PL183126B1

PL183126B1 - Sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym

Info

Publication number: PL183126B1
Application number: PL97323135A
Authority: PL
Inventors: Alfred Eckert
Original assignee: Itt Mfg Entpr
Priority date: 1996-03-09
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2002-05-31
Also published as: CZ350997A3; EP0824432B1; AU2152997A; JPH11505489A; DE19609192A1; WO1997032768A1; ES2174241T3; PL323135A1; HU223444B1; CZ289418B6; EP0824432A1; HUP9901623A2; JP4040681B2; HUP9901623A3; US6006648A; DE59707314D1

Abstract

1 Sposób regulacji pracy wzmacniacza sily hamowania pojazdu w ukladzie hamulcowym, w którym wzmacniacz sily hamowania, zawierajacy jedna sciane ruchoma, zawór sterowni- czy, sterujacy róznica cisnienia pneumatycznego dzialajaca na te sciane ruchoma, co najmniej dwa gniazda uszczelniajace, oraz wspóldzialajacy z gniazdami uszczelniajacymi elastyczny korpus zaworu, uruchamia sie zarówno za pomoca drazka napedzajacego przez kierowce, jak i niezaleznie od woli kierowcy, za pomoca elektromagnesu polaczonego silowo z jednym z gniazd uszczel- niajacych, przy czym za wzmacniaczem sily hamowania jest wlaczony glówny cylinder hamujacy, polaczony z hamulcami przyporzadkowanymi do poszczególnych kól pojazdu samocho- dowego, znam ienny tym, ze, ustala sie hydrauliczne cisnienie (Pist) zasterowane w glównym cylindrze hamulcowym (3), po- równuje sie je z sygnalem cisnienia zadanego (Ps0n ) 1 wynik porównania (Ap) doprowadza sie do regulatora cisnienia (8, 80, — 81) , nastepnie wartosc wyjsciowa regulatora cisnienia (8, 80, 81) odpowiadajaca pradowi sterujacemu (Ist, l 1 s, hst) dla elektroma- gnesu (7) doprowadza sie do ogranicznika (12, 120, 121), który ustala wartosci graniczne zadanego zakresu regulacji i ich warto- sci wyjsciowe (Isoll) porównuje sie z wartoscia ( I EM ) pradu doprowadzonego do elektromagnesu (7), a wynik porównam (iRe g e l) doprowadza sie do regulatora pradowego (14), wytwarzajace go napiecie ( H EM) , które przyklada sie do elektromagnesu (7) F ig 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym.

Z opisu patentowego DE 43 24 688 Al znany jest, sterowany elektromechanicznie, niezależnie od woli kierowcy, wzmacniacz siły hamowania, służący do przeprowadzania tego rodzaju sposobu. Szczególną cechą wymienionego wzmacniacza siły hamowania jest to, że dla osiągnięcia zamierzonej wartości zewnętrznej siły uruchamiającej, którą ma wywrzeć elektromagnes, przewidziane są elementy czujnikowe, umożliwiające rozpoznanie korpusu zaworowego w zaworze sterującym. Ponadto, przy regulacji, potrzebna jest informacja o wielkości drogi, którą podczas procesu regulacyjnego ma pokonać elektromechanicznie uruchamiane gniazdo uszczelniające, tak że niezbędne są dalsze elementy czujnikowe, wraz z przynależną elektroniką. Zastosowanie wymienionego systemu czujnikowego wiąże się jednak ze znacznym nakładem kosztów.

Z opublikowanego w technicznym czasopiśmie samochodowym ATZ 97, artykułu fachowego: „Wzmacniacze siły hamowania regulowane elektronicznie”, znany jest wzmacniacz uruchamiany elektrycznie, z regulacją proporcjonalną, którego zawór sterujący zostaje uruchamiany za pomocą elektromagnesu proporcjonalnego.

Za mniej korzystne w tym wzmacniaczu należy uznać zarówno stosunkowo wysoki ciężar magnesu proporcjonalnego, jak również, spowodowane powiększeniem wymiarów wzmacniacza, i wymaganą dokładnością sterowania, zwiększenie jego kosztów.

