 подключены соответственно к выходам преобразователей 3 и 7, а сумматоры 11 и 13 к выходам соответственно инверторов 14 и 15, Выходы преобразователя 4, сумматоров 10 - 13 и преобразователя 9 соединены через блок 5 коммутации с датчиками 16 обратной связи, составляющими вместе с усилителями 1 мощности и исполнительными механизмами 18 приводы 19 поворота управляемых колес,Блок 5 коммутации состоит из сумматоров 20 и 21 и пакета многоконтактных переключателей 22 - 25. Входы сумматора 20 подключены ко всем выходам преобразователя 4 и к одному выходу преобразователя 9, соответствующему сигналу продольных координат колес средней оси задней тележки шасси, Входы сумматора 21 подключены ко всем выходам преобразователя 9 и к одному выходу преобразователя 4, соответствующему сигналу продольных координат колес средней оси передней тележки шасси.Многоконтактные переключатели 22 - 25 представляют собой зависимый пакет, т. е. включение и фиксация одного приводит к отключению трех других. При нажатом переключателе 23 управляемыми становятся передние и задние колеса, при нажатом переключателе 23 управляемыми становятся только передние колеса, при нажатом переключателе 24 - только задние колеса, при нажатом переключателе 25 управляемыми становятся опять все колеса, но их углы поворота по величине и направлению одинаковы и равны углу поворота одного из колес первой передней оси. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Блок 6 фазового сдвига состоит из нелинейного преобразователя 26, вход которого соединен через контакты переключателя 22 с первым выходом задатчика 2, а выход - через односторонний ограничитель 27 с сумматором 28. Второй вход сумматора 28 связан с источником 29 опорного сигнала, а выход - с входами инвертора 8 и преобразователя 7 сигналов поперечных координат задних колес.Задатчик 2, преобразователи 3, 4, 7 и 9 сигналов, сумматоры 10 - 13, инверторы 8, 14 и 15 образуют блок 30 формирования сигналов углов поворота колес.В качестве нелинейного преобразователя могут служить в простейшем случае две диодные линейки (на разную полярность), осуществляющие кусочно-линейную аппроксимацию нелинейной функции.В качестве датчиков обратной связи использованы спаренные синусно-косинусные потенциометры.Односторонний ограничитель, источник опорного сигнала и сумматоры выполнены с учетом изменения полярности рабочих сигналов.Элементы системы рулевого управления рассчитаны на постоянный ток.Система рулевого управления работает следующим образом.При повороте рулевого колеса 1 из нейтрального положения до максимума сигналы на выходе задатчика 2 изменяются одновременно следующим образом: первый от 0 и У,второй от У, до О.На выходах преобразователя 4 имеем сигналы У Р) (1) где У - первый сигнал задатчика 2;- весовой коэффициент, учитывающий удаление 1-й оси от центра тяжести автомобиля;- номер оси шасси;1 е 1 - 3;Уй0 - С/максНа выходах сумматоров 10 и 11 имеем сигналы соответственно(1/макс /)+ /Ви/2где В - весовой коэффициент, учитывающий ширину колеи передних колес,При нажатом переключателе 22 на выходах датчиков обратной связи 15 передних колес имеем сигналы(ц - ц)+иВ,/2к мгде 9;, 6, - углы поворота колес -й оси соответственно внутреннего и внешнего по отношению к центруповорота бортов;а 1 - 3.579830от средней оси задней тележки. Это достигается в сумматоре 20 блока 5 коммутации, который к сигналам (1) добавляет с обратным знаком сигнал ( - У 15). Таким образом углы поворота передних колес(Умакс У)а на выходе У В / еобразо еля- У, 1; де 14 - 6).На выходах д адних колес Формула изобретени тчиков 16 обратной связ Е;=агс 1 ф 1- Ц 1(У,к, У) У, .В,/2(10)г/ - У 2 116;=агс ф( )+у В /2Исполнительные механизмы 18 приводов 19 поворота управляемых колес, отработав поступающие на .них сигналы с датчиков 16 обратной связи и усилителей 17 мощности, повернут колеса на углы, при которых полюс поворота 0 (фиг. 8) лежит в центре тяжести 0 автомобиля, но центры поворота передних 0 и задних О, колес не совпадают. Совпадение Ои О, достигается при максимальном угле поворота рулевого колеса.