Двойная тормозная система для колес транспортного средства

 

Изобретение предназначено для использования в электронных системах управления тормозами. Сущность изобретения: система содержит каналы индивидуального регулирования давления в исполнительных механизмах для тормозов каждого из колес одной оси. Каждый канал включает в себя контур контроля давления, состоящей из контроллера 17 давления, ускорительного клапана, управляемого соленоидными клапанами 20, 21 и датчика 16 давления на входе ускорительного клапана. Система снабжена переключающим механизмом, отключающим контур с неисправным датчиком 16 и соединяющим соленоиды клапанов 20, 21 указанного контура с выходом контроллера 17 исправного контура. Каждый канал снабжен детектором 37 неисправности, соединенным входом с датчиком 16. а выходом - с управляющим входом переключающего механизма. 6 з.п.ф-лы, 15 ил. f fe 00 кэ ю CJ ю со CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 Т 13/68

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (I0CnATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Фиг.6 (21) 4743465/11 (22) 07.03.90 (46) 15.06.93. Бюл. hk 22 (31) 8905311.0 (32) 08.03.89 (33) GS (71) Лукас Индастриз Паблин Лимитед Компани (GB) (72) Малькольм бриэрли и Ричард Брайан Мо-. усли (68) (56) Европейский патент ЕР

f4 00220055227777, кл. В 60 Т 13/68, 1986. (54) ДВОЙНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

ДЛЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение предназначено для использования в электронных системах управления тормозами. Сущность изобретения:,, Ж„, 1822393 АЗ система содержит каналы индивидуального регулирования давления в исполнительных механизмах для тормозов каждого из колес одной оси. Каждый канал включает в себя контур контроля давления, состоящей из контроллера 17 давления, ускорительного клапана, управляемого соленоидными клапанами 20, 21 и датчика 16 давления на входе ускорительного клапана. Система снабжена переключающим механизмом, отключающим контур с неисправным датчиком 16 и соединяющим соленоиды клапанов

20, 21 указанного контура с выходом контроллера 17 исправного контура. Каждый канал снабжен детектором 37 неисправности, соединенным входом с датчиком 16, а выходом — с управляющим входом переключающего механизма. 6 э.п.ф-лы, 15 ил.

1822393

Изобретение относится к электронной тормозной системе для колесных транспортных средств и касается, в частности, контроля за средствами управления тормозным давлением в таких системах, Цель изобретения — повышение надежности путем сохранения работоспособности системы в условиях возникновения неисправности в одном или более каналах регулирования давления.

На фиг.1 изображен в схематичном виде один из возможных вариантов электронной тормозной системы; на фиг.2 — типовой контур управления давлением; на фиг.3 — релейный клапан с соленоидным приводом; на фиг.4 — диапазон значений выходного сигнала типового датчика давления; на фиг.5— электрическая схема отдельной части системы; на фиг,б — работа неисправного канала, действующего как незамкнутый контур, управление которым осуществляется под воздействием сигналов, поступающих с исправного канала; на фиг.7 — алгоритм, изображающий последовательность операций, впыолняемых управляющим компьютером в интересах управления каналом, изображенным на фиг.6; на фиг.8 — алгоритм, иллюстрирующий последовательность операций по выявлению погрешности в давлениях; на фиг.9 — электрическая схема другой составной части системы; на фиг.10 — диаграма, иллюстрирующая формирование сигналов, давления в виде множества коротких импульсов; на фиг.11 — диаграмма соответствующая фиг.10, иллюстрирующая разнесение во времени двух тормозных сигналов, приложенных к каждому из колес; на фиг.12 и 13 - импульсные диаграммы, иллюстрирующие использование контрольных тормозных импульсов; на фиг.14 и 15 — электрические схемы других составных частей системы.

Фиг,1 иллюстрирует основные конструктивные элементы, входящие в состав обычной электронной тормозной системы, которая более подробно здесь не рассматривается. Тормозные усилия водителя с помощью задатчика 1 интенсивности торможения с ножным приводом преобразуются в электрические сигналы, которые поступают на электронное управляющее утсройство, В этом устройстве формируются сигналы, соответствующие давлениям, необходимым для привода передних и задних тормозов. Данные сигналы передаются исполнительным механизмам 3 и 4 левого и правого передних тормозов и механизмам

5, 6 левого и правого задних тормозов через передние ускорительные клапаны 7 и 8 и задние ускорительные клапаны 9 и 10.

Величина давления торможенит о общем случае зависит QT эксплуатационных параметров иcполbýóåìîlo I ранспортного средства, определяемых:. потлощью передних и задних датчиков 11, 12 нагрузки соответственно, измертлтеля 13 отрицательных ускорений и датчиков 14 скорости вращения колес.

Электронная тормозная система устанавливает значения и осуществляет контроль эа тормозными давлениями о соответствии с тормозными усилиями водителя, используя для этого контуры управления давления, один из примеров которого показан на фиг.2, На данном рисунке представлен типовой контур 15 управления давлением, на вход которого поступает электрический сигнал "Д" -. выхода задатчика 1 с ножным приводом. На входе контура управления давлением формируется сигнал рассогласования давления "Е" путем сравнения входного сигнала "Д" с ситналом

"Р1", который поступает с выхода датчика

16давления. Под действием сигнала рассогласования давлений "Е" формируется оходной сигнал компьютера, входящего о состав контроллера 17 давления, который, о свою очередь, формирует такой выходной сигнал, который оСеспечивает изменение еличини давления, создаваемого «а т ь«.оде элок ропневматического (или злектрогидравлическо о) преобразователя 18, в таком на равлениА, чтобы происходило уменьшение амплитуды величины рассогласования давлений "Е". Питание преобразователя 18 осуществляется от соотаегс-оующе;о пневматического или гидраолт ческого розсроуа ра 19, Вид и непосредственно электрическая схема контроллера 17 зависят от типа используемого в системе преобразователя 18.

