Способ управления торможением транспортного средства и узел тормозного устройства

 

Изобретение относится к области управления транспортными средствами. Сущность изобретения: в процессе торможения учитывается замедление транспортного средства, имеющееся в начале торможения, которое добавляется к сигналу о заданной величине замедления. Полученная сумма используется как заданная величина регулирования замедления. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу торможения транспортного средства согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и тормозного устройства для осуществления способа.

Способ такого типа представлен в описании к заявке ФРГ ДЕ 02825 А1 в части, связанной с фиг. 2. Тормозное устройство, работающее по этому способу, называется "тормозным устройством с регулируемым замедлением". В тормозном устройстве такого типа блок управления при помощи сигнала управления торможением и по крайней мере одного распределителя энергии, реагирующего на него, вызывает подачу энергии хотя бы к одному колесному тормозу, пока сигнал о фактическом замедлении транспортного средства отклоняется от сигнала запроса замедления последнего.

При езде на спуске на транспортное средство действует сила ведомых звеньев, которая, если транспортное средство не тормозится другими средствами, ускоряет транспортное средство, т.е. оказывает отрицательное замедление. При срабатывании известного тормозного устройства с регулируемым замедлением водитель при помощи датчика замедления может создать сигнал запроса замедления транспортного средства лишь для замедления, положительно отклоняющегося от 0. После этого блок управления настолько долго выдает сигнал управления торможением пока с сенсорного устройства замедления не будет получен им сигнал фактического замедления транспортного средства. Это значит, что транспортное средство, оснащенное известным тормозным устройством с регулируемым замедлением, при помощи этого тормозного устройства не затормозится при спуске до замедления 0, т.е. до постоянной скорости.

В основу изобретения положена задача простыми средствами таким образом усовершенствовать способ торможения транспортного средства указанного вначале типа, чтобы он обеспечивал постоянную скорость транспортному средству при его торможении на съезде по склону.

Эта задача решается признаками изобретения, изложенными в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования и тормозное устройство для реализации изобретения представлены в зависимых пунктах.

Транспортное устройство, оборудованное известным тормозным устройством с регулируемым замедлением, на спуске не может также тормозиться без рывков, так как уже при самом незначительном срабатывании тормозного устройства, т. е. уже при очень слабом сигнале запроса замедления транспортного средства, из своего ускоренного движения, образно говоря, "заносится" в область замедленного движения. Этот недостаток устраняется изобретением.

При движении на спуске без включения тяги и тормозов, например, когда водитель переходит от подачи газа к торможению, как следствие сила ведомых звеньев на спуске задерживает транспортное средство с соответствующим сигналом фактического замедления от сенсорного устройства замедления. При срабатывании известного тормозного устройства с регулируемым замедлением блок управления до тех пор не создает сигнала для срабатывания тормозов, пока водитель не создает сигнала запроса замедления для большего, чем имеется, замедления транспортного средства.

До этого тормозное устройство остается бездействующим. В это время водитель впустую действует на тормозное устройство и у него появляется ощущение отказа тормозного устройства. Этот недостаток также устраняется изобретением В транспортном устройстве, оборудованном известным тормозным устройством с регулируемым замедлением, при срабатывании тормозного устройства при определенных обстоятельствах взаимодействия между водителем и транспортным средством другим образом зависят от исполнительного усилия или исполнительного перемещения, чем это имеет место между водителем и транспортным средством, оборудованным традиционным тормозным устройством с регулированием энергии. Такими взаимодействиями являются, например усилия опирания водителя на рулевое колесо, сиденье водителя, ремни безопасности, пол кабины.

