Limited, Birmingham (Wielka Brytania) Uklad hamulcowy pojazdu Przedmiotem wynalazku jest uklad hamulcowy pojazdu, w którym hamulce sa automatycznie zwalniane w celu zabezpieczenia przed poslizgiem.W znanym rozwiazaniu ukladu tego typu ha¬ mulce przestaja dzialac na kolo, gdy zwalnianie obrotów kola przekroczy okreslona uprzednio war¬ tosc. Jednakze wiadomo, ze na bardzo zlej na¬ wierzchni np. na bruku moze powstac sytuacja, w której hamulce sa stale odlaczane, nawet gdy kolo nie weszlo w poslizg. Wynika to z faktu, ze na bruku kolo zwalnia w czasie wjezdzania na kamien, a przyspiesza w czasie zjezdzania z niego.Jesli w tym samym czasie pojazd hamuje, wów¬ czas srednia predkosc obrotowa kola maleje, co powoduje wytworzenie sygnalu hamowania kola.Na ten sygnal sa nalozone sygnaly zwalniania i przyspieszania o znacznie wiekszej czestotliwosci, które sa spowodowane kamieniami bruku. Te syg¬ naly zwalniania i przyspieszania maja nie tylko bardzo duza czestotliwosc, ale wplywaja na zasad¬ nicza wartosc sygnalu w stopniu dostatecznym do tego, aby powodowac odlaczenie hamulców od ko¬ la. Tak wiec moze powstac sytuacja, w której srednie zwalnianie predkosci obrotowej kola jest takie, ze kolo nie wpada w poslizg, a pomimo tego hamulce przestaja dzialac w wyniku sygnalów po¬ chodzacych od kamieni bruku. Ponadto, poniewaz czas uruchomienia hamulców jest dluzszy niz czas ich zwalniania mozna szybko osiagnac sytuacje, w której hamulce faktycznie stale nie dzialaja.Uklad wedlug wynalazku pokonuje te trudnosc i opiera sie na takim ukladzie hamulcowym po¬ jazdu, w którym sila hamowania przylozona do kola jest odlaczana, gdy zmniejszenie predkosci 6 obrotowej kola przekroczy uprzednio okreslona wartosc, a ponadto zastosowany jest uklad zapew¬ niajacy, ze gdy hamulec ponownie zacznie oddzia¬ lywac na kolo, to bedzie dzialal przez uprzednio okreslony okres czasu wystarczajacy do zabezpie- 10 czenia przed stalym wylaczeniem hamulców, gdy kolo nie znajduje sie w poslizgu.Przyklad urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schemat obwodu wytwarzajacego sygnal l5 reprezentujacy predkosc obrotowa kola, fig. 2 przedstawia schemat obwodu sterujacego hamul¬ cami, a fig. 3 przedstawia schemat obwodu pow¬ strzymujacego, który zabezpiecza przed niepoza¬ danym zwalnianiem hamulców. 20 Na fig. i pokazane sa dwa przewody zasilajace 11 i 12, dodatni i ujemny, dostarczajace prad z akumulatora. Dodatkowy przewód zasilajacy 13 jest na wyzszym potencjale dodatnim niz prze¬ wód. 11. 25 W uzwojeniu 14, sprzezonym z jednym z kól pojazdu, sa generowane impulsy o czestotliwosci proporcjonalnej do predkosci obrotowej kola. Spo¬ sób w jaki te impulsy sa generowane nie jest istotny i moze przyjmowac rózne formy. Np. kolo sq moze napedzac element zebaty wytwarzajacy w 82 438• uzwojeniu 14 wymagane impulsy. Koncówki uzwo¬ jenia 14 sa odpowiednio polaczone poprzez rezy¬ story 15 i 16 z bazami pary tranzystorów 17, 18, typu n-p-n, których emitery