專利名稱：機械式汽車制動防抱死裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車安全裝置，特別是涉及一種機械式汽車制動防抱死裝置。
背景技術(shù)：
汽車制動防抱死簡稱防抱死系統(tǒng)，英文簡寫為ABS，ABS是Anti-Lock Braking System的英文縮寫。迄今為止，ABS構(gòu)造中的三大部件之一的控制器全是電子控制單元即計算機驅(qū)動調(diào)節(jié)器的，在制作電子控制單元時由于沒有車速參數(shù)，所以制動時車輪滑移率全部是估算得來的，存在一定誤差，再者使用以電子控制單元為控制器的ABS一旦出現(xiàn)故障，除少數(shù)專業(yè)維修人員外，廣大駕駛員束手無策，給普及帶來阻力。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、便于維修的機械式汽車氣壓制動防抱死裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種機械式汽車制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，輪速傳感器包括前橋輪速傳感器8和后橋輪速傳感器9，車速傳感器為測速雷達，調(diào)節(jié)器包括進氣閥6和排氣閥7，所述進氣閥6和排氣閥7分別安裝在制動總泵3與前、后制動氣室4、5的制動管路上，其特征在于所述控制器包括一個主要由555集成塊組成的整形電路IC1，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)電阻R1分壓后接比較器LM324的同相端，測速雷達輸出的電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后接比較器LM324的反相端，比較器LM324輸出端經(jīng)電阻R2與三極管BG2基極連接，三極管BG2集電極接繼電器J2，二極管D6并聯(lián)在繼電器J2的兩端。
一種機械式汽車制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，輪速傳感器包括前橋輪速傳感器8和后橋輪速傳感器9，車速傳感器為起落五輪儀，調(diào)節(jié)器包括進氣閥6和排氣閥7，所述進氣閥6和排氣閥7分別安裝在制動總泵3與前、后制動氣室4、5的制動管路上，其特征在于所述控制器包括兩個主要由555集成塊組成的整形電路IC1和IC2，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)電阻R1分壓后接比較器LM324的同相端，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后接比較器LM324的反相端，比較器LM324輸出端經(jīng)電阻R2與三極管BG2基極連接，三極管BG2集電極接繼電器J2，二極管D6并聯(lián)在繼電器J2的兩端，所述控制器還包括控制起落五輪儀起落的控制電路，該控制電路包括三極管BGI，其基極接電位器W1，其發(fā)射極和基極之間連接電阻R3，其集電極接繼電器J1，二極管D3并聯(lián)在繼電器J1的兩端，整流二極管D3、D4的負(fù)極接電位器W1，其正極分別接整形電路ICI、IC2的輸出端。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，便于維修，無論采用測速雷達還是起落五輪儀車速傳感器產(chǎn)生的車速信號，精確度都很高，由此計算出來的產(chǎn)生峰值附著系數(shù)的滑移率范圍準(zhǔn)確，又由于使用慣性式減速度計對制動時路面附著系數(shù)進行識別，能準(zhǔn)確的選擇最優(yōu)滑移率的發(fā)生點，所以本實用新型控制性能高。