Ponadto, z polskiego opisu patentowego nr 176697, opublikowanego jako zgłoszenie międzynarodowe WO 95/32878/PCT znany jest sposób regulacji ciśnienia w układzie hamulcowym wyposażonym w system przeciwblokady hamulców typu ABS pojazdu mechanicznego, który zawiera podciśnieniowy wzmacniacz siły hamowania, uruchamiany niezależnie od woli kierowcy za pomocą elektromagnesu, oraz główny cylinder hamulcowy, włączony za podciśnieniowym wzmacniaczem siły hamowania. W sposobie tym określa się prędkości obrotowe poszczególnych kół pojazdu i zmierzoną na kole podczas hamowania wartość rzeczywistą prędkości obrotowej porównuje się z wymaganą wartością zadaną prędkości obrotowej oraz wysterowuje się elektryczny człon wykonawczy regulujący wielkość ciśnienia w układzie hamulcowym. Prąd, jaki należy doprowadzić do elektrycznego członu wykonawczego w postaci elektromagnesu reguluje się wprost proporcjonalnie do wyniku porównania zmierzonej wartości rzeczywistej prędkości obrotowej z wymaganą wartością żądaną prędkości obrotowej. Każdej wartości zewnętrznej siły uruchamiającej, wytworzonej przez elektromagnes, przyporządkowuje się jedną wartość wysterowanego w głównym cylindrze hamulcowym ciśnienia hydraulicznego w taki sposób, że wzrostowi zewnętrznej siły uruchamiającej odpowiada podwyższenie ciśnienia hydraulicznego w głównym cylindrze hamulcowym.

Celem wynalazku jest zaproponowanie sposobu, którego wykonanie nie wymaga żadnych dodatkowych systemów czujnikowych, który może zostać zrealizowany niskim kosztem, za pomocą dostępnych części i który umożliwi rozszerzenie tolerancji, ustalonych dla zakresu regulacji.

Sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym, w którym wzmacniacz siły hamowania, zawierający jedną ścianę ruchomą, zawór sterowniczy, sterujący różnicą ciśnienia pneumatycznego działającą na tę ścianę ruchomą, co najmniej dwa gniazda uszczelniające, oraz współdziałający z gniazdami uszczelniającymi elastyczny korpus zaworu, uruchamia się zarówno za pomocą drążka napędzającego przez kierowcę, jak i niezależnie od woli kierowcy, za pomocą elektromagnesu połączonego siłowo z jednym z gniazd uszczelniających, przy czym za wzmacniaczem siły hamowania jest włączony główny cylinder hamujący, połączony z hamulcami przyporządkowanymi do poszczególnych kół pojazdu samochodowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że, ustala się hydrauliczne

183 126 ciśnienie zasterowane w głównym cylindrze hamulcowym, porównuje się je z sygnałem ciśnienia zadanego i wynik porównania doprowadza się do regulatora ciśnienia, następnie wartość wyjściową regulatora ciśnienia odpowiadającą prądowi sterującemu dla elektromagnesu doprowadza się do ogranicznika, który ustala wartości graniczne zadanego zakresu regulacji i ich wartości wyjściowe porównuje się z wartością (Iem) prądu doprowadzonego do elektromagnesu, a wynik porównania doprowadza się do regulatora prądowego, wytwarzającego napięcie, które przykłada się do elektromagnesu.

Jako regulator ciśnienia stosuje się regulator działający proporcjonalnie (P-regulator).

Do wartości wyjściowych regulatora ciśnienia dodaje się wartość wysterowania wstępnego, redukując wzmocnienie regulatora.

Jako regulator ciśnienia stosuje się nieliniowy człon przenoszenia, i dodaje się wartość wysterowania wstępnego zapewniającą dolną wartość graniczną zakresu regulacji, którego górną wartość graniczną daje ogranicznik.

Jako regulator ciśnienia stosuje się nieliniowy człon przenoszenia, i dodaje się wartość wysterowania wstępnego zapewniającą górną wartość graniczną zakresu regulacji, którego dolną wartość graniczną daje ogranicznik.

Sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym, w którym wzmacniacz siły hamowania zawierający jedną ścianę ruchomą, zawór sterowniczy sterujący różnicą ciśnienia pneumatycznego działającego na tę ścianę ruchomą, co najmniej dwa gniazda uszczelniające, oraz współdziałający z gniazdami uszczelniającymi elastyczny korpus zaworu uruchamia się zarówno za pomocą drążka napędzającego przez kierowcę, jak i niezależnie od woli kierowcy, za pomocą elektromagnesu, połączonego siłowo z jednym z gniazd uszczelniających, przy czym za wzmacniaczem siły hamowania jest włączony główny cylinder hamujący, połączony z hamulcami przyporządkowanymi do poszczególnych kół pojazdu samochodowego, według wynalazku charakteryzuje się ponadto tym, że ustala się hydrauliczne ciśnienie zasterowane w głównym cylindrze hamulcowym, porównuje się je z sygnałem ciśnienia zadanego i wynik porównania doprowadza się do nieliniowego członu przenoszenia z ograniczeniem ku górze i ku dołowi, za którym jest włączony wzmacniacz, i wartość wyjściową wzmacniacza porównuje się z wartością prądu, doprowadzonego do elektromagnesu, a wynik porównania doprowadza się do regulatora prądowego, wytwarzającego napięcie, które przykłada się do elektromagnesu.

Do wartości wyjściowej nieliniowego członu przenoszenia dodaje się wartość wysterowania wstępnego.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania układu hamulcowego dla przeprowadzenia sposobu według wynalazku, fig. 2 - drugi przykład wykonania układu hamulcowego dla przeprowadzenia sposobu według wynalazku, w przedstawieniu odpowiadającym fig. 1; fig. 3 trzeci przykład wykonania układu hamulcowego dla przeprowadzenia sposobu według wynalazku, w przedstawieniu odpowiadającym fig. 1; fig. 4 - inny przykład wykonania układu hamulcowego dla przeprowadzenia alternatywnego sposobu według wynalazku, w przedstawieniu odpowiadającym fig. 1, fig. 5a przebieg czasowy prądu doprowadzanego do elektromagnesu, fig. 5b przebieg czasowy drogi poruszania uruchamiającej zawór sterujący tulei, względnie kotwicy elektromagnesu i fig. 5c, przy zewnętrznym uruchamianiu, przebieg czasowy ciśnienia hydraulicznego sterowanego w głównym cylindrze hamującym, przy czym wszystkie przebiegi czasowe wyznaczono przy dwóch różnych wartościach, wpływających na granice zakresu regulacji korekcji prądowej.

Przedstawiony na rysunku układ hamulcowy dla pojazdów samochodowych, nadający się zwłaszcza do procesów regulacji ciśnienia, składa się zasadniczo z zespołu uruchamiającego 3, elektronicznego regulatora ciśnienia 8, oraz niepokazanych hamulców kół. Zespół uruchamiający 1 składa się z poruszanego za pomocą pedału uruchamiającego 4, pneumatycznego wzmacniacza siły hamowania, a konkretnie podciśnieniowego wzmacniacza siły hamowania 2, za którym jest włączony główny cylinder hamulcowy 3, tu dwustopniowy cylinder główny, którego niepokazane przestrzenie ciśnieniowe, poprzez przewody hydrauliczne 9, 10 są połączone z hamulcami kół. Do pedału uruchamiającego 4 jest przyłączony drążek

183 126 napędzający 5, który służy do mechanicznego napędzania zaworu sterującego 6, przedstawionego jedynie schematycznie, a sterującego zwiększaniem i zmniejszaniem różnicy ciśnienia pneumatycznego w obudowie podciśnieniowego wzmacniacza siły hamowania 2. Elektromagnes 7 umożliwia przy tym zewnętrzne uruchamianie zaworu sterującego 6, niezależnie od drążka napędzającego 5. Zewnętrzne uruchamianie następuje przy tym korzystnie za pomocą, współdziałającej z kotwicą elektromagnesu 7, nie pokazanej tulei, z osadzonym na niej, jednym z gniazd uszczelniających zaworu sterującego 6.