В тормозном устройстве традиционного типа с регулированием дополнительной энергии, например с регулированием давления, водитель посредством исполнительного усилия или исполнительного перемещения создает в датчике сигнал запроса энергии, который настраивая соответствующие устройства регулирования энергии регулирует дополнительную энергию. Водитель транспортного средства, оборудованного таким тормозным устройством, по ощущению изучает взаимосвязи между названными взаимодействиями и устанавливаемым замедлением транспортного средства. При движении на спуск без тяги и без тормозов на транспортное средство и, следовательно на водителя, действует замедляющее усилие спускаемых ведомых звеньев, не вызывая у водителя ощущения взаимодействия с транспортным средством. Лишь дополнительное замедление транспортного средства, возникающее при срабатывании тормозного устройства, вызывает у водителя ощущение взаимодействий. Они неизменны относительно срабатывания тормозного устройства на плоскости. При движении на спуск без тяги и без торможения на транспортное средство и на водителя действует ускоряющее усилие ведомых на спуске звеньев, не вызывая у водителя ощущения взаимодействия с транспортным средством. И в этом случае водитель при срабатывании тормозного устройства ощущает изученные взаимосвязи. Такая констатация имеет силу и для торможений, при которых усилие ведомых на спуске звеньев превышает возникающее усилие торможения, то есть несмотря на срабатывание тормозного устройства транспортное средство и водитель ускоряются.

В транспортном средстве, оборудованном известным тормозным устройством с регулируемым замедлением, при движении на спуске с выключенными тягой и тормозами сенсорное устройство замедления создает сигнал фактического замедления транспортного средства, который соответствует замедлению транспортного средства, вызванному усилием ведомых на спуске звеньев. Если при этом водитель воспользуется тормозным устройством, то блок управления обеспечивает подачу лишь такой дополнительной энергии к колесному тормозу, которая необходима для компенсации разницы между сигналом фактического замедления, вызванным усилием ведомых при спуске звеньев, и сигналом запроса замедления транспортного средства. Водитель ощущает лишь взаимодействия, основанные на этом дополнительном замедлении. Поэтому при спуске он плохо ощущает свое тормозное устройство. Напротив, при срабатывании тормозного устройства при движении на спуске без включенного привода и тормозов водитель испытывает и взаимодействия, которые дополнительно основаны на соответствующем сигналу запросе замедления усилий ведомых на спуске звеньев, создающем ускорение перед началом торможения. Поэтому при движении на спуске водитель очень хорошо ощущает свое тормозное устройство.

Различные взаимодействия не означают лишь утрату комфорта, но мешают водителю развивать ощущение зависимости между исполнительным усилием или исполнительным перемещением и регулируемым замедлением транспортного средства. Вследствие этого водителю труднее распознавать какие-либо дефекты тормозного устройства по характеру торможения.

Изобретение устраняет перечисленные выше недостатки, т.е. различие во взаимодействиях, наступающих при срабатывании сравниваемых тормозных устройств. Если в предлагаемых тормозных устройствах возникают изменения имеющих место взаимодействий, это говорит о нарушениях в электрических элементах.

Другие преимущества изобретения указаны в нижеследующем описании со ссылкой на схематически представленную на чертеже тормозную установку с регулируемым замедлением. На чертеже энергетические связи показаны сплошными линиями, а сигнальные связи штрихпунктирными.

В основополагающем исполнении тормозное устройство состоит из электрического датчика замедления (5), электрического датчика для сигнализации о начале торможения (8), электрического блока управления (4), электрического сенсорного устройства замедления (3 или 15, 18) и тормозного контура (1, 2, 16, 17). Выходы датчика замедления (5), датчика сигнализации начала торможения (8) и сенсорного устройства замедления (3 или 15, 18) соединены с входами блока управления (4).

Тормозной контур (1, 2, 16, 17) состоит из источника энергии (16), энергораспределителя (17), вспомогательного устройства (2) и колесного тормоза (1). Источник энергии поставляет энергию до уровня, называемого "запасенная энергия".

Тормозной контур может быть рассчитан на любой подходящий вид энергии. В случае давления в качестве энергоносителей могут использоваться, например сжатый воздух, жидкие рабочие среды, другие подходящие газообразные напорные среды. В этом случае самим по себе известным образом источником энергии (16) может служить генератор давления или питаемый от генератора давления ресивер, энергораспределителем (17) клапанное устройство, например соответствующий клапан из техники блокировочной защиты, а вспомогательным устройством (2) тормозной цилиндр.

