Электропневматическое устройство управления парковочным тормозом и тормозная система транспортного средства
Изобретение относится к электропневматическому устройству (1) управления парковочным тормозом для управления стояночным тормозом, содержащим, по меньшей мере, один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором, содержащему релейный клапан (18) с управляющей камерой (42) и воздуховыпускным каналом (56). Согласно изобретению предусмотрено, что в зависимости от положения поршня (46) управляющая камера (42) через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) может соединяться с воздуховыпускным каналом (56). Технический результат - усовершенствование электропневматического устройства управления парковочным тормозом таким образом, чтобы недорогими и требующими малоконструктивного пространства средствами при вспомогательном торможении, даже при прерывании подачи тока, могло стабильно приниматься состояние «паркование». 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к электропневматическому устройству управления парковочным тормозом для управления содержащим, по меньшей мере, один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором стояночным тормозом в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы.
В коммерческих транспортных средствах, включая автопоезда, а также в рельсовых транспортных средствах парковочные тормоза (называемые также стояночными тормозами) оборудованы тормозными цилиндрами с пружинным энергоаккумулятором, которые в отпущенном положении впускают в камеру сжатия пружины сжатый воздух и за счет этого удерживают пружину натяженной, тогда как для торможения воздух из камеры сжатия пружины выпускается, т.е. она сообщается с атмосферным давлением, в результате чего тормозной цилиндр под действием пружины создает тормозное усилие.
Известны как таковые пневматические парковочные тормоза, эксплуатируемые с помощью приводимого в действие водителем бистабильного клапана, так и электропневматические системы с бистабильным электромеханическим клапаном, например, пневматическим релейным клапаном, которым управляет электромеханический бистабильный электромагнитный клапан. Оба положения клапана «парковочный тормоз» и «отпускание» должны быть при этом «стабильными», т.е. оставаться в соответственно выбранном конечном положении без воздействия человека или электроэнергии.
В уровне техники бистабильность описана либо чисто пневматически с подключенными релейными клапанами и несколькими исполнительными и регулировочными поршнями, например, в DE 102009016983 А1 или DE 10247812 С1, что связано с большими расходами и большим конструктивным пространством, либо обеспечивается бистабильными электромагнитными клапанами с подключенным релейным клапаном, например, в DE 102006055570 В4. Однако бистабильные электромагнитные клапаны дороги и на практике подвержены сбоям.
Из документа WO 2015/154787 А1 известна реализация бистабильности в электрическом парковочном тормозе с релейным клапаном за счет магистрали обратной связи выхода релейного клапана к управляющей камере релейного клапана, причем в магистрали обратной связи расположен дроссель. Этим достигается бистабильное поведение релейного клапана, который стабильно сохраняет даже без электропитания управляющего релейным клапаном электромагнитного клапанного устройства занятое положение «паркование» или «движение». Электромагнитное клапанное устройство содержит два электромагнитных 2/2-распределителя, впускной и выпускной электромагнитные клапаны и используется для впуска воздуха в управляющую камеру релейного клапана и выпуска из нее. При этом поршень релейного клапана находится в положении выпуска воздуха для состояния «паркование», если управляющее давление в управляющей камере ниже определенного порогового значения. При этом рабочее присоединение релейного клапана соединено с воздуховыпускным каналом. Управляющая камера через дроссель в магистрали обратной связи соединяется тогда с воздуховыпускным каналом также через рабочее присоединение релейного клапана. Напротив, поршень релейного клапана находится в положении впуска воздуха для состояния «движение», если управляющее давление в управляющей камере выше определенного порогового значения. Рабочее присоединение релейного клапана соединено с источником снабжения сжатым воздухом. Управляющая камера через дроссель в магистрали обратной связи также соединяется с источником снабжения сжатым воздухом. Для состояния «ступенчатое торможение» впускной и выпускной электромагнитные клапаны управляются таким образом, что в управляющей камере релейного клапана устанавливается давление, лежащее между 0 бар и питающим давлением. Поршень релейного клапана находится тогда в каком-либо промежуточном положении между положениями впуска и выпуска воздуха. На рабочем выходе релейного клапана устанавливается давление для тормоза с пружинным энергоаккумулятором, пропорциональное управляющему давлению в управляющей камере. С помощью парковочного тормоза можно тогда также во время движения при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения тормозить с тормозным усилием, которое устанавливается исполнительным органом парковочного тормоза.
Однако прерывание подачи тока во время применения функции экстренного или вспомогательного торможения может привести к разным тормозным давлениям в тормозах с пружинным энергоаккумулятором в зависимости от того, какое тормозное давление было в момент прерывания подачи тока. При этом возможны различные случаи.