Нажатием переключателя 23 управляемыми становятся только передние колеса (фиг. 9), В этом случае продольная координата управляемых колес отсчитывается Одновременно первый сигнал У задатчика 2 (фиг, 4) попадает через один из контактов переключателя 22, на вход нелинейного преобразователя 26, на выходе которого имеем сигнал (фиг. 5)Уап -К 1 У при 0(У(У 1,(4)2 У - а при У 1(У( Умакс где К 1, К 2, а - коэффициенты;К 1 и К 2 удовлетворяют следующим условиям (фиг. 5) К(5)К 2= К 2) 1,макс 1где У 1, У 2 - сигналы.Односторонний ограничитель 27, в данном случае по минимуму, имеет порог пропускания по величине, равный У 2, следовательно, на его выходе имеем (фиг. 6)У 2 при 0(У(У 1Уогр -2 У - а при У 1(У(УСигнал с источника 29 опорного сигнала,равный по величине порогу про пусканияограничителя 27, т. е. У 2, складывается с обратным знаком в сумматоре 28 с У, навыходе которого имеем (фиг. 7)У =0 при 0(У(У 1(7)К 2 У - а - У 2 ПРи У 1(У(УмаксСигнал У поступает на вход преобразователя 7 и через инвертор 8 - на вход преобразователя 9.На выходах сумматоров 12 и 13 имеемсигналы соответственно(У,к, - У) - У В /2; а(У - У) У В,/2 где 1 е 1 - 3.Нажатием переключателя 24 управляемыми становятся только задние колеса (фиг. 10). В этом случае продольная координата управляемых колес отсчитывается от средней оси передней тележки. Это достигается в сумматоре 21 блока 5 коммутации, Благодаря тому, что в нерабочем состоянии переключателя 22 первый сигнал задатчика 2 попадает на преобразователи 7 и 9, минуя блок фазового сдвига 6, для углов поворота задних колес можно записать 20- У(1;+12) ф(У- У) УВ/2(12)Нажатием переключателя 25 снова все колеса становятся управляемыми, но их углы поворота по величине и направлению одинаковы (фиг. 11). Это достигается благодаря тому, что контакты переключателя 25 на датчики 16 обратной связи всех колес подают одни и те же сигналы. Поэтому для углов поворота всех колес можно записать 30У 11 При повороте рулевого колеса 1 в другую сторону работа системы рулевого управления происходит также в соответствии с формулами (1) - (13), учитывая при этом, что знак первого сигнала задатчика 2 меняется на противоположный. 40Система рулевого управления многоосного автомобиля, содержащая блок формирования сигналов углов поворота колес, состоящий из задатчика, преобразователей сигналов продольных и поперечных координат передних колес, сумматоров, и приводы поворота управляемых колес, состоящие каждый из датчика обратной связи, усили- теля мощности и исполнительного механизма отличающаяся тем, что, с целью повышения маневренности и устойчивости движения 50 многоосного автомобиля, она снабжена преобразователями сигналов продольных и поперечных координат задних колес, инверторами, блоком фазового сдвига, состоящим из нелинейного преобразователя, одностороннего ограничителя, сумматора и источника опорного сигнала, и блоком коммутации, состоящим из сумматоров и переключателей режимов движения, при этом первый выход задатчика соединен с преобразова1579830 Фиг.2 телями сигналов продольных и поперечных координат передних колес и через блок коммутации и блок фазового сдвига - с преобразователем сигналов поперечных координат задних колес и с инвертором, второй выход задатчика соединен с сумматорами блока формирования сигналов углов поворота колес, а выходы сумматоров и преобразователей сигналов продольных координат передних и задних колес соединены через блок Б коммутации с датчиками обратной связиприводов поворота управляемых колес.Редактор В. БугренковаЗаказ 1986НИИПИ Государственног113035, МПроизводственно-издател Составитель В. Ионовехред А. Кравчукираж 447 комитета по изобретениям иосква, Ж - 35, Раушскаяский комбинат Патент, г, У Корректор А. ОбручарПодписноеоткрытиям при ГКНТ ССаб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина,О