Электрически управляемый энергораспределитель (17) с одной стороны соединен с источником энергии (16), а с другой стороны с вспомогательным устройством (2). Его электрическое исполнительное устройство связано с выходом блока управления (17). Энергораспределитель (17) при получении сигнала на исполнение торможения от блока управления (4) подводит энергию от источника энергии (16) к вспомогательному устройству (2), при этом во вспомогательном устройстве (2) накапливается вспомогательная энергия или повышается уровень имеющейся вспомогательной энергии. Максимальный уровень этой вспомогательной энергии является запасенной энергией. При получении исполнительного сигнала на освобождение от тормозов от блока управления (4) энергораспределитель (17) в зависимости от длительности исполнительного сигнала может частично или полностью убрать вспомогательную энергию. При использовании воздуха в качестве рабочей среды обычно происходит его выпуск в атмосферу.

Датчик замедления (5) срабатывает от водителя через исполнительное устройство (6), к которому обычно относится педаль. При срабатывании датчик замедления (5) выдает сигнал запроса замедления транспортного средства, величина которого зависит от величины исполнительного усилия или исполнительного перемещения. В качестве датчика замедления (5) может найти применение любой подходящий электрический датчик торможения.

Сенсорное устройство замедления (3 и, соответственно 15, 18) охватывает имеющееся замедление оборудованного тормозным устройством транспортного средства и создает соответствующие сигналы фактического замедления транспортного средства. Сенсорным устройством замедления может быть любое подходящее устройство. В приведенном примере исполнения представлены две альтернативы. Первая альтернатива, обозначаемая (3), анализирует поперечную скорость транспортного средства. Вторая альтернатива (15, 18) использует сенсор поворота (18) на колесе, связанном с колесным тормозом (1), и дифференцирующее устройство (15), которое сигнал сенсора поворота (18) дважды дифференцирует по времени и, таким образом, образует из этого сигнала сигнал фактического замедления транспортного средства. Электрические схемы, которые могли бы использоваться в качестве такого дифференцирующего устройства, известны специалистам. В данном примере дифференцирующее устройство (15) подключено к блоку управления (4), поскольку как правило такие дифференцирующие устройства интегрируются в другие электронные блоки. Альтернатива с сенсором поворотом (18) целесообразна, в частности, если транспортное средство также оборудовано устройством блокировочной защиты, так как сенсоры поворота, а также дифференцирующие устройства заимствуют необходимые исполнения из техники блокировочной защиты.

Датчик для сигнализации о начале торможения (8) срабатывает от водителя прежде, чем датчик замедления (5) выдаст сигнал запроса о замедлении транспортного средства. В качестве датчика для сигнализации о начале торможения (8) может быть использовано любое подходящее устройство. Однако, с точки зрения простоты изготовления наиболее целесообразно конструктивно объединить датчик для сигнализации о начале торможения (8) с датчиком замедления (5). Благодаря этому датчик для сигнализации о начале торможения (8) может срабатывать от исполнительного устройства (6) датчика замедления (5). Узел, образованный двумя датчиками, представляет собой комбинированный датчик (7). Графически датчик для сигнализации о начале торможения (8) представлен как коммутатор, который создает сигнал начала торможения посредством замыкания или размыкания электрической цепи, частично размещенной в блоке управления (4).

В блоке управления (4) известные сами по себе электронные элементы известным образом собраны так, что блок управления (4) обеспечивает действия, изложенные более подробно в следующем функциональном описании.

Для срабатывания тормозного устройства водитель при помощи исполнительного устройства (6) воздействует на комбинированный датчик (7). При этом сначала водитель создает при помощи датчика для сигнализации о начале торможения (8) сигнал начала торможения, а затем при помощи датчика замедления (5) сигнал запроса о замедлении транспортного средства, величину которого водитель определяет по исполнительному усилию на исполнительном устройстве (6) или по исполнительному перемещению исполнительного устройства (6).

Блок управления (4) при получении сигнала о начале торможения, например через промежуточную память, получает созданный непосредственно сенсорным устройством замедления (3 или 15, 18) сигнал фактического замедления в качестве сигнала запроса о замедлении транспортного средства с самого начала. Во время следующего получения сигнала запроса о замедлении блок управления (4) образует сумму из этого сигнала и начального сигнала замедления транспортного средства и для торможения выдает на свой выход исполнительный сигнал торможения. В ответ на это энергораспределитель подает энергию к вспомогательному устройству (2). Благодаря этому во вспомогательном устройстве (2) накапливается вспомогательная энергия, которая через колесный тормоз (1) вызывает соответствующую силу торможения и, следовательно, соответствующее замедление транспортного средства. Сенсорное устройство замедления (3 или 15, 18) измеряет это замедление транспортного средства и создает соответствующий сигнал фактического замедления транспортного средства. Если вспомогательная энергия и, следовательно, тормозное усилие и замедление транспортного средства настолько велики, что сигнал фактического замедления равен сумме начального сигнала замедления и созданного водителем сигнала запроса замедления транспортного средства, блок управления (4) преобразует исполнительный сигнал торможения на сигнал остановки торможения, вследствие чего энергораспределитель (17) прекращает подачу энергии во вспомогательное устройство (2), но имеющуюся вспомогательную энергию удерживает. Теперь транспортное средство затормаживается с замедлением, необходимость которого определена водителем по сигналу запроса о замедлении транспортного средства.