圖1為本實用新型的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型控制器的電原理圖。
圖3為本實用新型用起落五輪儀測定車速的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型用ABS控制的制動過程圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示的機械式汽車氣壓制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，輪速傳感器包括前橋輪速傳感器8和后橋輪速傳感器9，車速傳感器為測速雷達或起落五輪儀，調(diào)節(jié)器包括進氣閥6和排氣閥7，所述進氣閥6和排氣閥7分別安裝在制動總泵3與前、后制動氣室4、5的制動管路上，所述控制器包括兩個主要由555集成塊組成的整形電路IC1和IC2，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)電阻R1分壓后接比較器LM324的同相端，整形電路IC2輸出的電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后接比較器LM324的反相端，比較器LM324輸出端經(jīng)電阻R2與三極管BG2基極連接，三極管BG2集電極接繼電器J2，二極管D6并聯(lián)在繼電器J2的兩端。此外，所述滑動電阻W2的滑動端接慣性式減速度計19，由慣性式減速度計19控制滑動電阻W2的阻值，慣性式減速度計19對制動時路面附著系數(shù)可以進行識別，能準(zhǔn)確的選擇最優(yōu)滑移率的發(fā)生點；所述繼電器J2的輸出電壓經(jīng)觸點B后，一路直接控制進氣閥6，另一路經(jīng)可調(diào)定時器K控制排氣閥7，制動時，防抱死裝置不工作，進氣閥6打開，排氣閥7關(guān)閉，前、后制動氣室4、5壓力上升，當(dāng)前、后制動氣室4、5壓力上升到一定程度，滑移率達到最優(yōu)，防抱死裝置工作，進氣閥6關(guān)閉，排氣閥7打開，前、后制動氣室4、5壓力下降，汽車處于防抱死狀態(tài)，可調(diào)定時器K控制前、后制動氣室4、5壓力下降時間。
如圖2所示，當(dāng)本實用新型的車速傳感器采用起落五輪儀車速傳感器時，所述控制器還包括控制起落五輪儀起落的控制電路，該控制電路包括三極管BG1，三極管BG1基極接電位器W1，其發(fā)射極和基極之間連接電阻R3，其集電極接繼電器J1，二極管D3并聯(lián)在繼電器J1的兩端，整流二極管D3、D4的負(fù)極接電位器W1，其正極分別接整形電路IC1、IC2的輸出端。繼電器J1工作時，提供電壓給圖3中的電磁閥，從而控制起落五輪儀的起落輪16的起落，給控制器提供車速信號。
如圖3所示，所述起落五輪儀包括直角搖臂13、設(shè)在直角搖臂13軸上的扭力回位彈簧14和與直角搖臂13長臂一端連接的起落輪16，傳感器線圈15和起落輪16軸上的傳感器齒圈17組成車速傳感器，直角搖臂13的短臂一端與氣壓動力缸12相連，氣壓動力缸12與儲氣筒1之間連接有電磁閥11，電磁閥11的動作由圖2中的繼電器1控制，直角搖臂13長臂下方設(shè)有限制起落輪16對地面壓力的限位塊18。