8 настоящее время хорошо известны два основных типа такого рода преобразователей, а именно, преобразователи аналогового типа, в которых прмиеняются клапаны, величина выходного давления KoTopblx пропорциональна величине электрического тока, проходящего через соленоид, и преобразователи цифрового типа, которые показаны на фиг,2 и о которых применяется пара более простых соленоидных (электромагнитных) клапанов 20 и 21, обеспечивающих повышение или понижение величины давления в управляющей камере путем избирательного подключения к источнику питания этих клапанов 20 и 21, 8 наиболее предпочтительном виде пневматического преобразователя применяется встроенный ускорительный клапан 7, который реагирует на указанное давление управляющей каме5 1822393 а ры и который переходит в закрытое состояние в том случае, когда величины тормозных давлений в приводных механизмах 3 и 4 для левых и правых тормозов 22 и 23, соответственно, становятся равными указанному управляющему давлению. Преимуществом такого клапана является то, что величина давления в его управляющей камере быстро реагирует на открытие клапана, создавая таким образом контур быстрого управления, который обладает высокой точностью и чувствительностью, Более детально наиболее предпочтительный вид релейного клапана 7 показан на фиг.3. Клапан имеет обычную конструкцию, в состав которой входит поршень 24, определяющий размер управляющей камеры 25, соединенной с высокоскоростным впускным соленоидным клапаном 20 и высокоскоростным выпускным соленоидным клапаном 21, а также с датчиком давления

16. Воздух поступает в релейный клапан по питающему воздухопроводу 26. Клапан снабжен также выпускным управляющим воздухопроводом 27, который ведет к тормозам, При перемещении поршня 24 вниз (как это показано на фиг.3) происходит поступление воздуха из резервуара 19 к тормозам через основной трубопровод подачи воздуха 26. клапанную камеру 28 и по управляющему трубопроводу 27 обычным образом.

Возбуждение соленоидного клапана 20 (нормально закрытого) приводит к тому, что воздух начинает поступать в управляющую камеру 25, чтобы воздействовать на тормоза. Возбуждение же соленоидного клапана

21 (нормально открытого) приводит к тому, что воздух начинает выходить из управляющей камеры 25, чтобы ослабить тормозное усилие.

Контуры давления, которые обеспечивают индивидуальное управление передних колес транспортного средства, должны быть защищены с помощью управляющего устройства 2 от возникновения ситуаций, когда неожиданно появляется большая разность в величинах тормозных давлений, приложенных к отдельным передним колесам, так как это может привести к серьезным возмущениям в управлении транспортным средством и вообще управление может быть потеряно. Для исключения данного явления управляющее устройство 2 осуществляет антиблокировочную операцию. В рассматриваемой системе для того. чтобы воспрепятствовать появлению в одном из тормозных каналов (левых или правых тормозов) укаэанных условий, приводящих к нарушению условий

55 нормального торможения, управляющие камеры 25 клапанов 7 и 8 соединяются между собой уравнивающим трубопроводом 29 (показанным на фиг.1 и фиг.3). Этот трубопровод вводится таким образом. что ограничивает разность давлений между правым и левым тормозными клапанами, при этом тормозная жидкость имеет возможность перемещаться иэ тормозной цепи. которая находится при более высоком тормозном давлении. в тормозную цепь, в которой тормозное давление сохраняется еще низким.

В ускорительном клапане с электромагнитным (соленоидным) управлением, который показан на фиг.3, более предпочтительно устанавливать соединительный трубопровод 29 между управляющими камерами 25 двух релейных клапанов 7 и 8. При этом, трубопровод 29 может иметь небольшой канал, совместимый с небольшим обьемом соединяемых управляющих камер.

Для того, чтобы иметь возможность осуществлять управление тормозным давлением отдельно на каждой из двух тормозных систем колес, расположенных на противоположных концах одной и той же колесной оси. связующий трубопровод 29 выполняется таким образом, чтобы при необходимости он мог быть перекрыт. Такая необходимость может возникнуть во время различного рода антиблокировочных циклов давления, направленных на то, чтобы исключить вынужденную операцию "выбор слабины"., при котором должна быть снижена эффективность использования силы сцепления с дорогой, в случае появления на ее поверхности каких-либо нарушений сцепления. Данная задача решается путем установки на соединительном трубопроводе отсечного клапана 30 (фиг.1), управление которым осуществляется с помощью соленоида 31, Этот клапан 30 перекрывает соединительный трубопровод 29 всякий раз, как только обнаруживается проскальзывание на каком-либо из колес.

Диаметр соединителного трубопровода

29 тщательно подбирается таким образом. чтобы в случае появления какой-либо неисправности в одном из каналов управления давлением приблизительное равенство давлений могло бы быть установлено и, следовательно, был бы исключен значительный разбаланс тормозных давлений, но, в то же время, он должен быть таким, чтобы все же сохранилась достаточная разность давлений, которая позволила бы обнаружить неисправность тормозной системы при открытом клапане 30 с помощью управляющего устройства 2 во время первой же остановки транспортного средства, независимо

1822393 от ее характера. В том случае, если изолирующий клапан 29 устанавливается непосредственно в корпусе электропнввматического клапана, то может оказаться более предпочтительным все это выполнять в виде единой конструкции. При этом клапан 30 будет располагаться в каждом из клапанов 7 и 8 и обеспечивать перекрытие соединительного трубопровода нэ каждом из его концов посредством подачи питания на оба соответствующих соленоида одновременно. На фиг.1 показана электронная тормозная система транспортного средства, снабженная одним изолирующим клапаном 30, размещенным нэ соединительном трубопроводе

29 передней колесной оси и контроль которого осуществляется отдельно от каждого колеса, В том случае, если будет выявлено, что транспортное средство весьма чувствительно к разбалансу тормозных усилий также и задних колес, то в индивидуальные системы управления тормозами задних колес также могут быть введены рассмотренные выше соединительный трубопровод и отсечной клэпан.(не показаны на рисунках).

Другие варианты данного изобретения не требуют наличия соединительного трубопровода в том виде, кэк это показано на фиг.1.