а) Во-первых, при прерывании подачи тока через дроссель в магистрали обратной связи в управляющую камеру релейного клапана может поступить столько управляющего сжатого воздуха, что в управляющей камере и в тормозах с пружинным энергоаккумулятором установится питающее давление. Тогда стабильно имеет место состояние «движение», и поршень релейного клапана находится в положении впуска воздуха.
б) Далее при прерывании подачи тока в управляющей камере релейного клапана и в тормозах с пружинным энергоаккумулятором может установиться одинаковое давление, так что тогда через дроссель в магистрали обратной связи не возникают компенсационные потоки. Давление в данный момент в тормозах с пружинным энергоаккумулятором тогда сохраняется, так что стабильно не принимается ни состояние «движение», ни состояние «паркование». Поршень релейного клапана находится тогда в описанном выше промежуточном положении.
в) Кроме того, при прерывании подачи тока сжатый воздух может течь из управляющей камеры через дроссель в магистрали обратной связи в тормоза с пружинным энергоаккумулятором, в результате чего из управляющей камеры и тормозов выпускается воздух. Тогда стабильно имеет место состояние «паркование», и поршень релейного клапана находится в положении выпуска воздуха.
При этом случай б) представляется проблематичным, поскольку при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения в тормозах с пружинным энергоаккумулятором сохраняется господствующее тогда давление. Напротив, состояние «паркование» больше не может быть тогда достигнуто.
В основе изобретения лежит задача усовершенствования электропневматического устройства управления парковочным тормозом упомянутого выше рода таким образом, чтобы недорогими и требующими мало конструктивного пространства средствами при вспомогательном торможении даже при прерывании подачи тока могло стабильно приниматься состояние «паркование».
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством признаков п. 1 формулы.
Основой изобретения является электропневматическое устройство управления парковочным тормозом для управления содержащим, по меньшей мере, один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором стояночным тормозом, содержащее присоединение, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, управляемое электронным устройством управления электромагнитное клапанное устройство, релейный клапан, пневматический управляющий вход которого соединен, с одной стороны, с электромагнитным клапанным устройством, а, с другой стороны, – с его рабочим входом и с присоединением, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, присоединение, по меньшей мере, для одного ресивера сжатого воздуха, который, с одной стороны, соединен с первым электромагнитным клапанным устройством, а, с другой стороны, с питающим входом релейного клапана, магистраль обратной связи, посредством которой рабочий выход и пневматический управляющий вход релейного клапана соединены между собой, причем релейный клапан содержит соединенную с пневматическим управляющим входом управляющую камеру, по меньшей мере, один, управляемый давлением в управляющей камере, приводящий в движение двухседельный клапан поршень и соединенную с рабочим выходом рабочую камеру, причем поршень расположен внутри корпуса релейного клапана и ограничивает управляющую и рабочую камеры, а двухседельный клапан содержит, по меньшей мере, одно впускное и, по меньшей мере, одно выпускное седла, причем рабочая камера при открытом выпускном седле соединена с воздуховыпускным каналом, а при открытом впускном седле – с питающим входом, и причем в магистрали обратной связи расположен, по меньшей мере, один первый дросселирующий элемент таким образом, что рабочий выход и пневматический управляющий вход релейного клапана находятся всегда в дросселированном проточном соединении между собой, и причем управляющая камера релейного клапана через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент соединена с воздуховыпускным каналом, а именно исключительно тогда, когда поршень находится в положении выпуска воздуха или в промежуточном положении, причем, однако, соединение управляющей камеры с воздуховыпускным каналом прервано, по меньшей мере, одним вторым дросселирующим элементом, когда поршень находится в положении впуска воздуха, причем положение выпуска воздуха поршня внутри корпуса релейного клапана отличается тем, что выпускное седло полностью открыто, а впускное седло двухседельного клапана полностью закрыто, в результате чего на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором возникает давление, которое соответствует давлению прижима, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, в котором он полностью прижат, и причем положение впуска воздуха поршня внутри корпуса релейного клапана отличается тем, что впускное седло полностью открыто, а выпускное седло – полностью закрыто, в результате чего на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором возникает давление, которое соответствует давлению отпускания, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, в котором он полностью отпущен, и причем промежуточное положение поршня внутри корпуса релейного клапана отличается тем, что на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором возникает давление, которое больше давления прижима, однако меньше давления отпускания.
При этом ясно, что существуют несколько промежуточных положений поршня в зависимости от требуемого усилия парковочного тормоза в процессе экстренного или вспомогательного торможения.