縱向附著系數(shù)最大時的滑移率稱為最優(yōu)滑移率，縱向附著系數(shù)的最大值稱為峰值附著系數(shù)。在高附著系數(shù)路面制動時，峰值附著系數(shù)出現(xiàn)時的滑移率?。辉诘透街禂?shù)路面制動時，峰值附著系數(shù)出現(xiàn)時的滑移率大；在附著系數(shù)高低不同的路面制動，當(dāng)制動器制動力一定大時，由于高附著系數(shù)路面輪胎與道路之間的附著力比低附著系數(shù)路面的附著力大，所以在高附著系數(shù)路面制動時的輪速比在低附著系數(shù)路面制動時的輪速高；另一方面，在在高附著系數(shù)路面制動時的減速度比在低附著系數(shù)路面制動時的減速度大，所以在高附著系數(shù)路面制動時的車速比在低附著系數(shù)路面制動時的車速低，根據(jù)滑移率公式S＝(V車-V輪)/V車，高附著系數(shù)路面制動時的最優(yōu)滑移率比在低附著系數(shù)路面制動時的最優(yōu)滑移率低，峰值附著系數(shù)一般出現(xiàn)在15％～25％之間，在最高附著系數(shù)路面(如干混凝土路面)制動時的最優(yōu)滑移率是15％，在最低附著系數(shù)路面(如結(jié)冰路面)制動時的最優(yōu)滑移率是25％，在不高不低的附著系數(shù)路面(如瀝青路面)制動時的最優(yōu)滑移率是20％。根據(jù)(V車-V輪)/V車＝15％～25％可以得出，V輪＝(0.75～0.85)V車，在最高附著系數(shù)路面制動時出現(xiàn)峰值附著系數(shù)時的V輪＝0.85V車，在最低附著系數(shù)路面制動時出現(xiàn)峰值附著系數(shù)時的V輪＝0.75V車。
如圖4所示為本實用新型機械式ABS控制的車輪制動過程圖，圖中，V車表示車速電壓，V輪表示輪速電壓，t2、t5、t7為進氣閥和排氣閥閥孔疊開時間，t1、t6為制動氣室壓力上升時間，t3、t8為制動氣室壓力下降時間，t4、t9為制動氣室壓力保持時間，圖中上方平滑斜線V車是制動時車速下降曲線；圖中在V車下面與V車相平行的粗實線是(0.75～0.85)V車曲線，該曲線是V車電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后得到的；圖中與(0.75～0.85)V車曲線相交叉的上下波動很大的曲線是V輪電壓變化曲線，該曲線上的各點能表明在制動時各個瞬時間的車輪滑移率；圖中最下方是制動氣室壓力變化曲線。t1時間是緊急制動初期ABS未工作，車輪滑移率未達到最優(yōu)以前(即V輪電壓變化曲線上A點以前)制動氣室壓力上升時間；t2時間是車輪滑移率已達到最優(yōu)，控制器令進氣閥6通電關(guān)閉的同時令排氣閥通電開啟二者疊開，制動氣室壓力短時間的壓力保持階段(即V輪電壓變化曲線上A與B點之間)；t3時間是控制器令進氣閥6繼續(xù)通電完全關(guān)閉，排氣閥7繼續(xù)通電完全開啟，制動氣室壓力下降時間，該時間的長短對排氣閥7來說用可調(diào)定時器K調(diào)整(即V輪電壓變化曲線B、G之間)；t4時間進氣閥6繼續(xù)通電關(guān)閉，排氣閥7在定時器K作用下斷電關(guān)閉，是制動氣室壓力保持階段(即V輪電壓變化曲線G、C之間)；t5時間是壓力保持階段結(jié)束后，進氣閥6斷電開始開啟但還在微開車階段，由于這時制動氣室壓力很低，加上進氣閥6斷電微開，制動氣室壓力上升很不明顯，接近短時間的壓力保持狀態(tài)(V輪曲線上C、D之間)；t6時間是進氣閥6斷電后已經(jīng)完全開啟，制動氣室壓力又重新上升時間(V輪曲線上D、E之間)；t7、t8、t9又重復(fù)上一次的壓力循環(huán)。
在(0.75～0.85)V車曲線與V輪曲線分別相交于A、C、E后，凡處在(0.75～0.85)V車曲線上面的V輪曲線，其線段上的各點可以理解成為制動車輪運狀態(tài)的穩(wěn)定區(qū)，A點以前的V輪曲線線段上各所表示的滑移率均小于最優(yōu)滑移率；凡處在(0.75～0.85)V車曲線下面的V輪曲線也可以理解成是制動車輪的運動狀態(tài)的非穩(wěn)定區(qū)，該曲線上除A、C點之外上的各點所表示的車輪滑移率均大于最優(yōu)滑移率。