В том случае, если устройство обнаружения неисправностей (описание которого приводится ниже) зарегистрирует неисправность в каком-либо иэ каналов, то желательно, чтобы устройство управления тормозным давлением для колесной оси продолжило свою работу повсюду, где это оказывается возможным, и в данных условиях балэнсировочное действие соединительного трубопровода 29 является важным фактором содействия управлению транспортным средством. С учетом данного обстоятельства, обычно выполняемое во время энтиблокировочных операций перекрытие соединительного трубопровода 29, при возникновении, такой ситуации должно быть отменено. При этом, для того, чтобы поддержать транспортное средство в устойчивом состоянии, для работы тормозной системы колесной оси будет выбран, тэк называемый, режим "выбор слабины" (то есть, установление в обоих каналах, левом и правом, управляющих уровней давления, выбранных в соответствии с уровнем, на котором работает одно из коелс, левое или правое, имеющее относительно низкое сцепление с поверхностью).

В системах управления тормозным давлением, которые были рассмотрены выше, величина давления в управляющих камерах релейных клапанов измеряется с помощью

55 датчиков давления 16, которые образуют элемент обратной связи, Предпочтительно, чтобы этот датчик имел высокий уровень выходного сигнала для того, чтобы исключить передачу сигналов низкого уровня на транспортное средство, так как такие сигналы подвержены воздействию помех.

В качестве иллюстрации на фиг.4 показан диапазон значений выходного рабочего напряжения укаэанного датчика. Как правило, рабочая величина это о выходного напряжения колеблется в пределах 4В и, следовательно, принимает значения в диапазоне от 0,5В до 4,5В, хотя, в общем случае, величина выходного напряжения, которое данный датчик может в принципе формировать будет лежать в пределах между ОВ и 5В. Уровень нулевого отсчета преобразователя будет составлять величину в

0,5В, а максимальному уровню давления будет соответствовать сигнал, значения кото.— рого никогда не будут превышать 4,5В.

В результате возможного смещения

"нуля" и погрешности в максимальном значении выходного сигнала нормальной рабочий диапазон выходного напряжения преобразователя может быть расширен до значений, нижнего и верхнего, соответственно в 0,4В и 4,6В. Такич образом, суще ствуют два t раничнык диапазона длл величины выходного напряжения реальных датчиков, в которые фактически никогда это напряжение не будет попадать и которые составляют снизу и сверху, соответственно, 0-0,4В и 4,6-5,0В, Контролирующее устрсйство, которое производит измерение фактического рабочего диапазона контроллера

17, охватывает диапазон от ОВ до 5,0В. При этом, появление любого напряжения с величиной менее 0,4В или более 4,6В регистрируется как нарушение нормальной работы преобразователя, вызванное либо черезмерным "смещением" выходного напряжения, либо серьезной неисправностью.

На фиг,5 показана основная электоическая цепь, входящая в состав устройства, обеспечивающего регистрацию появления неисправностей в преобразователе давления. Выходные сигналы с этого датчика поступают на входы двух сравнивающих устройств 32 и 33, Сравнивающее устройство 32 формирует на входе логического элемента ИЛИ 34 сигнал только в том случае, если величина выходного напряжения датчика 16 давления превышает 4,6В. Сравнивающее устройство

33 формирует на входе логического элемента ИЛИ 34 сигнал только в том случае, если величина выходного напряжения датчика 16 давления оказывается меньшей 0,4В, При

1822393

10 ме правого колеса, имеет неисправность, о чем свидетельствует сигнал. поступающий с детектора 37 неисправности правого колеса и формируемый на основе сигнала, поступающего с выхода датчика 16 давления. наличии сигнала хотя бы на одном иэ входов логического элемента ИЛИ 34 на выходе этого элемента также появится сигнал, говорящий о том, что датчик 16 давления НВхо дится в неисправном состоянии.

Рассматриваемая система контроля может быть устроена таким образом, чтобы при обнаружении иеисправности в датчике давления, входящем в систему управления тормозным давлением, в которой два колеса. расположенные на одной и той же колесной оси, имеют индивидуальную установку величины тормозного давления, но задающие тормозные усилия водителя являются для них общими. система обеспечивала с помощью управляющего компьютера 2 отсоединение контура управления, который оказался неисправным, и управление соленоидными клапанами, входящими в состав неисправного контура, с помощью сигналов с противоположного исправного канала (то есть с управляющего контура, который содержит полностью исправный датчик 16 давления, как элемент обратной связи). Таким образом, в состав результирующей схемы будут входить один канал, действующий как контур замкнутого типа, в котором в качестве сигнала обратной связи используется локальное давление данного канала, и другой канал, действующий как контур разомкнутого типа, управление которым осуществляется под воздействием сигнала, поступающего с другого, исправного канала. Данное устройство показано на фиг.6 в виде блок-схемы.

Сигнал, соответствующий задающему тормозному усилию водителя "Д", поступает на входы двух идентичных электрических цепей 35 и 36, соответствующих тормозам левого и правого колес одной и той же колесной оси, соответственно. В состав каждой из этих электрических цепей 35 и 36 входят контроллер 17, датчик 16 давления, детектор 37 неисправности, впускные соленоидные клапаны 20 и выпускные соленоидные клапаны 21, При обнаружении неисправности одним из детекторов 37 неисправности происходит срабатывание соответствующих переключателей 38, 39, которые осуществляют переключение управления впускными и выпускными соленоидами к устройству управления давлением цепи 35, 36, которые не содержит неисправность, Фиг.б иллюстрирует ситуацию, когда канал, соответствующей тормозной систе5

В некоторых вариантах изобретения, в условиях освобождения тормозов, может быть предусмотрено, чтобы на неисправный канал поступали более длительные дополнительные (полупостоянные) сигналы снижения давления, которые бы гарантировали полный возврат тормозного давления к нулевому значению в этом неисправном канале. Механизм реализации данного способа показан на фиг.6 пунктирными линиями. Как видно из рисунка. детектор 37 неисправности, связанный с правым каналом тормозной системы. соединен при помощи линии

40 с устройством 17 управления давлением, связанным с каналом левого колеса, а детектор 37 неисправности, связанный с левым каналом системы, содеинен при помощи линии 41 с контроллером 17 связанным с правымм каналом. При обнаружении какой-либо неисправности детектором 37 неисправности происходит формирование сигналов, которые по соответствующей линии 40 или 41 поступают на устройство управления давлением, связанное с противоположным каналом, и которые обеспечивают появление в этом канале более длительных сигналов давления.