Sygnał rzeczywistego hydraulicznego ciśnienia Pi_St, który jest wytwarzany przez przyłączony do głównego cylindra hamulcowego 3 czujnik ciśnienia 17, zostąje w członie porównującym 11, włączonym przed regulatorem ciśnienia 8, porównany z dostarczonym przez nadrzędny regulator pojazdu samochodowego, sygnałem ciśnienia zadanego Psoii tak, że zostąje utworzona odchyłka regulacyjna ciśnienia Δρ. Regulator ciśnienia 8, w pokazanym na fig. 1 przykładzie, jest wykonany jako działający proporcjonalnie człon przenoszenia, o stałym wzmocnieniu K, którego sygnał wyjściowy I_st w układzie sumującym 16 zostąje zsumowany w jeden, nastawiony na stałe sygnał sterowania wstępnego lo, którego wartość określa granice żądanego zakresu regulacji. Dzięki temu zabiegowi, może zostać zredukowane wzmocnienie K, działającego proporcjonalnie regulatora ciśnienia 8, względnie regulator ciśnienia 8 może zostać zmieniony w nieliniowy człon przenoszenia. Ponadto, zostąje w ten sposób podwyższony stosunek sygnał; szum, tak że osiąga się poprawę możliwości regulacji. Rezultat sumowania Σ I zostąje doprowadzony do ogranicznika 12, którego sygnał wyjściowy przedstawia zadaną wartość prądową Isoii, którą w drugim układzie porównawczym 13, zostąje porównana ze zmierzoną wartością prądową Iem, doprowadzoną do elektromagnesu. Wynik porównania lR_egei zostąje w układzie porównującym 13, włączonym za regulatorem prądowym 14, przetworzony na wartość sygnału, który reprezentuje napięcie Iem przyłożone do elektromagnesu 6. Wpływ wspomnianego powyżej sygnału sterowania wstępnego lo na przebieg prądu Iem doprowadzonego do elektromagnesu 7, i wpływ drogi ruchu SAnker kotwicy elektromagnesu 7, oraz ciśnienia hydraulicznego pj_St w głównym cylindrze hamulcowym 3, przy uruchamianiu zewnętrznym, dla różnych wartości łoi i I02, należy wziąć z fig. 5a, b i c, przy czym zostało wybrane I02 > I01·

W układzie przedstawionym na fig. 2, regulator ciśnienia 80, stanowi działający nieliniowo człon przenoszenia z ograniczeniem w dół. Wartość wyjściowa list regulatora ciśnienia 80, do której należy dodać wartość wysterowania wstępnego I10, stanowi dolną wartość graniczną zakresu regulacji (przez przesuniecie wartości list = 0 na pionowej osi współrzędnych, w górę). Górną wartość zakresu regulacji daje, jak to pokazano na przykładzie przedstawionym na fig. 1, ogranicznik 120.

W układzie przedstawionym na fig. 3, regulator ciśnienia 81 stanowi nieliniowo działający człon przenoszenia z ograniczeniem ku górze. Wartość wysterowania wstępnego I20 którą należy dodać do wartości wyjściowej l2st regulatora ciśnienia 81, stanowi górną wartość graniczną zakresu regulacji (przez przesunięcie krzywej charakterystyki regulatora ciśnienia 81 na pionowej osi współrzędnych, w górę). Dolną wartość graniczną zakresu regulacji określa, w przykładzie przedstawionym na fig. 3, ogranicznik 121.

I wreszcie w układzie pokazanym na fig. 4, odchyłka regulacji Δρ jest doprowadzana do nieliniowego członu przenoszenia 15 z ograniczeniem wielkości wyjściowej w górę i w dół, za którym jest włączony wzmacniacz liniowy 17 o wzmocnieniu H. Do wartości wyjściowej last nieliniowego członu przenoszenia 15 zostąje dodana wartość wysterowania wstępnego I30, uzyskana z rozwiązania następujących równań:

I30 * H = dolna wartość graniczna zakresu regulacji (l3Stmax + I30) * H = górna wartość graniczna zakresu regulacji, przy czym lastnwc przedstawia górne ograniczenie nieliniowego człon przenoszenia 15.