圖4中各曲線的關(guān)系表明在ABS工作時，每一個制動氣室壓力循環(huán)，(0.75～40.85)V車曲線和V輪曲線相交了兩個點即A點和C點，它們所代表的滑移率都是最優(yōu)滑移率。但A點是制動車輪由穩(wěn)定區(qū)進入非穩(wěn)定區(qū)的分界點，C點是制動車輪由非穩(wěn)定區(qū)進入穩(wěn)定區(qū)的分界點。如果說A點是制動車輪最大的減速度的發(fā)生點和實施制動室壓力下降的起點，那么和它對稱的制動車輪運動狀態(tài)由非穩(wěn)定區(qū)進入穩(wěn)定區(qū)進行分界的C點既是制動氣室壓力實施上升時間的起點，也是車輪加速度最理想的發(fā)生點。所以只要選對最優(yōu)滑移率的發(fā)生時機，那么在制作ABS時，車輪制動時的最大加速度、減速度這一參數(shù)對本發(fā)明未說就不是至關(guān)重要了。
在緊急制動時ABS的工作過程，以使用起落五輪儀和氣制動為例。
首先對緊急制動踏板行程開關(guān)(圖2中的K1)進行說明當(dāng)踏板行程大于全程的90％時，它所控制的本控制器的電源才能接通，因為控制器全部工作在緊急制動時，而制動踏板行程的該值正是處在緊急制動狀態(tài)。在低附著系數(shù)路面(如結(jié)冰路面)制動時，由于附著力小，制動車輪很容易抱死，如果輕踩制動踏板，行程小于全程的90％，控制器不能投入工作，所以這時必須將制動踏板一腳踩死。
當(dāng)駕駛員需要緊急制動一腳將制動踏板踩死后，制動氣室壓力上升，制動車輪工作在圖4的t1時間。圖2中的緊急制動開關(guān)K1閉合，電源電壓VD分別到達開關(guān)三極管BG1和三極管BG2的集電極，又到電壓比較器LM324的4腳。經(jīng)過整形電路IC1整形后的V輪電壓信號的兩支分別通過自己的“阻力”分別到達開關(guān)三極管BG1的基極和電壓比較器LM324的同相輸入端3腳。當(dāng)車速大于或等于15公里/小時，V輪信號的大小能夠也必須導(dǎo)通開關(guān)三極管BG1，繼電器J1的觸點閉合后，其電源電壓VD1通圖3中的二位三通電磁閥11，打通氣壓動力缸12與儲氣筒1的通道，其活塞克服一切阻力使起落五輪儀輪子落地，起落五輪儀車速傳感器投入工作，產(chǎn)生了車速信號V車。它經(jīng)過圖2中的緊急制動開關(guān)K1、整形電路IC2的整形后，一支通過滑動電阻W2到達電壓比較器LM324的反相輸入端2腳，使其具備工作的條件；V車的另一路通過二極管D4到達開關(guān)三極管BG1的基極。此時有V車和V輪兩種信號加于開關(guān)三極管BG1的基極。由于制動氣室壓力上升，使車輛產(chǎn)生制動減速度，當(dāng)制動減速度達到一定大的數(shù)值時，就可以判斷出制動時路面附著系數(shù)的高低。這一功能是慣性式減速度計19來完成的。
以在最高附著系數(shù)路面制動時為例圖2中的慣性式減速度計19的慣性重塊克服彈簧的拉力向汽車前進的方向沿一定的軌道移動，慣性重塊指針拉動滑動電阻W2的滑動柄將V車電壓信號分壓成0.85V車的位置，所以到達電壓比較器LM324的2腳的電壓是0.85V車。再看圖4，在制動氣室壓力上升的t1時間V輪始終大于0.85V車。由于V輪下降速度快，0.85V車下降速度慢，在一定的時間內(nèi)就一定出現(xiàn)V輪＝0.85V車的現(xiàn)象，這就是V輪曲線和0.85V車曲線相交于A點時。該點就是在最高附著系數(shù)路面制動時最優(yōu)滑移率(15％)出現(xiàn)時。V輪繼續(xù)下降制動車輪進入運動狀態(tài)非穩(wěn)定區(qū)，V輪＜0.85V車。轉(zhuǎn)圖1中的電壓比較器LM324的3腳電壓低于2腳，于是電壓比較器LM324開始翻轉(zhuǎn)，它的1腳輸出電源電壓到三極管BG2的基極，三極管BG2導(dǎo)通，轉(zhuǎn)換觸點繼電器J2的觸點A不再通電源電壓VD2，信號燈L熄滅，其B點通電源電壓VD2到圖1中的同一個車輪排氣7閥和進氣閥6。