Реакция клапанов обеспечивает достаточное быстродействие для того, чтобы формировать такие тормозные давления, которые обеспечили бы приемлемый баланс для колес соответствующей колесной оси даже при отсутствии тех особенностей, которые связаны с соединительным трубопроводом. В то же время, наличие открытого соединительного трубопровода обеспечивает необходимое согласование тормозных давлений фактически без каких-либо нарушений. Кроме того, такая связь не будет перекрываться и во время рассмотренного выше случая неисправности, даже если потребуется выполнение антиблокировочной операции, так как она будет совершаться на основе режима "выбор слабины".

При использовании соленоидных клапанов, имеющих конструкцию, которая показана нэ фиг.3, выпускной клапан 21 оказывается нормально открытым, а при возбуждении устанавливает и поддерживает необходимое давление, Таким образом, в конце цикла изменений давления, когда тормоза оказываются полностью освбожденными, с соленоида клапана 21 снимается возбуждение, в результате чего управляющая камера 25 переходит в состояние выпуска и остается в этом состоянии до приложения следующего тормозного усилия, При этом, для левого и правого каналов гарантируется начало работы и ри следующем торможении с состояния, когда

1822393

12 установлен баланс давлений на нулевом уровне.

На фиг.7 представлена технологическая схема. показывающая основные шаги, которые выполняет управляющее вычислительное устройство для того, чтобы обеспечить управление процессом переключения. представленным на фиг.б.

Процесс начинается на шаге 42 со считывания информации с первого датчика 16 (преобразователь "а") и ее проверки, которая осуществляется в соответствии с приведенным выше описанием. В том случае, если проверка показывает, что результат считывания не соответствует неисправности, то этот результат переходит на шаг 43 в виде

"давление(а)". В том случае, если проверка показывает. что результат считывания соотеетеетствует состоянию неисправности, то осуществляется переход на шаг 44, где формируется признак погрешности. Затем происходит считывание на шаге 45 информации со второго датчика 16(преобразователь "б").

В этом случае, если проверка показывает, что результат считывания не соответствует неисправности, то этот результат переходит на шаг 46 е виде "давление (в)". В том случае, если на шаге 47 будет определено, что признак "а" отсутствует, то есть было выявлено неисправное состояние, тогда продолжается выполнение нормального процесса и осуществляется переход на шаг 48. Однако в том случае, если признак "а" присутствует, то система переходит на шаг 49, где давление "а" должно быть сделано равным давлению "б", то есть система использует канал

"А" е качестве образца для канала "В", В том случае, если проверка на шаге 46 показывает, что результат считывания соответствует состоянию неисправности, то осуществляется переход на шаг 50, где определяется, что признак погрешности "а" есе еще присутствует и что оба канала являются неисправными. В результате осуществляется переход на шаг 51, на котором принимается решение о том, что обв канала "А" и "В" должны работать на основе образца, формируемого с помощью вычислительного устройства, В том случае, если на шаге 50

Определяется, что канал "В" находится е неисправном состоянии, но канал "А" является нормальным. то осуществляется переход на шаг 52, где устанавливается, что двеление "б" должно быть равно давлению

"а", то есть канал "В" должен использоваться в качестев образца для канала "А", В условиях нормальной работы электронной тормозной системы на тормозные системы соответствующих колес одной и той же колесной оси (в которой отсутствует

55 антиблокировочныедейс(вия, (,, . кое иэ колес не находи(ся в (.Ос(ояц:,I (,pî скальэывдния) атос.(упаю(пр,;. и (вски

ОДиндковые сигналы I>806 .ОД!1мь(к (Ормоз. ных давлений, в срав((ении си ндлGâ обратной связи, поступдющи>. с (00(зе(с I ьуюц(их датчиков давления, показывает хорошее их согласие с тормозными давлениями для колес, В ТоМ случае, если такого сов((адения не происходит, то возникающая рдзносгь давлений указывает на неисправную раба(у клапана или датчика и может бь((,.- обнаружена, если превосходит неко(орыи заранее установленный уровень, и и" польэовднд для оповещения о неисправности в диндмиче ских или статических условиях работы fop моэной системы.

Следовательно, в состав с,ic (»мы может быть включено устроис-во, в ло(О;,Ол1 для того, ч1обы обнаружить ситуацию, когда B каком-либо иэ каналов ((оя((и(сл ((»испрдв ность, производится непрерывное c:pasl!e ние (в условиях О((;утс(вия антиблокировочных действии) днух си(палов, поступающих на входы днух,прдвляющих каналов одной и тclй же коfl»ñHo(1 оси.

В результате срдвения pe((1c(p(Ipse(cl(раз ность уровнеи этих ci(f I алов под д(.(1c THI:» (ОТОРой lIP0(i(.ÊfI ЧИ(ф(,(;1И Н(ЕОНИ О . ((...лов, у лдзд(. ((дюж, их (д I»; (I". " I II-«; (è a .).; ту Однд(О из гa((ail» п(.i ((, 1 1 торможением для jul il Ой ((олео((ои ocи (з

ИСКЛЮЧ»НИЕМ УСЛС U(e (ÎE (ГЕ((..-,, Ю ЦИЛ (1( реходнь(м явлениям), Е каче,lь» I I! Ог-, j a ции нд фиг.9 !! - .д и ц(..II0l>I!aQ

