Способ определения давления в шине
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Блок управления соединен по текучей среде с вентилем шины через контур управления текучей средой. Давление воздуха в контуре управления текучей средой замеряется с помощью датчика давления. Способ включает в себя также определение, не имеется ли утечки в контуре управления текучей средой, и обеспечение давления компенсации утечки. Давление в шине рассчитывается путем суммирования давления воздуха в контуре управления текучей средой и давления компенсации утечки. Технический результат – повышение точности измерения фактического давления воздуха в шинах. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Объектом настоящего изобретения является способ определения давления в шине. В частности, объектом настоящего изобретения является способ определения давления в шине с помощью системы управления давлением в шине.
Уровень техники
Системы управления давлением в шинах, например, такие как централизованные системы накачки шин, могут использоваться для ручного и/или автоматического регулирования давления воздуха в шине. Для определения необходимости коррекции давления в шине, чтобы избежать чрезмерного или недостаточного внутреннего давления, давление воздуха в шине измеряют, например, с помощью датчика. Важно, чтобы измеряемое давление являлось действительным давлением воздуха в шине. Однако утечки воздуха, не связанные с шиной, например утечки из канала для текучей среды, могут обуславливать неточность замеренного давления относительно фактического.
Таким образом, необходимо разработать способ, который учитывал бы возникающие утечки и обеспечивал бы точное измерение фактического давления воздуха в шинах.
Раскрытие изобретения
В настоящем описании представлены варианты реализации способа определения давления воздуха в шине. В одном из возможных вариантов осуществления изобретения способ определения давления в шине включает в себя обеспечение блока управления. Блок управления включает в себя датчик давления. Блок управления соединен по текучей среде с вентилем шины через контур управления текучей средой. Давление воздуха в контуре управления текучей средой замеряется с помощью датчика давления. На основании измерений определяется, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой, и в случае наличия утечки обеспечивается давление компенсации утечки. Давление в шине рассчитывается путем суммирования давления воздуха в контуре управления текучей средой и давления компенсации утечки.
В еще одном варианте осуществления изобретения способ определения давления в шине включает в себя обеспечение блока управления. Блок управления включает в себя датчик давления. Блок управления соединен по текучей среде с обратным клапаном через контур управления текучей средой. С блоком управления текучей средой соединен по текучей среде источник воздуха, и воздух от данного источника двумя или более импульсами подается в контур управления текучей средой. Давление воздуха в контуре управления текучей средой замеряется с помощью датчика давления. Путем измерения давления воздуха в контуре управления текучей средой в течение заданного периода времени с целью выявления падения давления определяют, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой. Определение давления компенсации утечки осуществляется по скорости снижения давления в контуре управления текучей средой. Давление в шине рассчитывается путем суммирования давления воздуха в контуре управления текучей средой и давления компенсации утечки.
Краткое описание чертежей
Приведенное выше краткое описание, а также другие преимущества предлагаемого способа, станут более ясными специалистам после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием изобретения и чертежами.
На фиг. 1 показана схема варианта реализации системы управления давлением в шине согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 - графическое представление варианта реализации способа измерения давления в шине согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 3 - графическое представление еще одного варианта реализации способа измерения давления в шине согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Следует иметь в виду, что настоящее изобретение может предполагать различные альтернативные ориентации и последовательности этапов, за исключением случаев, когда специально оговорено иное. Также следует иметь в виду, что конкретные сборочные узлы, устройства, системы и признаки, представленные на прилагаемых чертежах и раскрываемые в приведенном ниже описании, представляют собой лишь возможные примеры исполнения, используемые для иллюстрации основных идей изобретения. Таким образом, конкретные размеры, направления или другие физические параметры раскрываемых вариантов реализации не должны рассматриваться как ограничивающие, за исключением случаев, когда специально оговорено иное. Кроме того, в данном разделе настоящей заявки аналогичные элементы различных вариантов реализации, как правило, обозначаются одинаковыми ссылочными позициями, хотя возможно и иное.
Ниже приводится описание возможных вариантов реализации способа определения давления в шине. Данный способ может использоваться совместно с системой управления давлением в шине транспортного средства (не показано). Предпочтительно, предлагаемый способ используется совместно с централизованной системой накачки шин (ЦСНШ) для коммерческих транспортных средств. Раскрываемый здесь способ может использоваться в системах управления давлением в шинах, которые осуществляют только накачивание и поддерживание давления в шинах, или же могут выполнять как накачивание, так и стравливание давления в шине.
Схема варианта исполнения системы 10 управления давлением в шине, пригодного для применения в предлагаемом способе, приведена на фиг. 1. Дополнительные варианты реализации системы управления давлением в шинах, пригодной для применения в предлагаемом способе, раскрываются в патентах США №№4,898,216, 5,524,481, 5,313,995, 6,604,414, 6,758,088, 7,538,661 и RE41.756, содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Следует отметить, что для применения описываемого здесь способа также могут использоваться и другие системы управления давлением в шинах, помимо указанных выше.