由于進、排氣閥6、7同時通電，使它們產(chǎn)生了暫短的疊開時間，這就使制動氣室壓力產(chǎn)生了暫短的壓力保持階段，這是圖4中ABS控制的制動車輪工作在t2時間(A、B之間)。當(dāng)進氣閥6完全關(guān)閉排氣閥7完全開啟后，也就是在t3時間，制動氣室壓力迅速下降，V輪也下降，當(dāng)V輪下降到G點時，制動氣室壓力下降結(jié)束，在圖2中定時器K的作用下排氣閥7關(guān)閉(B、G之間)。在t4時間，由于進氣閥6仍舊通電關(guān)閉，排氣閥7也關(guān)閉，制動氣室壓力出現(xiàn)了壓力保持階段。在此階段中由于制動氣室壓力很低，使V輪由原來的下降趨勢到一定程度后變?yōu)樯仙厔?。由?.85V車仍平緩下降，V輪快速上升到一定程度又出現(xiàn)了V輪＝0.85V車的現(xiàn)象，即V輪曲線與0.85V車曲線相交于C點，這時制動車輪出現(xiàn)了一定的加速度，制動車輪在非穩(wěn)定區(qū)的運動結(jié)束(G、C之間)。V輪繼續(xù)上升過C點之后，V輪＞0.85V車，這時圖2中的電壓比較器LM324停止翻轉(zhuǎn)，圖1中的進氣閥6開始開啟，到V輪運動到圖4中的D點，進氣閥6由微開變?yōu)槿_，制動氣室壓力在C、D之間時由于壓力很低加上進氣閥6沒有全開的原因，制動氣室壓力上升很小，所以這段時間即t5時間應(yīng)認(rèn)為是制動氣室壓力保持時間，到此為止，制動氣室壓力保持階段結(jié)束。當(dāng)V輪和0.85V車相交于C點，圖2中的電壓比較器LM324停止翻轉(zhuǎn)時，定時器K的定時電路“清零”，下一次的定時時間從頭開始計算，同時，信號燈L點亮。接著又是制動氣室壓力上升的t6時間，在以后的t7、t8、t9的時間又重復(fù)前一個壓力循環(huán)。照這樣制動氣室壓力循環(huán)數(shù)次，V車一次比一次平緩下降，當(dāng)車速低于15公里/小時的時候，它的V車信號通過分壓后的大小不能導(dǎo)通圖2中的開關(guān)三極管BG1，繼電器J1觸點分離，使圖3中的二位三通電磁閥11的電源電壓中斷，打開氣壓動力缸12與大氣的通道，切斷氣壓動力缸12與儲氣筒1的通道，使氣壓動力缸12中的氣體排入大氣。氣壓動力缸12活塞在自身彈簧和扭力彈簧14的作用下恢復(fù)原位，直角搖臂13逆時針轉(zhuǎn)動，將起落輪16升起，V車信號中斷，ABS工作停止，車輪出現(xiàn)抱死現(xiàn)象。
以上所說是在高附著系數(shù)路面制動時，慣性式減速度計執(zhí)行的是滑移率為15％時。當(dāng)在最低附著系數(shù)路面制動時慣性式減速度計數(shù)指針帶動滑動電阻柄指向?qū)車分壓成0.75V車的電阻位置，控制器執(zhí)行數(shù)是25％的滑移率，因為在該路面上制動時25％的車輪制動滑移率最優(yōu)。這就是本發(fā)明-機械式ABS控制的制動車輪工作的全過程。
本實用新型對液制動汽車來說，完全適用這個模式。
權(quán)利要求1.一種機械式汽車制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，輪速傳感器包括前橋輪速傳感器(8)和后橋輪速傳感器(9)，車速傳感器為測速雷達，調(diào)節(jié)器包括進氣閥(6)和排氣閥(7)，所述進氣閥(6)和排氣閥(7)分別安裝在制動總泵(3)與前、后制動氣室(4、5)的制動管路上，其特征在于所述控制器包括一個主要由555集成塊組成的整形電路IC1，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)電阻R1分壓后接比較器LM324的同相端，測速雷達輸出的電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后接比較器LM324的反相端，比較器LM324輸出端經(jīng)電阻R2與三極管BG2基極連接，三極管BG2集電極接繼電器J2，二極管D6并聯(lián)在繼電器J2的兩端。