ЭЛЕКтрИЧЕС(дя цЕПь, С ПОМО(НЬО КОтОрОй обе(,печивдегся вь(по.»гение рд(:с(Отрен ной uiiepauvvl, Кдк ВиднО из рис1i(II(, ныходные сигналы с двух Да(Никог(Ддьления 16 поступают нд сравнивающее устройство 53, нд входе которого в реэультд((сравнения указанных входных сиг((алов формируетс(( си(нал только f(том (:лучде. Qf.ли ((еличи((д разности в уровнях входных сигнд((ов превысит некоторый заранее усгдноьлецный предел (соответствующий, например, 0,5 бар). Под воздействием выходного сигнала со сравнивающего устроис1вд 53 может сработать индикация 54 предупреждения и ди аг((остичсский выход 55. Проме ку1очный фильтр 56 предохраняет от срабатывания системы предупреждения при ((Оч((лении сигналов, соответствующих кратковременным переходным процессам, Неисправности, которые выявл((ются на основе оценки погреш (ости в указанной разности давлений, связаны с серьезнь л1и нарушениями работы датчика давления, ч1О в итоге приведет к ((друшеаи(О соо(ветствующей реакции на изменении ддале((ия или, 13

1822393

14 наоборот, приведет к такой сильной реакции, которая создаст затруднения в функционировании управляющего контура.

Укаэанные неисправности обусловлены также, и даже более вероятно, нарушениями в работе управляющего клапана, в результате которых не будет происходить соответствующего нарастания или падения давления в управляющей камере.

Например, прекращение работы впускного соленоидного клапана 20 или блокирование его работы при попадании в него соринок приведет к появлению устойчивой погрешности в сравниваемом давлении, что будет быстро обнаружено нэ фоне намного меньшего или нулевого расхождения давлений в канале противоположного колеса, который работает правильно и в котором обеспечивается быстрая реакция на задаваемый сигнал. В этой ситуации первоначально возникнет кратковременная переходная ошибка, которая затем переходит в значительную устойчивую погрешность в том случае, если в неисправном канале не будет происходить нарастания давления. Даже частичное зэкупоривание будет приводить к появлению кратковременных погрешностей давлений, указывающих на медленную реакцию канала. и будет обнаружено как неисправность, на которую требуется обратить внимание как можно скорее.

При неправильной установке выпускного клапана 21 будет происходить непрерывная утечка из управляющей камеры 25 и, следовательно, нарастание давления будет происходить с замедлением, что, в свою очередь, приведет к появлению кратковременных переходных погрешностей. дающих первую индикацию о неисправности. Однако, следствием такой неисправности явится появление непрерывных пульсаций во впускном клапане, направленных на то, чтобы восстановить давление в управляющей камере. Данное явление будет обнаружено путем сравнения давлений, с одной стороны, задаваемого прогнозной моделью работы клапана, а, с другой стороны, поступающего с датчика давления, в соответствии с приведенным выше описанием.

На фиг.8 представлена блок-схема выполнения операций по обнаружению погрешностей в разности давлений, как кратковременного, так и продолжительного характера, э также статических погрешностей. Регистрация осуществляется в том случае. если величина погрешности в разности давлений оказывается больше некоторого заранее заданного уровня, например, равного 2-2.5 бар. Это необходимо для того. чтобы реализовать специальные управляющие действия, которые позволили бы исключить любое дальнейшее увеличение разности в тормозных давлениях в разных каналах путем недопущения любого даль5 нейшего нарастания величины давления в правильно работающем канале или же отключить тормозную систему данной колесной оси IlpH возникновении критических условий.

10 Последовательность операций, представленная в виде блок-схему на фиг,8, является составной частью программы контроля эа управлением системой для условий, когда отсутствует антиблокировоч15 ное торможение. На шаге 57 происходит считывание величины давления торможения на одном иэ колес "А" и сравнение этой величины с величиной РМА, которая вычисляется на основе заранее принятой модели, 20,удерживаемой в постоянном запоминающем устройстве, На шаге 58 осуществляется проверка разности между величиной измеренного давления и величиной давления, рассчитанной на основе указанной модели.

25 В томслучае,если на шаге59будетвыявлено, что указанная величина разности оказывается большей по сравнению с заранее заданным пороговым значением, то осуществляется переход на шаг 60, где уста30 навливается признак "МОДЕЛЬ-ПОГРЕШНОСТЬ". После этого на шаге 61 производится считывание величины давления торможения на другом канале "В и сравнение этой величины с.величиной РМВ, которая вычисля35 ется на основе заранее принятой модели, удерживаемой в постоянном запоминающем устройстве. На шаге 62 осуществляется проверка разности между указанными величинами и в том случае. если на шаге 63 будет

40 выявлено, что указанная величина разности окажется большей по сравнению с заранее заданным пороговым значением, то осуществляется переход на шаг 64, где устанавливается признак "МОДЕЛЬ-ПОГРЕШНОСТЬ .

45 На шаге 65 происходит считывание величин погрешностей давления в колесах "А" и "В" и формирование разности P д — P B. На шаге 66 производится проверка величины атой разности относительно двух пороговых

50 значений 1 и П. В томслучае,есливеличине разности давлений оказывается превышающей пороговое значение 1, когда делается заключение, что имеет место большая погрешность, и осуществляется переход нэ

55 шаг 67, где устанавливается признак неисправности ЗНАЧИТЕЛЬНАЯ НЕИСПРАВНОСТЬ". На шаге 68 затем производится проверка, позволяют ли условия функционирования соленоида в неисправном кана15

1822393

16 ле уменьшить данную погрешность. В том случае, если на шаге 69 будет установлено, что условия позволяют это осуществить, происходит переход на шаг 70. где обеспечивается задействование программы, направленной на ограничение величины Л P или на отключение управления торможением всей данной колесной оси. В том случае, если на шаге 69 будет установлено, что условия не позволяют осуществить указанное выше действие, происходит переход на шаг

71, на котором происходит изменение характера воздействия на впускной и выпускной соленоиды таким образом, чтобы обеспечить необходимые условия для уменьшения погрешности. В том случае, если признак Л P все еще присутствует, на шаге 72 в запоминающее устройство поступает код соответствующей погрешности, На шаге 73 продолжается выполнение управляющих операций.