Кроме того, раскрываемый здесь способ может использоваться в легковых и грузовых транспортных средствах, а также в пассажирских, грузопассажирских и внедорожных транспортных средствах. К тому же, специалисты среднего уровня в данной области поймут, что данный способ может найти применение в общей, железнодорожной, военной и аэрокосмической областях промышленности. Кроме того, следует отметить, что данный способ может применяться как до начала работы транспортного средства, так и во время его работы.
Раскрываемый способ описывается для текучей среды. С целью упрощения описания, такую текучую среду мы будем именовать воздухом. Однако также могут применяться альтернативные типы текучей среды.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения способ предполагает использование блока 12 управления. Как показано на фиг. 1, данный блок 12 управления может являться частью системы 10 управления давлением в шине. Варианты исполнения блока 12 управления, пригодные для применения в предлагаемом способе, раскрываются в патентной заявке США №14/208,467, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Блок 12 управления включает в себя датчик 24 давления для измерения давления воздуха. Следует отметить, что датчик давления может также называться преобразователем давления. Предпочтительно, блок 12 управления содержит также несколько клапанных узлов 30, 32, 46, 48, представляющих собой электромагнитные клапаны, более подробно описанные ниже, а также первый канал 22 для текучей среды, предназначенный для регулирования потока и направления подачи воздуха. Как показано на фиг. 1, первый канал 22 для текучей среды соединен с датчиком 24 давления и клапанными узлами 30, 32, 46, 48.
Электронное управляющее устройство 14 может принимать входные сигналы от датчика 24 давления, блока 16 питания, а также от одного или нескольких дополнительных датчиков (не показаны), например от датчика нагрузки и датчика скорости. Электронное управляющее устройство 14 также может принимать входные сигналы от пульта 18 управления оператора. Электронное управляющее устройство 14 может содержать микропроцессор 20, работающий под управлением загруженного в него набора команд, которые могут также называться программным обеспечением. Электронное управляющее устройство 14 может содержать запоминающее устройство (не показано), в которое загружено и в котором хранится вышеупомянутое программное обеспечение. Запоминающее устройство может также содержать коды идентификации, архив данных по давлению в шинах и/или введенные пользователем команды в течение определенного периода времени.
Электронное управляющее устройство 14 выдает управляющие сигналы клапанным узлам 30, 32, 46, 48. Выходные управляющие сигналы могут быть в виде электрического тока. Электрический ток может восприниматься клапанным узлом 30, 32, 46, 48, для того чтобы открыть или закрыть клапанный узел 30, 32, 46, 48. Аналогичным образом, электрический ток может отключаться от клапанного узла 30, 32, 46, 48, чтобы открыть или закрыть данный клапанный узел 30, 32, 46, 48. Электронное управляющее устройство 14 может также выдавать командные сигналы на устройство индикации (не показано). Устройство индикации может являться частью пульта управления оператора 18 или может представлять собой автономное устройство.
Блок 12 управления селективно соединен по текучей среде с контуром 26 управления текучей средой. Предпочтительно, соединение по текучей среде блока 12 управления с контуром 26 управления текучей средой осуществляется путем открытия или закрытия контурного клапанного узла 30. Предпочтительно, контурный клапанный узел 30 представляет собой электромагнитный клапан, как было указано выше. Для описания принципа предлагаемого способа в данном описании мы предположим, что когда контурный клапанный узел 30 открыт или находится в открытом положении, блок 12 управления соединен по текучей среде с контуром 26 управления текучей средой. И наоборот, когда в описании говорится, что контурный клапанный узел 30 закрыт или находится в закрытом положении, подразумевается, что блок управления не соединен по текучей среде с контуром 26 управления текучей средой. Контур 26 управления текучей средой включает в себя один или несколько каналов 34, 35 для текучей среды. Контур 26 управления текучей средой может содержать также узел 36 вращающегося уплотнения и шланговый узел (не показан).
Предлагаемый способ будет описан для случая, когда система содержит один контур 26 управления текучей средой. Однако следует иметь в виду, что блок 12 управления может селективно соединяться с несколькими контурами 26, 28 управления текучей средой. Например, при реализации предлагаемого способа в системе могут быть предусмотрены первый контур 26 управления текучей средой, связанный с ведущим мостом транспортного средства, и второй контур 28 управления текучей средой, связанный с мостом с управляемыми колесами. Предпочтительно, конфигурации первого контура 26 управления текучей средой и второго контура 28 управления текучей средой являются аналогичными. Соединение по текучей среде блока 12 управления со вторым контуром 28 управления текучей средой осуществляется путем открытия или закрытия второго контурного клапанного узла 32. Когда блок 12 управления соединен по текучей среде с контуром 26, 28 управления текучей средой, датчик давления измеряет давление воздуха в контуре 26, 28 управления текучей средой через первый канал 22 для текучей среды.