sa polaczone z przewo¬ dem 12, a kolektory sa polaczone z przewodem 13, odpowiednio poprzez rezystory 19, 21. Kolektory tranzystorów 17, 18 sa ponadto polaczone z prze¬ wodem 11 odpowiednio poprzez diody 22, 23. Baza tranzystora 17 jest polaczona przewodami 11, 12 odpowiednio poprzez rezystor 24 i diode 25, zas baza tranzystora 18 jest polaczona z przewodami 11, 12 odpowiednio poprzez rezystor 26 i diode 27.Nastepna para tranzystorów 26, 28 typu p-n-p ma bazy polaczone z przewodem 11, a kolektory polaczone ze soba i poprzez kondensator 31 z prze¬ wodem 12. Kolektory tranzystorów 28, 29 sa po¬ laczone poprzez rezystor 161 z punktem polaczenia rezystorów 162 i 163, wlaczonych szeregowo po¬ miedzy przewody U i 12. Emiter tranzystora 28 jest polaczony z przewodem 11 poprzez diode 32 i z kolektorem tranzystora 16 poprzez szeregowe polaczenie rezystora 33 i kondensatora 34. Emiter tranzystora 29 jest polaczony poprzez diode 35 z przewodem 11, a poprzez szeregowe polaczenie rezystora 36 i kondensatora 37 z kolektorem tran¬ zystora 17. Wyjscie 36 ukladu, jest wyprowadzone z kolektorów tranzystorów 28 i 29.Podczas obrotów kola potencjal u góry uzwo¬ jenia 14 jest na zmiane dodatni i ujemny w sto¬ sunku do potencjalu na dole uzwojenia 14. Przy dodatnim potencjale górnej czesci uzwojenia 14, tranzystor 18 jest odciety, zas tranzystor 17 znaj¬ duje sie w stanie przewodzenia, dzieki pradowi plynacemu przez rezystor 15. Prad plynie przez diode 35, rezystor 36, kondensator 37 i tranzystor 17, ladujac kondensator 37 tak, ze jego górna oklar dzma jest naladowana dodatnio, a dolna ujemnie.Gdy górna czesc uzwojenia 14 staje sie ujemna w stosunku do czesci dolne}, wówczas tranzystor 17 zostaje odciety, a dolna okladzina kondensatora 37 jest polaczona poprzez rezystor 19 z przewodem 13 tak, ze górna okladzina kondensatora 37 staje sie bardziej dodatnia i wlacza tranzystor 29, po¬ przez który kondensator 37 rozladowuje sie, prze¬ kazujac swój ladunek kondensatorowi 81. Tran¬ zystor 18 przewodzi teraz tak, ze prad plynie przez diode 32, rezystor 33, kondensator 34 i tranzystor 18, ladujac kondensator 34. Gdy górna czesc uzwo¬ jenia 14 staje sie ponownie dodatnia w stosunku do czesci dolnej uzwojenia 14, wówczas tranzystor 17 zostaje wlaczony ponownie, tranzystor 18 zo¬ staje odciety, a kondensator 34 jest polaczony z przewodem 13 poprzez rezystor 21 tak, ze kon¬ densator 34 wlacza tranzystor 26, co umozliwia przeplyw ladunku z kondensatora 34 do konden¬ satora 31. Napiecie na obwodzie zlozonym z kon¬ densatora 31 i rezystora 161 jest zatem proporcjo¬ nalne do predkosci obrotowej kola.Na fig. 2 wyjscie 38 jest polaczone z baza tran¬ zystora 39 typu n-p-n, którego kolektor jest po¬ laczony z przewodem 11, a emiter poprzez rezy¬ stor 41 z przewodem 12. Rezystor 41 jest zbocz- nikowany szeregowym polaczeniem rezystora 42 i kondensatora 43, a punkt polaczenia rezystora 42 } Kondensatora 43 jest polaczony poprzez szerego- 418 . , 4 we polaczenie rezystora 44 i kondensatora 45 z bramka tranzystora polowego. 