2.一種機械式汽車制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，輪速傳感器包括前橋輪速傳感器(8)和后橋輪速傳感器(9)，車速傳感器為起落五輪儀，調(diào)節(jié)器包括進氣閥(6)和排氣閥(7)，所述進氣閥(6)和排氣閥(7)分別安裝在制動總泵(3)與前、后制動氣室(4、5)的制動管路上，其特征在于所述控制器包括兩個主要由555集成塊組成的整形電路IC1和IC2，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)電阻R1分壓后接比較器LM324的同相端，整形電路IC1輸出的電壓信號經(jīng)滑動電阻W2分壓后接比較器LM324的反相端，比較器LM324輸出端經(jīng)電阻R2與三極管BG2基極連接，三極管BG2集電極接繼電器J2，二極管D6并聯(lián)在繼電器J2的兩端，所述控制器還包括控制起落五輪儀起落的控制電路，該控制電路包括三極管BG1，其基極接電位器W1，其發(fā)射極和基極之間連接電阻R3，其集電極接繼電器J1，二極管D3并聯(lián)在繼電器J1的兩端，整流二極管D3、D4的負(fù)極接電位器W1，其正極分別接整形電路IC1、IC2的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械式汽車制動防抱死裝置，其特征在于所述滑動電阻W2的滑動端接慣性式減速度計(19)，由慣性式減速度計(19)控制滑動電阻W2的阻值，從而確定最優(yōu)滑移率的發(fā)生點。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械式汽車制動防抱死裝置，其特征在于所述起落五輪儀包括直角搖臂(13)、設(shè)在直角搖臂(13)軸上的扭力回位彈簧(14)和與直角搖臂(13)長臂一端連接的起落輪(16)，傳感器線圈(15)和起落輪(16)軸上的傳感器齒圈(17)組成車速傳感器，直角搖臂(13)的短臂一端與氣壓動力缸(12)相連，氣壓動力缸(12)與儲氣筒(1)之間連接有電磁閥(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機械式汽車制動防抱死裝置，其特征在于所述繼電器J2的輸出電壓經(jīng)觸點B后，一路直接控制進氣閥6，另一路經(jīng)可調(diào)定時器K控制排氣閥7。
專利摘要本實用新型公開了一種機械式汽車制動防抱死裝置，包括控制器、輪速傳感器、車速傳感器和調(diào)節(jié)器，車速傳感器為測速雷達或起落五輪儀，調(diào)節(jié)器包括進氣閥和排氣閥，其分別安裝在制動總泵與前、后制動氣室的制動管路上，當(dāng)車速傳感器為測速雷達時，所述控制器包括一個主要由集成塊組成的輪速整形電路，輪速整形電路和測速雷達輸出的電壓信號經(jīng)分壓后分別接電壓比較器的同相端和反相端，電壓比較器翻轉(zhuǎn)時輸出電壓控制繼電器動作；當(dāng)車速傳感器為起落五輪儀時，控制器包括兩個主要由集成塊組成的輪速和車速整形電路及一個控制起落五輪儀起落的控制電路。本實用新型具有控制性能高、維修方便的特點，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
文檔編號B60T8/60GK2792887SQ20052007864
公開日2006年7月5日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者龐宗元 申請人:龐宗元