Контур 26 управления текучей средой используется для обеспечения соединения по текучей среде одной или нескольких шин 38, 39 с блоком 12 управления. Каждая шина 38, 39 содержит воздух под давлением, которое далее мы будем именовать давлением в шине. Ниже приводится описание предлагаемого способа для случая определения давления в одной шине 38. Однако иногда блок 12 управления с помощью контура 26 управления текучей средой может быть соединен по текучей среде как лишь с одной, так и с несколькими шинами. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения, предлагаемый способ может использоваться для определения давления в нескольких шинах 38, 39.
Предпочтительно, давление в шине равно заданному давлению. Заданное давление может выбираться равным требуемому. После выбора величины заданного давления в шине ее вводят в электронное управляющее устройство 14. Если обнаруживается, что фактическое давление в шине меньше заданного, давление в шине можно увеличить. Если обнаруживается, что фактическое давление в шине больше заданного, давление в шине можно уменьшить. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения при использовании предлагаемого способа давление в шине может быть неизвестным, а в других вариантах осуществления изобретения давление в шине могло быть измеренным недавно и в момент применения способа может быть приблизительно известным.
Шина 38 установлена на колесном узле 40, который включает в себя прикрепленный к нему вентиль 42 шины. Контур 26 управления текучей средой соединен по текучей среде с шиной 38 через вентиль 42. Контур 26 управления текучей средой заканчивается на вентиле 42 шины. Вентиль 42 отделяет контур 26 управления текучей средой от шины 38 и используется для удержания воздуха в шине. Вентиль 42 шины позволяет шине 38 селективно соединяться с блоком 12 управления через контур 26 управления текучей средой. Предпочтительно вентиль 42 шины представляет собой обратный клапан.
Блок 12 управления также селективно соединяется с источником 44 воздуха через контур 45 подачи воздуха. Когда блок 12 управления соединен по текучей среде с источником 44 воздуха и контурные клапанные узлы 30, 32 находятся в закрытом положении, датчик 24 давления измеряет давление в источнике 44 воздуха через контур 45 подачи воздуха и первый канал 22 для текучей среды. Для измерения давления в источнике воздуха питательный клапанный узел 46 устанавливается в открытое положение. Предпочтительно, блок 12 управления также содержит управляющий клапанный узел 48, который обеспечивает определенное соединение по текучей среде источника 44 воздуха с контуром 26 управления текучей средой через блок 12 управления. В управляющем клапанном узле 48 имеется отверстие, которое меньше отверстия питательного клапанного узла 46, используемого для подачи воздуха из источника 44 воздуха в контур 26 управления текучей средой. Предпочтительно, питательный клапанный узел 46 и управляющий клапанный узел 48 представляют собой электромагнитные клапаны, как уже указывалось выше.
Источник 44 воздуха используется для определения давления в шине и, при необходимости, для открывания вентиля 42 шины и повышения давления в шине 38. Предпочтительно, источник 44 воздуха снабжен воздушным компрессором 50, установленным на транспортном средстве. Предпочтительно, источник 44 воздуха содержит также емкость 54, например сушильный бак. Компрессор 50 соединен с емкостью 54 линией 56 подачи. Воздушный компрессор 50 осуществляет подачу сжатого воздуха в емкость 54 для его хранения в данной емкости. Сжатый воздух из источника 44 воздуха поступает в контур 45 подачи воздуха через емкость 54. В некоторых вариантах осуществления изобретения предусмотрено сушильное устройство 58 для удаления влаги из воздуха, поступающего из источника 44 воздуха. Кроме того, в контуре 45 подачи воздуха или на линии 56 подачи может быть установлен фильтр (не показан).
Источник 44 воздуха содержит воздух под определенным давлением; в момент применения предлагаемого способа данное давление уже замерено, и было определено, что оно выше, чем давление в шине. Предпочтительно, давление воздуха в источнике 44 равно или больше заданного давления в шине, так что, при необходимости, давление в шине может быть повышено до величины заданного давления. В одном из возможных вариантов реализации давление воздуха в источнике 44 равно заданному давлению в шине плюс 5 фунт-сила/кв.дюйм (34,5 кПа) или более.
Блок 12 управления может определять давление в шине и, при необходимости, открывать вентиль 42 для повышения давления в шине. Для того чтобы начать открывание вентиля 42 шины, контурный клапанный узел 30, питательный клапанный узел 46 и управляющий клапанный узел 48 устанавливаются в открытое положение, чтобы соединить источник 44 воздуха с вентилем 42 шины через первый канал 22 для текучей среды и контур 26 управления текучей средой. После того, как источник 44 воздуха будет соединен с вентилем 42 шины, источник 44 воздуха останется соединенным с вентилем 42 шины в течение определенного периода времени, чтобы перевести вентиль 42 шины в открытое положение. Вентиль 42 шины переводится в открытое положение под действием перепада давлений между источником 44 воздуха и давлением в шине. После того, как вентиль 42 шины будет открыт, он может оставаться в открытом положении в течение определенного периода времени для повышения давления в шине до заданного давления. Вентиль 42 шины может оставаться в открытом положении за счет стравливания воздуха. Вентиль 42 шины также может быть переведен в закрытое положение, когда это необходимо, например, когда давление в шине уже повысилось до величины заданного давления.