В том случае, если на шаге 66 в результате проверки величины разности давлений будет установлено, что она меньше порогового значения И, делается заключение о том, что имеет место только небольшая погрешность. В этом случае иа шаге 74 производится измерение длительности погрешности

hP, а на шаге 75 производится проверка преобладающей по длительности погрешности. B том случае, если на шаге 76 будет выявлено, что величина имзерениой длительности погрешности оказвыается меньше по сравнению с заранее заданным пороговым значением для кратковременной погрешности, тогда осуществляется переход на шаг 77, на котором признаки кратковременной и продолжительной погрешности Л Р убираются. После чего на шаге 78 производится проверка "окончания торможения". В том случае, если будет эыявлено, что величина измеренной на шаге

75 длительности погрешности оказывается больше по сравнению с заранее заданным пороговым значением для продолжительной погрешности, тогда на шаге 79 осуществляется удаление признака продолжительной погрешности AP. После чего происходит перекод на шаг 78, где производится проверка окончания торможения. В том случае, если будет выявлено, что величина имзереи ной на шаге 75 длительности гюгрешности оказывается больше по сравнению с заранее заданным пороговым значением для кратковременной погрешности, тогда осуществляется задание на шаге 80 приэнака кратковременной погрешности hP. После этого происходит переход нэ шэг 78. где производится проверка окончания торможения.

В том случае, если на шаге 66 в результате проверки величины разности давлений будет установлено, что она меньше порогового значения 1, делается заключение на шаге 81 о том, что погрешность отсутствует, и все признаки погрешности AP удаляются (очищаются).

В том случае, если после проверки на шаге 78 "окончания торможения" будет ус10 тановлено на шаге 82, что задаваемое води50

45 телем тормозное усилие равно нулю, тогда, если задан какой-нибудь признак погрешности Л P осуществляется подача иа шаге

72 в запоминающее устройство неисправностей соответствующего кода для данной неисправности. После этого происходит переход на шаг 73, где осуществляются нормальные операции по управлению торможением.

В том случае, когда к двум каналам управления тормозами колес одной и той же колесной оси должно быть приложено ие одинаковое тормозное усилие для того, чтобы скомпенсировать, к примеру, различие в уровнях нагрузки на различные колеса вследствие неравномерного распределения груза на транспортном средстве (или его смещения на одну сторону) или обеспечить компенсацию неодинакового износа тормозов на разных колесах, необходимое разделение давлений может Ьыть осуществлено после вычисления разрешающего коэффициента. Данное вычисление основано на определении величины отношения двух потребных уровней давления торможения и умножения на полученную величину величины наименьшего из укаэанных двух давлений, например:

-1,2, затем Р1 О х 1,2 = РН1—

Ое» Hi

em H> сравнение этой величины должно быть выАОАНеНО.

При включении двигателя транспортного средства. оборудованного электронной тормозной системой. выполняется вначале проверка, подтверждающая, что транспортное средство находится в неподвижном состоянии, а затем осуществляется кратковременное испытательное приведение в действие тормозной системы. При этом трубопровод 29 находится в разомкнутом состоянии, что обеспечивает соответствующую работу каждой иэ систем управления давлением (правого и левого колес) при срабатывании тормозов и при их ослаблении. В том случае, когда для приведения в действие тормозной системы транспортного средства требуется наполнение запорного воздушного резервуара. процесс

1822393

18 торможения может быть представлен в виде одной из следующих моделей.

I. Приведение в действие тормозов осуществляется постепенно с нарастанием до требуемого уровня в соответствии с достигнутым значением величины давления в управляющей камере, При этом, требуемое тормозное усилие повышается непосредственно эа нарастанием величины давления в напорном воздушном резервуаре каждой из колесных осей. В результате проведения проверки величина тормозного давления повторяет нарастание давления в воздушном резервуаре до тех пор. пока не будет достигнуто заранее установленное предельное значение, В этой точке происходит отпускание тормозов.

II. Испытательное приведение в действие тормозной системы задерживается до тех flop, пока не произойдет наполнение напорного воздушного резервуара и не Мсчеэнет сигнал предупреждения о низком тормозном давлении. После того, как это произойдет (для работающего транспортного средства никакой задержки не будет, так как напорный воздушный резервуар находится уже в наполненном состоянии), испытательный тормозной импульс прикладывается с заданным заранее необходимым уровнем. Как только этот уровень будет достигнут, произойдет отпускание тормозов.

IIi Сочетание модели и модели !!. При этом, тормоза приводятся в действие, а нарастание давления контролируется для того, чтобы проверить датчики давления. Как только будет закончено наполнение напорного воздушного резервуара, тормоза отпускаются и после непродолжительной задержки, которой должно быть достаточно для того, чтобы тормозная система вернулась в нулевое состояние. тормоза резко переводятся в режим задания испытательного давления, который контролируется и хронометрируется.

При использовании моделей или !1, устройство управления 2 торможением оказывается способным проконтролировать компрессор (или работу насоса в процессе наполнения напорного воздушного резервуара) и может сделать заключение о состоянии заполняющих напорный воздушный резервуар элементах на основании результатов хронометрических измерений при изменении величины давления между двумя заданными уровнями, При испытательном приведении в действие тормозной системы импульс давления имеет заданную величину амплитуды требуемого давления и заданную величину его

55 продолжительности. При этом ожидается, что изменение величины давления в управляющей камере ускорительного клапана будет происходить по заданной траектории как на стадии нарастания, так и спада, В результате, проведение хронометрических измерений по изменению величины давления между двумя заданными уровнями позволяет получить следующие две характеристики.

1. Устройство управления торможением запрограммировано на вполне определенные заданные временные параметры нарастания и спада величины тормозного давления, соответствующие правильно функционирующей системе управления давлением. Измеренные фактические характеристики на!врастания и спада величины давления сравниваются с ожидаемыми запрограммированными характеристиками. Наличие каких-либо серьезных различий между этими характеристиками указывает на то, что имеет место неисправность, которая может быть выявлена до того, как работа транспортного средства будет остановлена.