Если по каким-то причинам при неизменном сигнале запроса о замедлении транспортного средства замедление, и, следовательно, сигнал фактического замедления транспортного средства уменьшается, блок управления (4) снова переходит на исполнительный сигнал торможения, пока сигнал фактического замедления на основе возможно вызванного этим повышения вспомогательной энергии во вспомогательном устройстве (2) снова не станет равным сумме, состоящей из начального сигнала запроса о замедлении и сигнала запроса о замедлении, созданного водителем. Если во время торможения сигнал фактического замедления при неизменном сигнале запроса о замедлении транспортного средства по каким-либо причинам возрастает, то блок управления (4) преобразует сигнал остановки торможения в сигнал исполнения торможения в смысле отпускания, на что энергораспределитель (17) снижает вспомогательную энергию до восстановления совпадения сигнала замедления и созданного водителем сигнала запроса о замедлении транспортного средства. Если водитель хочет закончить торможение или, соответственно, сократить замедление транспортного средства, он освобождает исполнительное устройство (6) или, соответственно, сокращает исполнительное усилие или исполнительное перемещение. Тогда блок управления преобразует сигнал на исполнение торможения на отпускание до полной энергетической разгрузки вспомогательного устройства (2) или, соответственно, до выравнивания сигнала фактического замедления с действующей теперь суммой, состоящей из начального сигнала о замедлении и сигнала запроса о замедлении транспортного средства.

После такого основополагающего разъяснения принципа действия тормозного устройства следует предположить, что, например транспортное средство при движении с ускорением (т.е. при отрицательном замедлении 0,1) находилось на спуске. В этом случае сенсорное устройство замедления (3 или 16, 18) создает сигнал фактического замедления -0,1. Теперь, если водитель подействует на тормозное устройство, блок управления (4) воспримет этот сигнал фактического замедления как начальный сигнал замедления транспортного средства. Если водитель хочет затормозить транспортное средство только до постоянной скорости, то он при помощи датчика замедления (5) должен создать сигнал запроса замедления +0,1. Тогда блок управления (4) при помощи исполнительного сигнала торможения и, в случае надобности, сигнала остановки торможения управляет подачей вспомогательной энергии во вспомогательное устройство (2), при которой сигнал фактического замедления равен -0,1, +0,1 0, и, следовательно, устанавливается постоянная скорость. То есть тормозное устройство обеспечивает транспортному средству спуск с постоянной скоростью, хотя датчик замедления лишь для положительного замедления, отклоняющегося от 0, способен выдавать сигналы запроса о замедлении транспортного средства.

Теперь предположим, что водитель захотел при движении на спуске притормозить транспортное средство не до постоянной скорости, а лишь уменьшить имеющееся ускорение 0,1, например до 0,05. Тормозное устройство обеспечивает и это. С этой целью водитель при помощи датчика замедления (5) должен создать сигнал запроса на замедление транспортного средства для +0,05. Тогда блок управления (4) регулирует вспомогательную энергию во вспомогательном устройстве (2) таким образом, что сенсорное устройство замедления (3 или 15, 18) создает сигнал фактического замедления, равный -0,1 + 0,05 -0,05. Этот случай иллюстрирует строго дозированное использование тормозного устройства и, следовательно, его способность без рывков тормозить транспортное средство при движении на спуске.