Предпочтительно, предлагаемый способ предусматривает расчет давления в шине. Давление в шине вычисляется путем замера давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой и, при обнаружении утечки, корректировки замеренного давления на величину давления компенсации утечки. В некоторых вариантах осуществления изобретения давление компенсации утечки может быть пренебрежимо малым или равным нулю, например, если в контуре 26 управления текучей средой утечки отсутствуют. В этих вариантах реализации давление в шине может быть равным давлению воздуха, замеренному в контуре 26 управления текучей средой.
Для расчета давления в шине воздух из источника 44 подается в контур 26 управления текучей средой, и производится замер давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой с помощью датчика 24 давления, как было указано выше. Перед подачей воздуха от источника 44 в контур 26 управления текучей средой выполняется замер давления в источнике 44 воздуха с помощью датчика 24 давления, как было описано выше, для того, чтобы удостовериться, что давление воздуха в источнике 44 выше заданного давления в шине. После того, как подтвердится, что давление воздуха в источнике 44 выше заданного давления в шине, производится подача воздуха одним или двумя импульсами от источника 44 в контур 26 управления текучей средой. Во время каждого импульса производится подача воздуха от источника 44, и каждый импульс продолжается в течение определенного периода времени. Воздушные импульсы поступают в контур 26 управления текучей средой, и давление воздуха в нем увеличивается.
Воздушный импульс создается путем соединения источника 44 воздуха с контуром 26 управления текучей средой путем перевода контурного клапанного узла 30, питательного клапанного узла 46 и управляющего клапанного узла 48 в открытое положение в течение первого заданного периода времени, и перевода питательного клапанного узла 46 в закрытое положение по истечении первого заданного периода времени. Предпочтительно, в течение второго заданного периода времени питательный клапанный узел остается в закрытом положении. В течение этого периода времени давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой устанавливается и замеряется датчиком 24 давления. После замера давления воздуха в контур 26 управления текучей средой могут быть посланы еще один или несколько воздушных импульсов, как описано выше. Продолжительность импульсов, используемых для вычисления давления в шинах, может изменяться в зависимости от варианта реализации предлагаемого способа. Кроме того, предпочтительно, чтобы продолжительность последующих воздушных импульсов уменьшалась по мере приближения давления в контуре 26 к заданному давлению.
Замеренное давление, используемое для вычисления давления в шине, представляет собой давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой, когда установлено, что данное давление равно или приблизительно равно давлению в шине. Давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой, которое, как установлено, равно или приблизительно равно давлению в шине, считается замеренным давлением воздуха в шине. Чтобы установить, действительно ли данное давление равно или приблизительно равно давлению в шине, определяют разность между давлениями в контуре 26 управления текучей средой после последовательных воздушных импульсов. По мере того, как давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой приближается к величине давления в шине, разность этих давлений после последовательных импульсов будет уменьшаться. Когда разность по давлению воздуха в контуре 26 управления текучей средой между последовательными импульсами становится равной заданному значению, считается, что давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой равно или приблизительно равно давлению в шине. После того, как установлено, что давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой приблизительно или точно равно давлению в шине, в течение заданного периода времени, давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой замеряют для вычисления давления в шине.
После определения давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой для использования при вычислении давления в шине, определяют, имеется ли утечка в контуре 26 управления текучей средой. Для того чтобы определить, имеется ли утечка в контуре 26 управления текучей средой, с помощью датчика 24 давления замеряют и контролируют изменение давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой в течение определенного периода времени. Предпочтительно, измерение изменения давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой производится при закрытом вентиле 42 шины. Если после того, как установлено, что давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой приблизительно или точно равно давлению в шине, будет обнаружено понижение давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой, несмотря на то, что отбираемый от компрессора воздух поступает в контур 26 управления текучей средой, то считается, что в контуре 26 управления текучей средой имеется утечка. Это определительное измерение может объясняться тем, что вентиль 42 шины перешел в закрытое положение после того, как давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой установилось и упало ниже давления в шине. Предпочтительно, если установлено наличие утечки в контуре 26 управления текучей средой, наблюдается продолжительное уменьшение давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой в течение заданного периода времени.
После того как установлено, что в контуре 26 управления текучей средой имеется утечка, вычисляется давление компенсации, которое используется для расчета давления в шине. Давление компенсации утечки используется для коррекции на незначительную величину замеренного давления в шине вследствие наличия утечки из контура 26 управления текучей средой в атмосферу. Величина давления компенсации утечки зависит от скорости, с которой происходит утечка воздуха из контура 26 управления текучей средой. Скорость, с которой воздух уходит из контура 26 управления текучей средой, определяют путем измерения, с помощью датчика 24 давления, понижения давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой в течение заданного промежутка времени. В одном из возможных вариантов осуществления изобретения давление компенсации утечки вычисляют путем измерения давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой в течение трех или более заданных периодов времени, и давление, замеренное в каждом из этих трех или более периодов времени, регистрируется для вычисления давления компенсации утечки. Предпочтительно, вычисляется разность между первым замеренным давлением, которое равно замеренному давлению в шине, и последующим вторым замеренным давлением, которая затем суммируется с вышеуказанным изменением давления и разностью между давлением второго замера и последующего третьего замера, чтобы вычислить давление компенсации утечки. Как указано выше, если утечки в контуре 26 управления текучей средой не имеется, давление компенсации утечки считается равным нулю. Кроме того, при отсутствии утечек в контуре 26 управления текучей средой, давление воздуха в контуре 26 управления текучей средой будет медленно повышаться вследствие подачи отбираемого от компрессора воздуха в контур 26 управления текучей средой.