46. Zródlo tranzy¬ stora 46 jest polaczone z punktem polaczenia re¬ zystorów 47 i 48 wlaczonych szeregowo pomiedzy 5 przewody zasilajace 49 i 12, przy czym przewód 49 jest polaczony z punktem polaczenia rezystora 51 i kondensatora 52 wlaczonych szeregowo pomiedzy przewody 11 i 12. Dren i bramka tranzystora 46 sa polaczone ze soba poprzez kondensator 58, przy 10 czym dren jest ponadto polaczony z kolektorem tranzystora 54 typu p-n-p, którego emiter jest po¬ laczony z przewodem 49 poprzez rezystor 55. Prze¬ wody 49 i 12 sa polaczone obwodem szeregowym zlozonym z diod 56 i 57 oraz rezystora 58, a punkt 15 polaczenia diody 57 i rezystora 58 jest polaczony z baza tranzystora 54. Kolektor tranzystora 54 jest równiez polaczony z przewodem 49 poprzez sze¬ regowe polaczenie rezystorów 59 i 61, przy czym punkt polaczenia rezystorów 59 i 61 jest polaczony 20 z baza tranzystora 62 typu p-n-p, którego emiter jest polaczony z przewodem 49, a kolektor jest polaczony z przewodem 12 poprzez szeregowe po¬ laczenie rezystorów 63 i 64. Punkt polaczenia re¬ zystorów 63 i 64 jest polaczony z baza tranzy- 25 stora 65 typu n-p-n, którego emiter jest polaczo¬ ny z przewodem 12, a kolektor jest polaczony z przewodem 49 poprzez rezystor 66 i z bramka tran¬ zystora 46 poprzez rezystor 86.Kolektor tranzystora 65 jest polaczony z prze- 30 wodem 12 poprzez kondensator 67 i z baza tran¬ zystora 71 typu n-p-n poprzez szeregowe polaczenie rezystora 68 i diody 69. Emiter tranzystora 71 jest polaczony z punktem polaczenia rezystorów 72173, wlaczonych pomiedzy przewody 11 i 12. Kolektor 35 tranzystora 71 jest polaczony poprzez szeregowo polaczone rezystory 74 i 75 z przewodem 11, a punkt polaczenia rezystorów 75 i 74 jest polaczony z baza tranzystora 76 typu p-n-p. Emiter tranzy¬ stora 76 jest polaczony z przewodem 11, zas jego *° kolektor poprzez rezystor 77 jest polaczony z baza tranzystora 78 typu n-p-n, którego emiter jest po¬ laczony z baza tranzystora 79 typu n-p-n. Kolek¬ tory tranzystorów 761 i 79 sa polaczone ze soba i poprzez rezystor 166 z przewodem 11. Emiter 49 tranzystora 79 jest polaczony z przewodem 12 po¬ przez rezystor 81 a ponadto jest polaczony z baza tranzystora 82 typu n^p-n. Emiter tranzystora 82 jest polaczony z przewodem 12, a jego kolektor jest polaczony z przewodem 11 poprzez uzwo- 60 jenie 88 zbocznlkowane szeregowym polaczeniem re¬ zystora 85 i diody 84. Uzwojenie to, gdy jest za¬ silane, sluzy do dzialania na zawór, który odlacza hamulce od kola.Dzialanie ukladu z fig. 2 jest modyfikowane 55 dzialaniem ukladu powstrzymujacego, przedstawio¬ nego na fig. 3. Jednakze chwilowo dzialanie ukla¬ du z fig. 3 bedzie pominiete.Sygnal na wyjsciu 38 jest napieciem reprezen¬ tujacym predkosc obrotowa kola. Napiecie to wla- ^ cza tranzystor 39, który stanowi wejscie wzmac¬ niacza zbudowanego na tranzystorach 46, 54, 62 i 65. Wzmacniacz ten posiada galaz