183 126

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym, w którym wzmacniacz siły hamowania, zawierający jedną ścianę ruchomą zawór sterowniczy, sterujący różnicą ciśnienia pneumatycznego działającą na tę ścianę ruchomą co najmniej dwa gniazda uszczelniające, oraz współdziałający z gniazdami uszczelniającymi elastyczny korpus zaworu, uruchamia się zarówno za pomocą drążka napędzającego przez kierowcę, jak i niezależnie od woli kierowcy, za pomocą elektromagnesu połączonego siłowo z jednym z gniazd uszczelniających, przy czym za wzmacniaczem siły hamowania jest włączony główny cylinder hamujący, połączony z hamulcami przyporządkowanymi do poszczególnych kół pojazdu samochodowego, znamienny tym, że, ustala się hydrauliczne ciśnienie (Pist) zasterowane w głównym cylindrze hamulcowym (3), porównuje się je z sygnałem ciśnienia zadanego (Psoii) i wynik porównania (Δρ) doprowadza się do regulatora ciśnienia (8, 80, 81) , następnie wartość wyjściową regulatora ciśnienia (8, 80, 81) odpowiadającą prądowi sterującemu (Ist, lis, list) dla elektromagnesu (7) doprowadza się do ogranicznika (12, 120, 121), który ustala wartości graniczne żądanego zakresu regulacji i ich wartości wyjściowe (Isoii) porównuje się z wartością (Iem) prądu doprowadzonego do elektromagnesu (7), a wynik porównania (iRegei) doprowadza się do regulatora prądowego (14), wytwarzającego napięcie (Uem), które przykłada się do elektromagnesu (7).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako regulator ciśnienia (8) stosuje się regulator działający proporcjonalnie (P-regulator).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wartości wyjściowych (Ist, list» Izst) regulatora ciśnienia (8, 80, 81) dodąje się wartość wysterowania wstępnego (Ιο, Ιιο, I20), redukując wzmocnienie regulatora.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako regulator ciśnienia (80) stosuje się nieliniowy człon przenoszenią i dodaj e się wartość wysterowania wstępnego (I10) zapewniającą dolną wartość graniczną zakresu regulacji, którego górną wartość graniczną daje ogranicznik (120).
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako regulator ciśnienia stosuję się nieliniowy człon przenoszenia (81), i dodaje się wartość wysterowania wstępnego (I20) zapewniającą górną wartość graniczną zakresu regulacji, którego dolną wartość graniczną daje ogranicznik (121).
6. Sposób regulacji pracy wzmacniacza siły hamowania pojazdu w układzie hamulcowym, w którym wzmacniacz siły hamowania zawierający jedną ścianę ruchomą, zawór sterowniczy sterujący różnicą ciśnienia pneumatycznego działającego na tę ścianę ruchomą co najmniej dwa gniazda uszczelniające, oraz współdziałający z gniazdami uszczelniającymi elastyczny korpus zaworu uruchamia się zarówno za pomocą drążka napędzającego przez kierowcę, jak i niezależnie od woli kierowcy, za pomocą elektromagnesu, połączonego siłowo z jednym z gniazd uszczelniających, przy czym za wzmacniaczem siły hamowania jest włączony główny cylinder hamujący, połączony z hamulcami przyporządkowanymi do poszczególnych kół pojazdu samochodowego, znamienny tym, że ustała się hydrauliczne ciśnienie (Pi_St) zasterowane w głównym cylindrze hamulcowym (3), porównuje się je z sygnałem ciśnienia zadanego (Psoii) i wynik porównania (Δρ) doprowadza się do nieliniowego członu przenoszenia (15) z ograniczeniem ku górze i ku dołowi, za którym jest włączony wzmacniacz (17), i wartość wyjściową wzmacniacza (17) porównuje się z wartością prądu (Iem), doprowadzonego do elektromagnesu (7), a wynik porównania doprowadza się do regulatora prądowego (114), wytwarzającego napięcie (Uem), które przykłada się do elektromagnesu (7).

183 126
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że do wartości wyjściowej (hst) nieliniowego członu przenoszenia (15) dodaje się wartość wysterowania wstępnego (I30)· * * *