После выполнения вышеописанного замера давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой и расчета давления компенсации утечки, можно вычислить давление в шине путем суммирования давления компенсации утечки и замеренного давления воздуха в шине. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает расширение функциональных возможностей системы управления давлением в шине за счет точного определения давления в шине даже при наличии утечек, например из канала для текучей среды, узла вращающегося уплотнения, шлангового узла и/или какого-либо другого элемента контура управления текучей средой. В некоторых вариантах реализации способа перед расчетом давления в шине производится повторный замер давления в источнике 44 воздуха, чтобы определить, понизилось ли давление воздуха, поступающего от источника 44; это делается для того, чтобы удостовериться, что падение давления воздуха, поступающего от источника 44, не послужило причиной неточного определения величины давления компенсации утечки. Если давление поступающего от источника 44 воздуха не понизилось, полученное значение давления компенсации утечки подтверждается и используется для расчета давления в шине.
Этапы измерения давления в источнике 44 воздуха, подающего воздушные импульсы в контур 26 управления текучей средой, измерения давления воздуха в контуре 26 управления текучей средой, проверки контура 26 управления текучей средой на наличие утечки, подачи давления компенсации утечки и расчета давления в шине при необходимости могут быть выполнены повторно.
Варианты реализации предлагаемого способа определения давления в шине можно пояснить с помощью фиг. 2 и 3. Варианты реализации, показанные на фиг. 2 и 3, будут описаны ниже с рассмотрением изменения по времени давления воздуха в контуре управления. Конфигурация контура управления аналогична показанной на фиг. 1 и описана выше; измерение давления в контуре управления производилось так же, как было описано выше. Измерение изменения по времени давления воздуха в контуре управления осуществлялось с помощью датчика давления, как было описано выше. На фиг. 2 и 3 давление представлено в фунт-сила/кв.дюйм (1 фунт-сила/кв.дюйм = 6,9 кПа), время представлено в сек. Варианты реализации, показанные на фиг. 2 и 3, приводятся лишь в качестве примера. Таким образом, величины давления (давлений) и времени (времен), показанные на фиг. 2 и 3, могут отличаться от соответствующих значений для других вариантов реализации предлагаемого способа.
На фиг. 2 показан вариант, при котором устанавливается, что утечки в контуре управления текучей средой отсутствуют. В данном варианте заданное давление РT в шине было принято равным 105 фунт-сила/кв.дюйм (0,72 МПа); данная величина была введена в блок управления. Как видно из фиг. 2, в момент времени 15,42 с, до начала периода времени D1, замеряемое давление воздуха в контуре управления приблизительно равно атмосферному давлению. В момент начала периода D1 было произведено измерение давления воздуха, как это описано выше. Конфигурация источника воздуха аналогична изображенной на фиг. 1 и описанной выше.
Непосредственно перед моментом времени 18,42 с источник воздуха был соединен с контуром управления через блок управления для обеспечения подачи в контур управления первого воздушного импульса, как описано выше. Конфигурация блока управления аналогична изображенной на фиг. 1 и описанной выше. В этот момент времени давление, замеренное датчиком давления, резко понизилось вследствие различия объемов первого канала для текучей среды блока управления и контура управления текучей средой. Однако приблизительно в момент времени 18,42 с, давление начинает возрастать и продолжает постепенно возрастать в течение всего оставшегося периода D1. Как видно по скорости увеличения давления, в течение оставшегося периода D1, давление воздуха в контуре управления текучей средой намного ниже давления в шине.
В момент начала периода D2, питательный клапанный узел был переведен в закрытое положение. Следует отметить, что в течение периодов D2, D4, D6, D8, D10 и D12, воздух от источника все еще поступает в контур управления текучей средой через блок управления и управляющий клапанный узел, как описано выше. Во время периода D2, давление воздуха в контуре управления текучей средой установилось, как описано выше, и было замерено и зарегистрировано как величина Р1. Давление Р1 и заданное давление в шине были использованы для расчета продолжительности второго воздушного импульса, посылаемого во время третьего временного периода D3. В других вариантах реализации предлагаемого способа (не показаны) может быть желательным, чтобы давление в контуре управления текучей средой было больше, чем давление Р1, показанное на фиг. 2. В этих вариантах реализации давление в контуре управления текучей средой, замеряемое и регистрируемое как Р1, может быть повышено путем увеличения продолжительности периода D1 и первого воздушного импульса.