Поэтому в целях обратной связи, по меньшей мере, один первый дросселирующий элемент расположен в протянутом между рабочим выходом и пневматическим управляющим входом релейного клапана магистрали обратной связи таким образом, что рабочий выход и пневматический управляющий вход релейного клапана находятся всегда в проточном соединении между собой. За счет снабженной, по меньшей мере, одним первым дросселирующим элементом магистрали обратной связи возникает контур обратной связи, в котором давление на рабочем выходе релейного клапана или на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором возвращается в управляющий вход релейного клапана.
Под дросселирующим элементом следует понимать элемент, сужающий проточное сечение магистрали обратной связи. При этом массовый поток воздуха через дросселирующий элемент (в обоих направлениях течения) ограничивается до значения, которое, например, меньше массового потока воздуха, который протекал бы без дросселирующего элемента по магистрали, где он расположен. Поэтому образованное дросселирующим элементом проточное сечение меньше проточного сечения, образованного магистралью.
Согласно изобретению, предусмотрено, что управляющая камера релейного клапана через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент соединена с воздуховыпускным каналом, а именно исключительно тогда, когда поршень находится в положении выпуска воздуха, причем, однако, соединение между управляющей камерой и воздуховыпускным каналом прервано, по меньшей мере, одним третьим дросселирующим элементом, когда поршень находится в положении впуска воздуха или в промежуточном положении, и причем образованное, по меньшей мере, одним третьим дросселирующим элементом проточное сечение больше проточного сечения, образованного, по меньшей мере, одним первым дросселирующим элементом, а образованное, по меньшей мере, одним вторым дросселирующим элементом проточное сечение меньше проточного сечения, образованного, по меньшей мере, одним первым дросселирующим элементом.
В документе WO 2015/154787 А1 цель, по меньшей мере, одного второго дросселирующего элемента состоит в том, чтобы предотвратить нежелательное отпускание парковочного тормоза при возможном возникновении неплотностей относительно направляющей питающее давление области, например во впускном электромагнитном клапане, и, тем самым, нежелательное отпускание затянутого парковочного тормоза за счет того, что, согласно изображенному там на фиг. 9 варианту, второй дросселирующий элемент расположен на поршне так, что он выпускает воздух из управляющей камеры релейного клапана с малым сечением в воздуховыпускной канал, когда поршень находится в положении, в котором он еще не открыл или неполностью открыл впускное седло двухседельного клапана.
Благодаря предложенному выполнению, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент наделен, согласно изобретению, другой функцией. С помощью, по меньшей мере, одного второго дросселирующего элемента по отношению к описанному выше случаю б) достигается то, что при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения в любом случае может стабильно приниматься состояние «паркование». С помощью, по меньшей мере, одного второго дросселирующего элемента достигается то, что при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения управляющее давление в управляющей камере релейного клапана падает, в результате чего падает также тормозное давление в тормозах с пружинным энергоаккумулятором, и, следовательно, стабильно принимается состояние «паркование».
Эту новую функцию, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент может выполнять за счет наличия, по меньшей мере, одного третьего дросселирующего элемента в соответствии с отличительным признаком з) п. 1 и охарактеризованных признаками и) и к) п. 1 соотношений образованных, в общей сложности, по меньшей мере, тремя дросселирующими элементами проточных сечений, поэтому эти признаки взаимодействуют синергетически.
Эта функция, которой в WO 2015/154787 А1 был первоначально наделен, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент, а именно предотвращение нежелательного отпускания парковочного тормоза при возможном возникновении неплотностей относительно направляющей питающее давление области, реализуется, согласно изобретению, за счет, по меньшей мере, одного третьего дросселирующего элемента.
Согласно изобретению, найден реализуемый с малыми затратами путь, заключающийся в том, что при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения и связанном с этим неопределенным состоянием парковочного тормоза в любом случае принимается состояние «паркование» и/или (при этом) стабильно сохраняется состояние «паркование». У дросселирующих элементов речь идет о просто выполняемых элементах, которые, в частности, обходятся без электронного управления и потому защищены от отказов.
Для специалиста является вполне возможным выполнить, по меньшей мере, один первый, по меньшей мере, один второй и, по меньшей мере, один третий дросселирующие элементы в соответствии с признаками п. 1 формулы так, чтобы возникли нужные эффекты.
За счет приведенных в зависимых пунктах мер возможны предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования охарактеризованного в п. 1 изобретения.
Особенно недорогой и простой вариант возникает тогда, когда, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент имеют, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в стенке поршня или образуются таковым, причем дополнительно предусмотрен закрепленный на корпусе релейного клапана элемент, взаимодействующий, по меньшей мере, с одним вторым дросселирующим элементом и/или, по меньшей мере, одним третьим дросселирующим элементом таким образом, что в зависимости от положения поршня внутри корпуса релейного клапана управляющая камера через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент соединяется с воздуховыпускным каналом, или такое соединение перекрывается.