sprzezenia zwrotnego pomiedzy kolektorem tranzystora 65 i zródlem tranzystora 46, utworzona przez rezystor 65 86, Wzmacniacz reaguje na róznice sygnalu odbie-ranego z wyjscia 36 i sygnalu podawanego z ko¬ lektora tranzystora 65, która reprezentuje stopien zmian predkosci obrotowe* kofeL Podczas dziala¬ nia przewodzenia tranzystora 54 Jest sterowane diodami 56 i 5T i rezystorem 58, a tranzystorem 54 w polaczeniu z tranzystorem 4* stazy do okresle¬ nia przewodzenia tranzystórsi 6& któ£y z kolei okre¬ sla przewodzenie tram^storst 65. Potencjal na ko¬ lektorze tranzystora 65 Jest normalnie równy war¬ tosci posredniej pomiedzy potencjalami przewodów 11 i 12. Gdy kolo zwalnia, potencjal ten zbliza sie do potencjalu przewodu 11, a gdy kolo przy¬ spiesza, potencjrl zbliza sie do potencjalu prze¬ wodu. 12.Potencjal emitera tranzystora 71 jest ustalony za pomoca rezystorów 72 i 73, a tranzystor 71 normalnie nie przewodzi. W tych warunkach tran¬ zystor 76 nie odbiera pradu bazy i jest równiez odciety. Odciete sa równiez tranzystory 78, 79 i 82, na skutek czego uzwojenie 88 nie jest zasilane i hamulce nie sa odlaczane od kola. Jednakie, gdy kolo zwalnia, potencjal na kolektorze tranzy¬ stora 65 narasta az do uprzednio okreslonej war¬ tosci zwalniania kola, przy które) tranzystor 71 wlacza sie. To okreslone zmniejszenie predkosci obrotowej kola jest dobrane tak, aby kolo znaj¬ dowalo sie wówczas w poblizu poslizgu. Gdy tran¬ zystor 71 przewodzi, wlacza on z kolei tranzystor 76, który dostarcza prad bazy tranzystorom 78, 79 i 82, co powoduje zasilanie uzwojenia 83 i odla¬ czenie hamulców od kola. Gdy kolo ponownie przyspiesza, potencjal na kolektorze tranzystora 85 spada tak, ze tranzystor 71 zostaje odciety, od¬ cinajac przez to tranzystory 76, 78, 79 i 82. Uzwo¬ jenie 83 przestaje byc zasilane i hamulce nie sa juz odlaczane od kola.Trudnosci, które moga powstac jesli pojazd po¬ rusza sie po zlej nawierzchni, np. po bruku, mo¬ ga byc wyjasnione na podstawie fig. 2. Jak uprzed¬ nio wyjasniono, koto pojazdu jadacego po bruku zwalnia w czasie wjezdzania na kamien bruku i przyspiesza w czasie zjezdzania. Zakladajac, ze pojazd jest w tym czasie hamowany, to srednia predkosc obrotowa kola zmniejsza sie i powstaje wówczas sygnal zwalniania reprezentowany przez uprzednio okreslony potencjal na kolektorze tran¬ zystora 65. Na ten sygnal naklada sie sygnal zwal¬ niania i przyspieszania kola o duzo wiekszej cze¬ stotliwosci, bedacy wynikiem zwalniania i przy¬ spieszania kola spowodowanego kamieniami bruku.Zakladajac, ze srednie zwalnianie kola nie jest takie, ze kolo wpada w poslizg, to sredni potencjal na kolektorze tranzystora 65 nie jest wystarcza¬ jacy do wlaczenia tranzystora 71. Jednakze chwi¬ lowe zwolnienie kola, spowodowane wjezdzaniem na kamien bruku, spowoduje wzrost potencjalu tranzystora 65, który z kolei wlaczy tranzystory 71,76, 78, 79 i 82, a tym samym odlaczy hamulce. Oczy¬ wiscie, gdy kolo zjezdza z kamienia bruku, przy¬ spiesza wówczas i tranzystor 71 zatyka sie. Zatka¬ nie tranzystora 71 zatyka tranzystor 82, ale hamul¬ ce pojazdu wymagaja znacznie dluzszego czasu na zadzialanie niz na zwolnienie tak, ze w mie¬ dzyczasie hamulce moglyby zadzialac w wyniku odciecia tranzystora 82, lecz kolo wjezdza na na¬ stepny kamien bruku i tranzystor 82 wlacza sie ponownie. W ogólnym wyniku hamulce sa stale odlaczone od kola, nawet gdy kolo nie znajduje sie w poslizgu.Aby pokonac ten problem opracowano uklad po- wstrfcytnujacy, którego jedno z rozwiazan przed- sttfwfta fig.: a, Jak widac na lig. 3 uklad powstrzy¬ mujacy Jest polaczony * kotektorem tranzystora 05 u i dziala na baze tranzystora T9 we wzmacniaczu sterujacym uzwojeniem 83* Uklad powstrzymujacy zawiera tranzystor 87 typu n-p-n, którego emiter jest polaczony z przewodem 12, a kolektor Jest polaczony z przewodem 11 poprzez rezystor 88, u zas baza jest polaczona z kolektorem tranzystora 65 poprzez szeregowe polaczenie diody 89 i rezy¬ stora 90. Nastepny stopien zbudowany jest na tran¬ zystorze 91 typu n-p-n, którego emiter jest pola¬ czony z przewodem 12, a kolektor jest polaczony M z przewodem 11 przez rezystor 92, zas baza jest polaczona z kolektorem tranzystora 65 przez rezy¬ stor 98 i z przewodem 12 przez szeregowo pola¬ czone diody 94 i 95, przy czym punkt polaczenia diod 94 i 95 jest polaczony z kolektorem tranzy- u stora 91 przez kondensator 96. Kolektor tranzysto¬ ra 91 jest równiez polaczony poprzez rezystor 97 z baza tranzystora 98 typu n-p-n, którego emiter jest polaczony z przewodem 12, a kolektor z baza tranzystora 78 pokazanego na fig. 2. Baza tranzy- M stora 98 jest polaczona równiez z kolektorem tran¬ zystora 99 typu n-p-n, którego emiter jest pola¬ czony z przewodem 12, a baza jest polaczona z ko¬ lektorem tranzystora 87.Nalezy przypomniec, ze potencjal kolektora tran- s* zystora 65 znajduje sie normalnie pomiedzy po¬ tencjalami przewodów 11 i 12, lecz narasta podczas hamowania i opada podczas przyspieszania kola.Gdy kolo obraca sie normalnie, oba tranzystory 87 i 91 sa wlaczone pradami przeplywajacymi od- * powiednio przez rezystory 99 i 93, tak wiec prady bazy nie sa przesylane do tranzystorów 98 i 99, a kondensator 96 jest rozladowany.Uklad powstrzymujacy zabezpiecza hamulce przed odlaczeniem od kola tylko gdy tranzystor 98 prze- 40 wodzi. Gdy tranzystor 98 przewodzi, wówczas do¬ wolny prad bazy dostarczony do tranzystora 78 jest kierowany przez kolektor i emiter tranzysto¬ ra 98 tak, ze tranzystor 78 nie przewodzi, a tran¬ zystory 79 i 82 na fig. 2 sa odciete i uzwojenie 83 M nie jest zasilane. Jesli kolo zwalnia, potencjal na kolektorze tranzystora 65 narasta, ale tranzystory 87 i 91 pozostaja wlaczone, nawet jesli zwalnianie kola przewyzsza uprzednio okreslona wartosc a hamulce sa odlaczone od kola. Tak wiec podczas m zwalniania, tranzystor 98 nie moze sie wlaczyc i tym samym nie moze powstrzymac tranzy¬ stora 78. Jednakze gdy kolo zaczyna ponownie