II, В том случае. если различие между моделью, заложенной в устройство управления торможения, и фактическими характеристиками изменения величины давления не очень значительное, измеренные временные параметры запоминаются и используются для корректировки указанной временнОй модели, которая затем применяется в процессе выполнения нормальных тормозных операций.

Более предпочтительным альтернативным вариантом одиночному запускающему импульсу. под воздействием которого осуществляется проверка работы соленоидного клапана, является разбивка этого одиночного иницирующего импульса на серию коротких импульсов. Число таких импульсов, как показано на фиг.13, может быть, к примеру, равным 12, а их длительность может составлять 8,0 мс, Значение величины давления в клапане считывается приблизительно через 16 мс после окончания этих импульсов и считанные значения давления запоминаются «ак P выборка 1а. P выборка 1б считывается спустя 64 мс. При этом, она должна быть идентичной вбыорке

P 1а, так как управление давлением находилось в режиме "УДЕРЖАНИЕ", После завершения данного считывания выпускной клапан открывается при поступлении второй серии импульсов. состоящей, к примеру. из 6 импульсов по 8.0 мс длительностью каждый. После этого управление давлением переходит в режим удержания и по прошв19

1822393

5

15 ненную в постоянном запоминающем уст- 20

25 которые также программно введены в floстоянное запоминающее устройство.

В том случае, если реакция тормозной системы оказывается правильной, то дается разрешение на ее работу и транспортное 30

35 ствии 16 мс осуществляется считывание выборки П давления. Результат этой выборки запоминается. Выпускной клапан открывается, снимая таким образом тормозное давление. Производится измерение временного интервала спада величины давления до 0,25 бар.

При кратновременном приведении в действие тормозной системы происходит формирование выборок P la, P 1б и Р Н и величины временного интервала. Затем производится сравнение этих значений для соответствующих колес одной и той же колесной оси. В результате сравнения формируются значения соответствующих расхождений в величинах давлений и в величинах временных интервалов, которые не должны превышать заданных предельных значений, введенных в программу, эапомройстве вычислителя. Для каждого колеса абсолютные значения 3-х считанных величин давления и I-й считанной величины временного интервала не должны выходить за границы заданных предельных значений. средство неисправности, такие как отсутствие реакции на включение выдается предупреждение в виде звукового и светового сигнала, а также возможны варианты системы, когда при некоторых значительных неисправностях происходит блокировка транспортного средства, при которой оно оказывается не в состоянии сдвинуться с места.

При использовании электронной системы управления тормозами колесной оси, в состав которой входит соединительный трубопровод 29, соединяющий между собой управляющие камеры двух ускорительных клапанов. этот соединительный трубопровод перекрывается путем подачи питания на соответствующий изолирующий соленоидный клапан 30 во время поступления испытательного тормозного импульса, который разделяется на два тормозных импульса, прикладываемых к каждому из колес, соответственно. Эффективность такой изоляции тормозных каналов друг от друга может быть проконтролирована путем регистрации известной величины уровня разности давлений ЬРт (как это показано нэ фиг.11) при нарастании и спаде величин давления в каждом из колес, В процессе нормального торможения транспортного средства. оборудованного

55 электронной тормозной системой, под воздействием тормозных усилий водителя происходит срабатывание впускного и выпускного клапанов 20 и 21 ускорительного клапана. Например, для поднятия давления производится закрытие выпускного клапана и впуск тормозной жидкости через впускной клапан либо в непрерывном режиме. либо в виде последовательности коротких импульсов в объеме, определяемом аплитудой погрешности давлений. Во время фазы управления давлением производится регулярное считывание величины давления, при этом выборка происходит через определенные интервалы времени. По хранящейся в запоминающем устройстве модели производится вычисление прогнозного значения изменения величины давления, которое должно быть при следующем считывании, и на этом основании принимается решение о длительности открытия клапана. Помимо такого прогноза возрастания величины давления, которое должно иметь место при каждом считывании, производится моделирование более длительного изменения величины давления. Такой прогноз выполняется на основе всей совокупности сигналов, которые поступают с соленоидного клапана. При этом учитывается более медленное нарастание величины давления под воздействием как отдельных коротких импульсов, так и всей их совокупности при высоких установившихся уровнях давления.

Данный процесс моделирования охватывает также и этап спада величины давления.

При этом, производится накопление информации относительно временных периодов функционирования выпускного соленоида, которэязатем используется для прогнозной оценки момента времени, в который величина давления должна б ч дет достигнуть нулевого значения. И зто прогнозное значение сравнивается с фактически достигнутым значением, Значительное расхождение между прогнозным и фактически достмгнутым значениями тормозного давления является признаком неисправной работы контура управления давлением. При этом, указанная неисправность может быть обусловлена неисправностями в управляющем солвноидном клапане, утечками в трубопроводе или каких-либо других элементах системы, а также неисправностью преобразователя давления, при которой не происходит регистрации предельных значений величины давления, Так как используется стандартная электронная тормозная система с соленоидными клапанами, которая непрерывно контролируется, то величина погрешности будет характеризовать

1822393

22

5

15

25

55 серьезность последствий и указывать на возможные причины неисправностей. Например, медленная реакция может указывать на частичную блокировку отдельных частей клапана или на утечку в выпускном клапане, в то время как полное отсутствие реакции указывает на заедание клапана, вследствие которого полностью перекрывается его пропускное отверстие.

Таким образом. в состав системы может входить управляющее устройство. которое обеспечивает автоматическую подачу тормозного импульса при запуске транспортного средства при условии, что это транспортное средство не находится в движении или от водителя не требуется в данный момент производить торможение.

Непосредственно перед началом действия данного импульса выполняется проверка того, что напорные резервуары. обеспечивающие питание для каналов регулировки давления, наполнены до необходимого уровня.

Во время этого задающего тормозного импульса (а также впоследствие) осуществляется проверка работы впускного и выпускного клапанов управления давлением таким образом, что нарастание и падение величины тормозного давления в управляющем канале каждого из колес постоянно измеряется, а измеренные значения сравниваются с запомненными ранее в запоминающем устройстве и получаемыми на основе эталонной модели реакции тормозной системы. Значительное различие между этими значениями будет указывать на появление какой-либо неисправности в тормозной системе.