При этом, в частности, проточное или дросселирующее сечение, по меньшей мере, одного второго дросселирующего элемента и/или, по меньшей мере, одного третьего дросселирующего элемента может быть образовано, по меньшей мере, одним сквозным отверстием в поршне релейного клапана.
Согласно одному варианту, область по эту сторону обращенного к управляющей камере конца закрепленного на корпусе релейного клапана элемента может быть соединена с управляющей камерой, причем
а) если, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, по меньшей мере, частично выдается за конец в направлении управляющей камеры, то управляющая камера через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент и/или через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент соединяется с воздуховыпускным каналом, и
б) если, по меньшей мере, одно сквозное отверстие не выдается за конец в направлении управляющей камеры, то такое соединение перекрывается.
Другими словами, тогда поршень, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием, которое образует, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент, представляет собой золотник золотникового клапана, причем в зависимости от положения золотника (поршня) по отношению к обращенному к управляющей камере концу закрепленного на корпусе релейного клапана элемента создается или не создается проточное соединение между управляющей камерой и воздуховыпускным каналом. При этом закрепленный на корпусе релейного клапана элемент открывает или закрывает, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в зависимости от положения поршня релейного клапана. Также этот вариант способствует недорогой и простой реализации изобретения.
В частности, если смотреть в направлении осевого движения поршня, второй и третий дросселирующие элементы могут быть расположены друг за другом, причем тогда второй дросселирующий элемент указывает к управляющей камере, а третий дросселирующий элемент – от управляющей камеры.
В частности, закрепленный на корпусе релейного клапана элемент может содержать, по меньшей мере, одно закрепленное на корпусе релейного клапана уплотнение поршня, к которому прилегает боковая стенка поршня, в которой выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие. Таким образом, уплотнение поршня выполняет предпочтительную двойную функцию, а именно, с одной стороны, его первоначальную уплотняющую функцию, а, с другой стороны, – элемент золотникового клапана.
В частности, также сквозные отверстия, образующие соответственно, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент, могут быть выполнены рядом друг с другом, по соседству друг с другом или, если смотреть в направлении движения поршня, также последовательно друг за другом и/или рядом друг с другом и, в частности, на внешней боковой стенке поршня. По меньшей мере, одно сквозное отверстие может проходить по отношению к поршню или направлению его движения, в частности, радиально и/или аксиально.
Согласно одному варианту, поршень может быть нагружен пружинящими средствами в положение выпуска воздуха, в котором выпускное седло управляемого поршнем двухседельного клапана открыто, а рабочее присоединение релейного клапана соединено с воздуховыпускным каналом, что способствует стабильному принятию состояния «паркование».
В частности, электронное устройство управления может быть соединено с электрическим присоединением для электрического датчика сигналов стояночного тормоза, посредством которого сигналы стояночного тормоза могут подаваться в электронное устройство управления.
Также электронное устройство управления может быть соединено с присоединением для подачи сигналов, из которых электронное устройство управления формирует сигналы стояночного тормоза. Тогда предпочтительно также сигналы, например по шине данных транспортного средства, могут подаваться в это присоединение для сигналов или же в присоединение для сигналов стояночного тормоза устройства управления парковочным тормозом, из которых устройство управления тогда само формирует сигналы стояночного тормоза. У таких сигналов речь может идти, в частности, о сигналах, которые позволяют обнаружить остановку транспортного средства в рамках системы помощи водителю, такой как система помощи при трогании, причем тогда, например, при обнаружении остановки транспортного средства на основе этих сигналов, являющихся тогда сигналами остановки транспортного средства, электронное устройство управления формирует сигнал для затяжки парковочного тормоза. В качестве альтернативы поданные в устройство управления парковочным тормозом сигналы, из которых затем электронное устройство управления формирует сигналы стояночного тормоза, могли бы происходить от любых других систем помощи водителю, например от системы адаптивного круиз-контроля в случае, когда парковочный тормоз во время движения используется в качестве вспомогательного тормоза. Поэтому во всех этих случаях сигналы стояночного тормоза формируются не в зависимости от срабатывания датчика этих сигналов, а автоматически одной или несколькими системами помощи водителю.
Разумеется, поданные в устройство управления парковочным тормозом сигналы, из которых затем электронное устройство управления формирует сигналы стояночного тормоза, могут происходить от приводимого в действие вручную водителем исполнительного устройства, с помощью которого в зависимости от степени срабатывания исполнительного элемента создаются, по меньшей мере, состояния «паркование» и «движение» и, в частности, также величина оказываемого усилия парковочного тормоза при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения.