przyspieszac, potencjal na kolektorze tranzystora 65 spada i gdy przyspieszenie osiagnie okreslony m uprzednio poziom, tranzystory 87 i 91 zatykaja sie.Gdy tranzystor 87 zostanie zatkany, wówczas prad plynacy przez rezystor 88 wlaczy tranzystor 99.Gdy tranzystor 91 zostanie zatkany, wówczas prad plynacy przez rezystor 92 i diode 95 laduje kon- tf densator 96, ale prad plynacy przez rezystor 97nie moze wlaczyc tranzystora 96, poniewaz tran¬ zystor W przewodzi.Gdy kolo przyspiesza, hamulce dzialaja ponow¬ nie, ale gdy przyspieszenie kola spada ponizej uprzednio okreslonego poziomu, potencjal na ko¬ lektorze tranzystora 65 narasta i tranzystor 87 wlacza sie Odlaczajac prad bazy od tranzystora 99.Tranzystor 91 jest utrzymywany w stanie odciecia przez uprzednio okreslony okres czasu potrzebny na rozladowanie kondensatora 96, a przez ten czas prad plynacy przez rezystory 92 i 97 wlacza tran¬ zystor 98, co powstrzymuje tranzystor 78 od prze¬ wodzenia. Na koncu tego Okresu czasu tranzystor 91 wlacza sie ponownie, odcinajac tranzystor 98, co usuwa powstrzymywanie tranzystora 78. Gdy uprzednio okreslone zwalnianie przewyzsza Tzeezy- wlste zwalnianie przez uprzednio okreslony okres czasu, hamulce nie sa zatem odlaczane. Poniewaz czestotliwosc z jaka hamulce sa odlaczane na na¬ wierzchni brukowej jest duzo wieksza od czesto¬ tliwosci z jaka hamulce bylyby odlaczane podczas normalnego hamowania gdy kolo znajduje sie w poblizu poslizgu, mozna latwo dobrac taki okres czasu, aby gdy kolo porusza sie po dobrej na¬ wierzchni i jest w poblizu poslizgu wówczas zwal¬ nianie predkosci obrotowej kola przekracza uprzed¬ nio okreslona wartosc drugi raz, kondensator 86 jest rozladowany, tranzystor 91 jest wlaczony, a tranzystor 96 odciety tak, ze hamulce moga byc ponownie odlaczone. Jednakze na nawierzchni bru¬ kowanej hamulce beda próbowaly odlaczyc sie po¬ nownie zanim kondensator 96 rozladuje sie i w tych okolicznosciach wymagane powstrzymywanie bedzie odzialywac na warunki przewodzenia tranzystora 98. Jest zrozumiale, ze uprzednio okreslony okres czasu mozna wybrac w sposób wyjasniony powy¬ zej, poniewaz jest charakterystyczne dla cyklu po¬ slizgu, ze kolo jest stabilne w okresie dostatecznie dlugim, aby wybrac tafc£ uprzednio okreslony okres czasu, który umozliwi dzialanie ukladu w sposób wyzej opisany. Innymi slowami dzialanie czasowe rozpoczynajace sie od przerwy w przyspieszeniu kola nie ma wplywu na cykl poslizgu.Mozna oczywiscie dojsc do wniosku, ze powstrzy¬ mywanie moze dzialac innymi sposobami.Sposób, w jaki kazde kolo pojazdu jest stero¬ wane, moze zmieniac sie w róznych pojazdach.Czyli obwody tu przedstawione moga byc powie¬ lane, aby uzyskac oddzielne sterowanie dla kaz¬ dego kola. Mozna równiez oddzielnie sterowac dwa kola przednie i dwa kola tylne, przy czym obwo¬ dy sterujace kolami tylnymi dzialaja na wspólne uzwojenie tak, aby hamulce byly odlaczane rów¬ noczesnie w obu kolach. Mozliwe sa równiez inne kombinacje. PL PL