Теперь предположим, что транспортное средство находилось на спуске и было замедлено посредством исполнительной силы замедлением +0,1. Если теперь водитель захочет увеличить замедление, например на +0,05, то он создает сигнал запроса на замедление +0,05. При этом блок управления (4) при помощи исполнительного сигнала торможения и, по мере надобности, сигнала остановки торможения регулирует вспомогательную энергию во вспомогательном устройстве (2) таким образом, что сенсорное устройство замедления (3 или 15, 18) создает сигнал фактического замедления, равный +0,1 + 0,05 0,15. Этот случай иллюстрирует, что тормозное устройство при движении на спуске обеспечивает строго дозированное увеличение замедления без холостого срабатывания.

В обсужденных предположительных случаях водитель имеет те же ощущения взаимодействия, что и при таких же сигналах запроса замедления на равнине.

На основе описанных выше функций тоpмозное устройство представляет способ торможения транспортного средства, обладающий кроме других, еще и тем преимуществом, о котором сказано во вводной части описания.

В качестве усовершенствования рассмотренного выше основного исполнения на фигуре представлен второй тормозной контур (11, 12, 13, 14), в котором источник энергии (14), энергораспределитель (13), вспомогательное устройство (11) и колесный тормоз (12) приводятся в действие и функционируют как и соответствующие части тормозного контура (1, 2, 16, 17) основного исполнения. Для обоих тормозных контуров имеет силу то, что могут быть в наличии несколько колесных тормозов. К ним могут относится собственные вспомогательные устройства, но может быть и общее вспомогательное устройство. Если предусмотрено несколько вспомогательных устройств, к ним может быть отнесен один общий энергораспределитель или, соответственно, у каждого может быть свой энергораспределитель. Возможно также, что внутри общего числа вспомогательных устройств образуются группы, к каждой из которых отнесен энергораспределитель.

К сенсорному устройству замедления может быть причислен и сенсор поворота, принадлежащий колесу служащего для усовершенствования тормозного контура (11, 12, 13, 14). К сенсорному устройству замедления могут быть причислены сенсоры поворотов нескольких колес, сигналы которых дифференцирующее устройство (15) перед дифференцированием усредняет или из этих сигналов дифференцирующее устройство (15) образует, соответственно, собственный сигнал фактического замедления транспортного средства, для которых блок управления (4) может содержать приоритетные схемы или схемы образования средних.

В качестве другого усовершенствования на чертеже представлен сенсор нагрузки (10), сигнал с которого поступает на вход блока управления (4). В этом случае блок управления (4) может быть усовершенствован таким образом, что он обеспечивает зависимое от распределения нагрузки распределение энергии торможения на представленные вспомогательные устройства (2, 11) или на возможно имеющиеся другие вспомогательные устройства тормозного контура.

Посредством еще одного сенсора (9) обозначаются другие возможности усовершенствования, когда блок управления (4) при распределении тормозной энергии по вспомогательным устройствам учитывает и другие параметры транспортного средства. Этими параметрами, например, могут быть температура колесных тормозов, степень износа устройства торможения длительного действия и т.п.

Рассмотренное тормозное устройство можно выполнить взаимодействующим с устройством блокировочной защиты или интегрировать в него.

Специалистам понятно, что область притязаний настоящего изобретения не ограничивается представленным примером исполнения, а охватывает все модификации, подходящие под признаки пунктов формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ управления торможением транспортного средства, включающий формирование водителем при помощи задатчика торможения сигнала о заданной величине замедления транспортного средства, измерение сенсорным устройством величины достигаемого замедления транспортного средства, формирование блоком управления исполнительного сигнала торможения в зависимости от заданной величины замедления и величины фактического замедления транспортного средства, отличающийся тем, что водитель в начале торможения формирует сигнал начала торможения, который подается в блок управления, при этом блок управления при поступлении сигнала начала торможения образует сумму из сигнала о заданной величине замедления транспортного средства и сигнала о текущей величине фактического замедления, а также формирует в дальнейшем исполнительный сигнал торможения при рассогласовании между сигналом фактического замедления и величиной указанной суммы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сенсорное устройство величины фактического замедления формирует сигнал в зависимости от величины поворота хотя бы одного колеса транспортного средства.

3. Узел тормозного устройства, содержащий задатчик замедления, отличающийся тем, что он снабжен датчиком начала торможения, причем задатчик замедления и датчик начала торможения объединены в блок, выполненный с возможностью формирования сигнала начала торможения до формирования сигнала замедления транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1