Для этого присоединение для сигналов или присоединение для сигналов стояночного тормоза выполнено, например, таким образом, что оно может подключаться к шине данных транспортного средства для подачи направляемых по ней сигналов в электронное устройство управления, которое тогда в зависимости от этих сигналов формирует сигналы стояночного тормоза. Коммуникация между электронным устройством управления и шиной данных транспортного средства является тогда предпочтительно двунаправленной.
Особенно предпочтительно электромагнитное клапанное устройство может быть образовано двумя электромагнитными 2/2-распределителями соответственно с положениями запирания и пропускания, причем первый электромагнитный 2/2-распределитель включен в качестве впускного клапана между управляющим входом релейного клапана и питающим присоединением, а второй электромагнитный 2/2-распределитель – между управляющим входом релейного клапана и стоком давления.
При этом каждый их электромагнитных 2/2-распределителей, будучи обесточен, может иметь подпружиненное положение запирания, под током – положение пропускания. Тогда при прерывании подачи энергии управляющий вход релейного клапана отсоединен как от питающего присоединения, так и от воздуховыпускного канала или стока давления, так что от питающего присоединения к релейному клапану не может поступать управляющий сжатый воздух или не может выходить из него через сток давления.
В качестве альтернативы электромагнитное клапанное устройство может содержать также, по меньшей мере, один электромагнитный 3/2-распределитель.
В целом, за счет этого возникают преимущества в отношении простой и недорогой конструкции, небольшой потребности в конструктивном пространстве, а также стабильной, зарекомендовавшей себя техники, поскольку изобретение предпочитает использование модульных компонентов, таких как электромагнитные 2/2- и/или 3/2-распределители, а также релейные клапаны.
Согласно одному варианту, предусмотрено, что при подаче в электронное устройство управления представляющего состояние «движение» сигнала стояночного тормоза или его формировании в электронном устройстве управления второй электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение запирания, а первый электромагнитный 2/2-распределитель – сначала в положение пропускания. Поэтому, например, при подаче тока в течение определенного промежутка времени сначала первый электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение пропускания, тогда как второй электромагнитный 2/2-распределитель остается в положении запирания. По истечении определенного промежутка времени, который необходим, чтобы давление на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором достигло полного давления отпускания этого тормозного цилиндра, первый электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение запирания. Таким образом, управляющий вход соединен с рабочим выходом, будучи еще дросселированным. Возможная легкая неплотность в направлении стока давления, возникающая, например, в результате дефекта, компенсировалась бы впускным седлом релейного клапана.
При подаче в электронное устройство управления сигнала стояночного тормоза, представляющего состояние «привести действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления», или при его формировании в электронном устройстве управления оно включает предпочтительно первый электромагнитный 2/2-распределитель и/или второй электромагнитный 2/2-распределитель в зависимости от соответствующего значения тормозного давления в положение запирания или в положение пропускания. Это, в частности, тот случай, в частности в рамках вспомогательного или экстренного торможения, когда стояночный тормоз должен заменить рабочий тормоз или поддержать его.
Для повышения давления на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, например, первый электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение пропускания, в результате чего повышается давление на управляющем входе релейного клапана и, тем самым, также на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором.
Для понижения давления на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, например, второй электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение пропускания, в результате чего уменьшается давление на управляющем входе релейного клапана и, тем самым, также на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором.
В первом случае электронное устройство управления может включать первый электромагнитный 2/2-распределитель, а во втором случае – второй электромагнитный 2/2-распределитель попеременно или импульсно в положение запирания, а в течение более длительного по сравнению с этим промежутка времени – в положение пропускания для достижения постепенного возрастания или падения давления, что как раз предпочтительно для высокоточного дозирования или регулирования усилия или давления стояночного тормоза, в частности, в процессе вспомогательного или экстренного торможения.
Воздушный поток через, по меньшей мере, один дросселирующий элемент, возможно, возникающий в зависимости от текущей разности давлений между рабочим выходом и управляющим входом релейного клапана, а также возможная, возникающая, например, в результате дефекта легкая неплотность в направлении стока давления или питающего давления, могут компенсироваться за счет кратковременной подачи тока встречно действующего электромагнитного 2/2-распределителя.
Согласно одному варианту, при подаче в электронное устройство управления сигнала стояночного тормоза, представляющего состояние «паркование», или при его формировании в электронном устройстве управления оно включает первый электромагнитный 2/2-распределитель в положение запирания, а второй электромагнитный 2/2-распределитель – сначала в положение пропускания, а затем – в положение запирания. Поэтому, например, при подаче тока в течение определенного промежутка времени сначала второй электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение пропускания, тогда как первый электромагнитный 2/2-распределитель остается в положении запирания. По истечении определенного промежутка времени, который необходим, чтобы давление на присоединении, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором упало настолько, чтобы релейный клапан даже после отключения второго электромагнитного 2/2-распределителя оставался в положении выпуска воздуха, затем второй электромагнитный 2/2-распределитель включается в положение запирания. Таким образом, управляющий вход соединен с рабочим выходом, будучи еще дросселированным. Возможная легкая неплотность в направлении стока давления, возникающая, например, в результате дефекта, выпускалась бы через выпускное седло релейного клапана.