В начале временного периода D3 источник воздуха соединяют по текучей среде с контуром управления текучей средой через блок управления для подачи в контур управления текучей средой второго воздушного импульса. Соединение источника воздуха с контуром управления текучей средой было осуществлено путем переведения питательного клапанного узла из закрытого положения в открытое. Как видно из графика, давление в контуре управления текучей средой возрастало с постоянной скоростью на протяжении оставшейся части временного периода D3. Следует отметить, что продолжительность второго воздушного импульса, посылавшегося в течение временного периода D3, меньше, чем продолжительность воздушного импульса в течение периода D1.
В начале временного периода D4 питательный клапанный узел был закрыт, как было указано выше для временного периода D2. Во время периода D4 давление воздуха в контуре управления текучей средой было замерено и зарегистрировано как Р2. Разность значений давлений Р2 и Р1 сравнивают с заранее заданным значением 1 фунт-сила/кв.дюйм (6,9 кПа), чтобы убедиться, что вентиль шины открыт.Если разность значений давлений Р2 и Р1 меньше заданной величины, то предполагается, что вентиль шины открыт.Если будет обнаружено, что вентиль шины не открыт, значения P1, Р2 и заданного давления в шине используются для расчета продолжительности третьего воздушного импульса, выдаваемого во временном периоде D5. Следует отметить, что продолжительность временного периода D2 равна продолжительности периода D4 и что разность давлений Р1 и Р2 не была ниже заданного значения.
Описанные выше этапы для временного периода D3 были повторены во время периодов D5, D7, D9 и D11, чтобы обеспечить подачу третьего, четвертого, пятого и шестого воздушных импульсов последовательно уменьшающейся продолжительности. Как показано на фиг. 2, скорость изменения (возрастания) давления во время указанных периодов также уменьшалась по мере приближения величины давления в контуре управления текучей средой к заданному значению давления в шине. Кроме того, как видно из фиг. 2, временные периоды D5, D7, D9 и D11 разделены временными периодами D6, D8 и D10 одинаковой продолжительности. Затем вышеописанные этапы временного периода D4 были повторно выполнены во время периодов D6, D8 и D10, чтобы удостовериться, что вентиль шины открыт, и в случае, если вентиль шины не открыт, для расчета величин продолжительности третьего, четвертого, пятого и шестого воздушных импульсов.
После периода D11 и во время периода D12 замеренное давление воздуха в контуре управления текучей средой составило приблизительно 105 фунт-сила/кв.дюйм (0,72 МПа) и было зарегистрировано как Р6. Было произведено сравнение разности между давлением Р6 и давлением Р5, замеренным и зарегистрированным во время периода D10, с заданным значением, чтобы удостовериться, что вентиль шины открыт. Поскольку разность давлений Р6 и Р5 была меньше заданного значения 1 фунт-сила/кв.дюйм (6,9 кПа), принятого в данном варианте реализации, был сделан вывод, что вентиль шины открыт.Далее производился контроль давления, чтобы определить, имеется ли утечка. При наличии утечки давление воздуха в контуре управления текучей средой понизилось бы, как было указано выше. Предпочтительно, чтобы временной период D12 был длиннее периодов D2, D4, D6, D8 и D10, чтобы в случае наличия утечки измерение давления можно было бы производить в течение достаточного периода времени, чтобы обнаружить понижение давления. Как видно из фиг. 2, понижения давления воздуха в контуре управления текучей средой в течение временного периода D12 не наблюдалось. Таким образом, для данного варианта реализации было установлено, что утечек в контуре управления текучей средой не имеется. На основании этого факта, расчетное давление компенсации утечки было принято равным нулю. Как было указано выше, давление в шине вычисляется путем замера давления воздуха в контуре управления текучей средой и, при обнаружении утечки, корректировки замеренного давления на величину давления компенсации утечки. Поскольку было установлено, что утечек в контуре управления не имеется, и давление компенсации утечки было принято равным нулю, давление в шине равно давлению Р6, замеренному во время периода D12.
На фиг. 3 показан вариант, при котором было установлено, что в контуре управления имеются утечки. В данном варианте, для того, чтобы убедиться в том, что вентиль шины открыт, была выбрана заданная величина давления 1 фунт-сила/кв.дюйм (6,9 кПа), а заданное давление в шине было принято равным 105 фунт-сила/кв.дюйм (0,72 МПа) и введено в блок управления. Кроме того, известно последнее расчетное давление в шине PTL. Как видно из фиг. 3, во время периода D1A контур управления текучей средой соединен с источником воздуха, и в контур управления текучей средой подается воздушный импульс. В этот момент давление начинает возрастать и продолжает постепенно возрастать в течение всего оставшегося периода D1A. Как видно по скорости увеличения давления в течение оставшегося периода D1A, давление воздуха в контуре управления текучей средой было намного ниже давления в шине. Также следует отметить, что несмотря на то что это не показано на фиг. 3, давление в источнике воздуха измерялось во время периода D1A, как было описано выше для варианта, представленного на фиг. 2.