Работа такой управляющей системы показана на фиг.12, 13, 14 и 15. Фиг,14 иллюстрирует способ выявления условий, необходимых для формирования запускающего импульса. На входы R, О, S и 1, соответственно, поступают сигналы, соответствующие давлению в напорном резервуаре, необходимому уровню торможения, скорости транспортного средства и включению зажигания. Детектором 83 формируется выходной сигнал только в том случае, если величина скорости транспортного средства " 1 " равна нулю, требуемый уровень торможения "Д" равен нулю и величина давления в напорном резервуаре "Р" принимает свое максимальное значение.

При включенном зажигании появляется сигнал "1", под действием которого на выходе логического элемента 84 формируется сигнал, поступающий непосредственно на первый импульсный генератор 85, а также через временную задержку 86 на второй импульсный генератор 87.

Рассмотрим теперь фиг.12 и 13. На фиг.12 показана временная диаграмма серии импульсов Si, обеспечивающих работу впускного клапана 20 ускорительного клапана 7. и формирования серии импульсов

Sz, обеспечивающих работу выпускного клапана 21. Обозначения на рисунке Is, 10, II, III, IVa, 1Чб, Ч и Vl соответствуют моментам времени выборки показаний, в которые производится считывание значений тормозного давления, необходимых для их сравнения с запомненными в запоминающем устройстве значениями (в виде запомненной модели реакции клапана и оценки их приемлемости). При значительном расхождении указанных значений клапан считается неисправным. На фиг.13 показана временная диаграмма формирования соответствующих импульсов 53 и S4 для преобразователя давления, входящего в состав другого канала управления торможением той же самой колесной оси. Показана временная задержка "с" между моментами начала воздействия на впускные соленоиды, принадлежащие различным тормозным каналам.

На фиг.15 представлена структурная электрическая схема. обеспечивающая сравнение считываемых значений тормозного давления со значениями давления, соответствующими хранящейся в запоминающем устройстве модели реакции системы. Выборки la, )б,!! и III вводятся в аналоговые запоминающие устройства 88, а затем подаются на соответствующие сравнивающие устройства 89, на выходе которых формируются сигналы только в том случае, когда значения входных сигналов лежат в пределах, определяемых на основе модели граничных значений, С выходов укаэанных сравнивающих устройств сигналы поступают на вход логического элемента

ИЛИ 90. При этом, нэ выходе 91 формируется сигнал, соответствующий неисправности тормозной системы, в том случае, если в какой-либо из выборок считанное значение будет значительно отличаться от запомненного модельного значения.

Формула изобретения

1. Двойная тормозная система для колес транспортного средства, содержащая электронно-управляемые каналы индивидуального регулирования давления в тормозных исполнительных механизмах для каждого из колес одной оси противоположных бортов транспортного средства. каждый из которых подключен к выходу управляемого водителем задатчика интен1822393

23

1О

ЗО

40 сивности торможения, причем каждый канал включает в себя контур контроля давления, состоящий иэ кон роллере давления, ускорительного клапана, позволяющего регулировать подачу жидкости от резервуара к тормозным исполнительным механизмам для включения и отпусквмия тормозов s упревляемого соленоидными клапанами, регулирующими давление на управляющем входв ускорительного клапана, и датчик дввлемия нв управляющем входе ускорительного KllsllsHs, о т л и ч а ю щ в я с я тем, что, с целью повыеения надежности путем сохранения работоспособности системы в условиях возникновения неисправности в одном или более каналах регулирования давления, она снабжена переключающим механизмом, отключающим контур с неисправным датчиком давления и соединяющим соленоиды клвпвнов указанного контура с выходом контроллере исправного контуре контроля давления в тормозных исполнительных механизмах колесе другого борта той же оси, каждый канал индивидуального регулирования снабжен детектором неисправности, соедименным входом с датчиком давления, в выходом — с управляющим входом переключающего механизма и срабатывающим при уровне выходного сигмала датчика, совпадающем с верхней или нижней полосами диапазоне выходных сигналов датчика, огрвмичиввющими рабочую полосу выходных сигналов датчике.

2. Системе no n.1; о т л и ч в ю щ а я с я тем, что переключающий механизм выполмеи в виде двух переключающих реле, при этом переключающие рычаги первого иэ уквзаммых реле соединены с соленоидами клапанов, управляющих ускорительным клепаном тормозов едмыо борта. а переключаемые контакты — с выходами контроллеров давления обоих бортов, переключающие рычаги второго иэ укаэанных реле соединены с соленоидами. клапанов, управляющих ускорительным клапаном тормозов другого борта. а переключаемые контакты — с выходом контроллеров давления обоих бортов.

3. Системапоп2,отличающаяся тем, что детектор неисправности в каждом канале соединен выходом с входом контроллера давления в другом канале для обеспечения более длительного, дополнительного или полупостоянного сигнала снижения давления для обеспечения полного сброса давления в неисправном канале до нулевого значения.

4. Система по п,1, отличающаяся тем, что она снабжена компаратором, к двум входам которого подключены датчики давления указанных двух каналов одной оси для непрерывного сравнения величин давления в условиях отсутствия блокировки колес.

5. Система по п.1, о т л и ч а ю ща я ся тем, что она снабжена трубкой, сообщающей между собой управляющие полости ускорительных клапанов каналов индивидуальногорегулированиядавления в тормозных механизмах колес одной оси разных бортов транспортного средства, 6. Система гто п.5. отличающаяся тем, что в трубку встроен управляемый соленоидом отсечной клапан, 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена компараторами, к одним входам которых подключены датчики давления, а к другим — блок памяти, в котором зафиксированы эталонные значения возрастания и падения давления в различных каналах, а выходы компараторов подключены к средствам сигнализации, 1822393

1822393

1822393

1822393

Фиг. /О

Фиг. П

1822393

1822393

Составитель Ю.Гуляев

Техред ММоргентал

Корректор М.Ткач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2117 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5