Особенно предпочтительно электромагнитное устройство управления парковочным тормозом предусмотрено также для автопоезда и содержит тогда, по меньшей мере, одно присоединение для управляющего клапана прицепа, которое может соединяться с присоединением, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором.
Далее с присоединением, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором может быть соединен, по меньшей мере, один датчик давления и/или с управляющим входом релейного клапана – по меньшей мере, один датчик давления и/или с присоединением для управляющего клапана прицепа – по меньшей мере, один датчик давления, который подает представляющий фактическое давление сигнал в электронное устройство управления.
Тогда электронное устройство управления может быть выполнено так, что оно на основе представляющего фактическое давление сигнала и представляющего значение заданного давления сигнала проводит сравнение заданного и фактического давлений в рамках регулирования давления и/или контроль достоверности давления и/или определение имеющегося на питающем присоединении питающего давления.
Если, например, датчик давления подключен к рабочему выходу релейного клапана и, тем самым, также может соединяться или соединен с присоединением, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, то там можно определить фактическое давление и по нему рабочее состояние, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором (отпущен, прижат или частично отпущен или прижат). То же относится тогда к рабочему состоянию тормозов прицепа, которое определяется по фактическому давлению на присоединении для управляющего клапана прицепа. Далее реализуется контур регулирования давления, в котором первое электромагнитное клапанное устройство в сочетании с релейным клапаном образует исполнительные органы.
В случае если датчик давления соединяется с управляющим входом релейного клапана, то можно очень быстро определить фактическое давление, отрегулированное электромагнитным клапанным устройством, в частности первым и вторым электромагнитными 2/2-распределителями, что обеспечивает высокую динамику контура регулирования давления. Кроме того, можно приблизительно определить также рабочее состояние, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором (отпущен, прижат или частично отпущен или прижат), а также имеющееся там фактическое тормозное давление с учетом передаточной характеристики релейного клапана. То же относится тогда к рабочему состоянию тормозов прицепа.
В случае если первый датчик давления соединяется с управляющим входом, а второй датчик давления – с рабочим выходом релейного клапана, это обеспечивает обнаружение ошибок посредством контроля достоверности. Например, значения фактического давления первого и второго датчиков давления в зависимости от рабочего состояния с учетом определенных допусков должны находиться в определенном соотношении между собой. При этом обнаружение или контроль ошибок проводится быстро, полностью и в нескольких рабочих состояниях. Далее возможно более быстрое регулирование давления, чем если бы только один датчик давления был расположен на рабочем выходе релейного клапана или один датчик давления – на его управляющем входе.
В случае если с датчиком давления на рабочем выходе и/или на управляющем входе релейного клапана соединяется дополнительный датчик с присоединением управляющего клапана прицепа, то в нескольких рабочих состояниях возможно непосредственное измерение питающего давления на питающем присоединении без необходимости установления рабочего состояния «движение». Далее возможно также быстрое обнаружение ошибок посредством контроля достоверности. Например, фактические давления датчиков давления должны показывать одинаковые значения, если электромагнитные клапаны включаются так, что происходит соединение давлений между датчиками давления. Как сказано выше, определение питающего давления возможно также в нескольких рабочих состояниях. Предпочтительным образом за счет этого возможно также регулирование давления на присоединении для управляющего клапана прицепа, если предусмотрено состояние «тормоз наката», в котором для растяжения автопоезда дозировано затягиваются только тормоза прицепа, а не тормоза тягача.
Согласно одному варианту, по меньшей мере, один релейный клапан, электромагнитное клапанное устройство, электронное устройство управления, по меньшей мере, один первый дросселирующий элемент, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент, а также питающее присоединение, присоединение, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и присоединение для сигналов стояночного тормоза могут быть выполнены в виде одного конструктивного блока. В результате этого образуется компактный конструктивный блок, который в качестве основного модуля способен к дальнейшему расширению.
Изобретение относится также к тормозной системе транспортного средства, в частности электропневматическому парковочному тормозному устройству, и, в частности, парковочному тормозному устройству с электронным регулированием, содержащей описанное выше электропневматическое устройство управления парковочным тормозом.