В начале временного периода D2A питательный клапанный узел был закрыт, как было указано выше для временного периода D2 в варианте, показанном на фиг. 2. Во время периода D2A, давление воздуха в контуре управления текучей средой установилось и было замерено и зарегистрировано как Р1А. Давление Р1А и заданное давление в шине были использованы для расчета продолжительности второго воздушного импульса, который был выдан во время периода D3A, как описано выше для варианта, показанного на фиг. 2.
Дополнительные воздушные импульсы подавались, как было описано выше, во время периодов D5A, D7A, D9A, D11A и D13A, и давление воздуха в контуре управления текучей средой устанавливалось и регистрировалось как было указано выше во время периодов D4A, D6A, D8A и D10A. Следует отметить также, что в течение периодов D2A, D4A, D6A, D8A, D10A, D12A и D14A воздух от источника подавался в контур управления текучей средой через блок управления и управляющий клапанный узел, как было описано выше.
После периода D11A и во время периода D12A было замерено давление воздуха в контуре управления текучей средой, которое было зарегистрировано как Р6А. После периода D13A и во время периода D14A было замерено давление воздуха в контуре управления текучей средой, которое было зарегистрировано как Рx. Было произведено сравнение разности между давлением Рx и давлением Р6А с заданным значением, чтобы удостовериться, что вентиль шины открыт. Поскольку разность давлений Рx и Р5 была меньше заданного значения 1 фунт-сила/кв.дюйм (6,9 кПа), был сделан вывод, что вентиль шины открыт.После того, как было установлено, что вентиль шины открыт, и давление Рx ниже заданного давления в шине, была разрешена подача воздуха в блок управления в течение определенного периода времени, и полученное давление было замерено и зарегистрировано как Р7А. Замеренное и зарегистрированное как Р7А давление представляет собой замеренное давление в шине; данное давление использовалось впоследствии для расчета давления в шине. В варианте, показанном на фиг. 3, заданный период времени, использовавшийся для измерения давления Р7А в контуре управления текучей средой, приблизительно в 3 раза больше периода времени, использовавшегося для измерения давления Рx.
Затем было произведено измерение давления воздуха в контуре управления текучей средой, чтобы определить, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой. Как было указано выше, при наличии утечки давление воздуха в контуре управления текучей средой понизилось бы, как было описано выше. Как видно из фиг. 3, продолжительность периода D14A была больше продолжительности периодов D2A, D4A, D6A, D8A, D10A и D12A. Продолжительность периода D14A была выбрана таким образом, чтобы в течение данного периода давление могло бы установиться, и можно было бы замерить давления Рx и Р7А. Кроме того, продолжительность периода D14A выбирали таким образом, чтобы можно было измерять давление воздуха в контуре управления текучей средой через равные промежутки времени начиная с момента замера Рx и в течение оставшейся части периода D14A, чтобы можно было также измерять давления Р7В, Р7С, P7D и Р7Е, и установить наличие утечки в контуре управления текучей средой в случае, если она имелась. Следует учитывать, что продолжительность периода D14A может быть больше, чем показано на фиг. 3, так что после замера давления Р7Е могут производиться и дополнительные замеры давления с целью определения наличия утечки в контуре управления текучей средой. Как видно из фиг. 3, в течение заданного периода времени наблюдалось непрерывное возрастание давления с момента замера давления Р7А до момента замера давления Р7Е воздуха в контуре управления текучей средой. Предпочтительно, этот заданный период времени, используемый для определения наличия утечки в контуре управления текучей средой, больше периода времени, используемого для измерения давления воздуха в контуре управления текучей средой с целью расчета давления в шине. В варианте, показанном на фиг. 3, заданный период времени, используемый для определения наличия утечки в контуре управления текучей средой, в 5 раз больше периода времени, используемого для измерения давления Рx. Поскольку наблюдалось непрерывное падение давления от Р7А до Р7Е, несмотря на подачу в контур управления текучей средой воздуха от источника, в показанном на фиг. 3 варианте был сделан вывод о том, что в контуре управления текучей средой имеется утечка.
Перед определением наличия утечки в контуре управления текучей средой и расчетом давления в шине, производился замер изменения (падения) давления в контуре управления текучей средой в течение заданного периода времени (начиная с момента замера давления Р7А) с помощью датчика давления, как было описано выше. Была вычислена разность между давлением, замеренным и зарегистрированным как Р7А, и последующим вторым замеренным давлением, зарегистрированным как Р7В. Как указывалось выше, разность давлений, т.е. Р7А минус Р7В или Р7А-Р7В, используется для расчета давления компенсации утечки. В данном варианте реализации, для расчета давления компенсации утечки разность давлений (Р7А-Р7В) была суммирована с разностью между указанной разностью (Р7А-Р7В) и разностью между вторым замеренным давлением Р7В и последующим третьим замеренным давлением Р7С. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 3, расчет давления компенсации утечки производился по следующей формуле: Р7А-Р7В+((Р7А-Р7В)-(Р7В-Р7С)). Кроме того, как видно из фиг. 3, расчетом давления в шине было произведено повторное измерение давления в источнике воздуха, чтобы убедиться в том, что падение давления поступающего из источника воздуха не является причиной неточного определения давления компенсации утечки. После расчета давления компенсации утечки и повторного замера источника воздуха был выполнен расчет давления в шине Р8А путем суммирования давления компенсации утечки и замеренного давления Р7А.