Другие усовершенствующие изобретение меры более подробно поясняются ниже вместе с описанием примера его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых изображают:
фиг. 1 - схематично предпочтительный вариант выполнения электропневматического устройства управления парковочным тормозом, согласно изобретению;
фиг. 2 - схематично сечение релейного клапана электропневматического устройства управления парковочным тормозом из фиг. 1 в положении «паркование» или «торможение стояночным тормозом»;
фиг. 3 - схематично сечение релейного клапана электропневматического устройства управления парковочным тормозом из фиг. 1 в положении «привести в действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления» при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения»;
фиг. 4 - схематично сечение релейного клапана электропневматического устройства управления парковочным тормозом из фиг. 1 в положении «движение».
На фиг. 1 схематично изображен предпочтительный вариант выполнения электропневматического устройства 1 управления парковочным тормозом, согласно изобретению. Устройство 1 представляет собой предпочтительно устройство управления электропневматическим парковочным тормозом автопоезда и расположено в тягаче.
Устройство 1 имеет питающее присоединение 2, предохраняемое обратным клапаном 4. От питающего присоединения 2 питающая магистраль 6 проходит, во-первых, к первому электромагнитному клапанному устройству 8 с первым электромагнитным 2/2-распределителем 10 в качестве впускного клапана и вторым электромагнитным 2/2-распределителем 12 в качестве выпускного клапана. Оба распределителя 10, 12, будучи обесточены, находятся в показанном положении запирания, а под током переключаются в положение пропускания и управляются электронным устройством 14 управления.
Далее к питающему присоединению 2 через питающую магистраль 6 присоединен также питающий вход 16 релейного клапана 18. Пневматический управляющий вход 20 релейного клапана 18 через управляющую магистраль 22 соединен с блоком из впускного клапана 10 (первый электромагнитный 2/2-распределитель) и выпускного клапана 12 (второй электромагнитный 2/2-распределитель).
В обесточенном положении запирания второго электромагнитного 2/2-распределителя 12 соединение между управляющей магистралью 22 или управляющим входом 20 релейного клапана 18 и стоком 24 давления прервано, тогда как в положении пропускания под током это соединение включено. Аналогичным образом в обесточенном положении запирания первого электромагнитного 2/2-распределителя 10 соединение между управляющей магистралью 22 или управляющим входом 20 релейного клапана 18 и питающим присоединением 2 прервано, тогда как в положении пропускания под током это соединение включено.
Кроме того, в магистрали 26 обратной связи между рабочим выходом 28 релейного клапана 18 и его управляющим входом 20 расположен первый дросселирующий элемент 30, за счет проточного сечения которого массовый поток воздуха между рабочим выходом и пневматическим управляющим входом релейного клапана ограничивается или дросселируется.
Оба электромагнитных 2/2-распределителя 10, 12 предпочтительно подпружинено натяжены в свое обесточенное положение и при подаче тока переключаются посредством устройства 14 управления.
Рабочий выход 28 релейного клапана 18 посредством рабочей магистрали 38 соединен с присоединением 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором. К этому присоединению 40 присоединены предпочтительно два тормозных цилиндра с пружинным энергоаккумулятором на задней оси (не показаны).
В зависимости от положения включения обоих электромагнитных 2/2-распределителей 10, 12 (комбинация впускного и выпускного клапанов) в управляющую магистраль 22 или в управляющий вход 20 релейного клапана 18 впускается воздух или выпускается из нее/него, в результате чего впуск или выпуск воздуха за счет увеличения его количества посредством релейного клапана 18 влечет за собой соответствующий впуск воздуха в рабочий выход 28 и, тем самым, в присоединение 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором или выпуск из них.
Релейный клапан 18 выполнен в значительной степени известным образом и содержит присоединенную через управляющий вход 20 к управляющей магистрали управляющую камеру 42, ограничивающий управляющую камеру 42, подвижный в корпусе 44 поршень 46 с выполненным на нем или на его штоке затвором 48, который с выпускным седлом 50 на подвижно размещенной в корпусе 44 манжете 52 образует выпускное седло двухседельного клапана. Далее релейный клапан 18 содержит выполненное на корпусе 44 впускное седло 54, к которому натяжена манжета 52 и образует вместе с ним впускной клапан двухседельного клапана. Кроме того, манжета 52 имеет центральное сквозное отверстие, которое при приподнятом от манжеты 52 поршне 46 соединяет воздуховыпускной канал 56 с рабочей камерой 58, соединенной с рабочим выходом 28, чтобы выпустить из него воздух. С другой стороны, находящаяся в соединении с питающим входом 16 питающая камера 60 при приподнятой от впускного седла 54 манжете 52 соединена с рабочей камерой 58 для впуска воздуха в рабочий выход 28. Положение поршня 46, который своим затвором 48 может давить на манжету 52 вниз, чтобы приподнять ее от впускного седла 54, определяется давлением на управляющем входе 20 или в управляющей камере 42. Наконец, манжета 52 прижимается пружиной 62 к впускному седлу 54. Кроме того, пружина 64 поршня 46 усилием FF давит на него от выпускного седла 50 в направлении управляющей камеры 42.