После выполнения расчета давление в шине Р8А можно сравнить с заданным давлением в шине. Поскольку было установлено, что расчетное давление в шине Р8А меньше заданного давления в шине, равного 105 фунт-сила/кв.дюйм (0,72 МПа), давление в шине может быть повышено. В случае, если обнаруживается, что давление в шине больше заданного, давление в шине можно уменьшить. Как вариант, если бы было установлено, что давление в шине равно или приблизительно равно заданному давлению в шине, повышать или понижать давление в шине может быть нежелательно, и в этом случае, предлагаемый способ можно повторить, например, по истечении заданного периода времени. Кроме того, следует отметить, что предлагаемый способ можно применять во время повышения или понижения давления в шине.
После того как давление в шине было определено, повышено или понижено, давление воздуха в контуре управления текучей средой можно стравить в атмосферу.
Как следует из приведенного выше подробного описания, для предлагаемого изобретения возможны различные модификации, дополнения и другие альтернативные варианты реализации без выхода за границы объема и сущности настоящего изобретения. Рассмотренные выше варианты реализации были выбраны и описаны для наилучшего объяснения принципов данного изобретения и его практического применения, чтобы специалисты среднего уровня могли использовать данное изобретение в различных вариантах реализации и в различных модификациях, соответствующих конкретному применению. Следует отметить, что все рассмотренные модификации и варианты реализации находятся в пределах объема изобретения.
1. Способ определения давления в шине, включающий в себя:
обеспечение блока управления, содержащего датчик давления, причем блок управления соединен по текучей среде с вентилем шины через контур управления текучей средой;
измерение давления воздуха в контуре управления текучей средой с помощью датчика давления;
определение, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой, и обеспечение давления компенсации утечки; и
расчет давления в шине путем суммирования давления воздуха в контуре управления текучей средой с давлением компенсации утечки.
2. Способ по п. 1, в котором вентиль шины представляет собой обратный клапан.
3. Способ по п. 1, в котором блок управления дополнительно содержит первый канал для текучей среды, соединенный по текучей среде с датчиком давления и с контуром управления текучей средой для обеспечения возможности измерения давления воздуха в контуре управления текучей средой с помощью датчика давления.
4. Способ по п. 1, в котором расчетное давление в шине равно давлению воздуха в контуре управления текучей средой, при условии, что установлено, что утечки в контуре управления текучей средой не имеется.
5. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя измерение давления воздуха из источника воздуха.
6. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя подачу воздуха от источника воздуха в контр управления текучей средой двумя или более импульсами.
7. Способ по п. 1, в котором давление воздуха в контуре управления текучей средой замеряют в течение заданного периода времени.
8. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя определение, является ли расчетное значение давления в шине меньше заданного значения давления в шине, и, если расчетное значение давления в шине меньше заданного значения давления в шине, повышение давления воздуха в шине.
9. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя измерение давления воздуха в контуре управления текучей средой в течение заданного периода времени для обнаружения понижения давления воздуха в контуре управления текучей средой, чтобы обнаружить, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой.
10. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя подачу воздуха от источника воздуха и направление этого воздуха в контур управления текучей средой через блок управления.
11. Способ по п. 1, в котором измерение давления воздуха в контуре управления текучей средой обеспечивает величину замеренного давления в шине.
12. Способ по п. 1, который дополнительно включает в себя определение скорости снижения давления в контуре управления текучей средой для обеспечения давления компенсации утечки.
13. Способ по п. 5, который дополнительно включает в себя определение, не является ли источник воздуха причиной утечки из контура управления текучей средой.
14. Способ по п. 5, который дополнительно включает в себя определение, является ли давление поступающего из источника воздуха равным или больше заданного давления в шине.
15. Способ определения давления в шине, включающий в себя:
обеспечение блока управления, содержащего датчик давления, причем блок управления соединен по текучей среде с обратным клапаном через контур управления текучей средой;
обеспечение источника воздуха, соединенного по текучей среде с блоком управления, и подачу воздуха от источника воздуха в контур управления текучей средой двумя или более импульсами;
измерение давления воздуха в контуре управления текучей средой с помощью датчика давления;
определение, имеется ли утечка в контуре управления текучей средой, путем измерения давления воздуха в контуре управления текучей средой в течение заданного периода времени для выявления падения давления;
определение скорости снижения давления воздуха в контуре управления текучей средой для обеспечения давления компенсации утечки; и
расчет давления в шине путем суммирования давления воздуха в контуре управления текучей средой с давлением компенсации утечки.
16. Способ по п. 15, в котором продолжительность каждого подаваемого воздушного импульса уменьшается по мере приближения величины давления воздуха в контуре управления текучей средой к заданному давлению в шине.
17. Способ по п. 15, который дополнительно включает в себя измерение давления воздуха из источника воздуха.