Состояния включения обоих электромагнитных 2/2-распределителей 10, 12 определяются устройством 14 управления, в частности в зависимости от имеющихся на присоединении 32 сигналов стояночного тормоза. Для этого датчик 36 сигналов стояночного тормоза выполнен так, что он в зависимости от срабатывания формирует сигналы стояночного тормоза, представляющие описанные ниже рабочие состояния.
Устройство управления посредством присоединения для сигналов стояночного тормоза или другого присоединения для сигналов соединено также с шиной данных транспортного средства (не показана), по которой могут приниматься цифровые сигналы от других устройств управления и передаваться на них. Вместо подаваемых датчиком 36 сигналов стояночного тормоза или дополнительно к приводимому в действие вручную водителем датчику 36 они могут подаваться в устройство 14 управления другим устройством управления, например по шине данных транспортного средства, например системой помощи водителю, например системой помощи при трогании с места на подъемах. Вместо сигналов стояночного тормоза, принимаемых по такой шине данных транспортного средства, они могут формироваться тогда самим устройством 14 управления. Например, парковочный тормоз может быть затянут автоматически, если остановилось, или автоматически отпущен, если обнаруживается, что транспортное средство должно тронуться.
На этом фоне принцип действия электропневматического устройства 1 управления стояночным тормозом следующий.
В показанном на фиг. 1 основном состоянии электропневматического устройства 1 управления стояночным тормозом оба электромагнитных 2/2-распределителя 10, 12 обесточены, так что через первый дросселирующий элемент 30 управляющий вход 20 всегда соединен с рабочим выходом 28 релейного клапана 18. Таким образом, обратная связь стабильная, и сжатый воздух не может поступать от питающего присоединения 2 к управляющему входу 20 релейного клапана 18 или выходить от него к стоку 24 давления. Таким образом, постоянным поддерживаются также давление, имеющееся в данный момент на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и за счет этого также его положения прижима и отпускания.
Если в ответ на соответствующий сигнал стояночного тормоза должно быть повышено давление на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, например, в рабочем состоянии «привести в действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления» при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения, то при запитывании током первого электромагнитного 2/2-распределителя 10 он включается в положение пропускания, в результате чего повышается давление в управляющей камере 42 релейного клапана 18. Это происходит, в частности, за счет импульсов первого электромагнитного 2/2-распределителя 10.
Затем поршень 46 движется вниз и открывает впускное седло 54 двухседельного клапана, в результате чего в рабочую камеру 58 поступает питающее давление. После этого поршень 46 движется обратно в нейтральное положение, в котором впускное 54 и выпускное 50 седла двухседельного клапана закрыты.
Если же в рабочем состоянии «привести в действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления» при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения в ответ на соответствующий сигнал стояночного тормоза должно быть установлено, например, меньшее давление на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, то управляющее давление в управляющей камере 42 понижается преимущественно за счет импульсов второго электромагнитного 2/2-распределителя 12.
Тогда поршень 46 движется в направлении управляющей камеры 42 и выпускает воздух из рабочей камеры 58 через выпускное седло 50 двухседельного клапана, пока снова не установится равновесие сил, после чего поршень 46 переходит в нейтральное положение.
Поскольку во время описанного выше управления давлением или его регулирования в управляющей 42 и рабочей 58 камерах, в общем, господствуют неодинаковые давления, и через первый дросселирующий элемент 30 в направлении более низкого давления всегда течет определенное количество воздуха, преимущественно результирующая из этого доля изменения давления в управляющей камере 42 компенсируется соответствующим импульсным управлением первым 10 или вторым 12 электромагнитным 2/2-распределителем. Это относится как повышению и понижению давления, так и к поддержанию давления, если в этот момент на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором не должно господствовать питающее или атмосферное давление.
Для создания рабочего состояния «движение» в ответ на соответствующий сигнал стояночного тормоза первый электромагнитный 2/2-распределитель 10 запитывается током, например, в течение более длительного времени. За счет этого в управляющую камеру 42 впускается воздух, даже если сначала небольшая часть направляемого распределителем 10 в управляющую камеру 42 воздуха вытекает через первый дросселирующий элемент 30 в рабочую камеру 58. Тогда давление в рабочей камере 58 возрастает быстрее, чем давление в управляющей камере 42, пока не превысит его. Тогда воздух по магистрали 26 обратной связи и через первый дросселирующий элемент 30 перетекает из рабочей камеры 58 в управляющую камеру 42, в результате чего процесс усиливается.
За счет этого поршень 46 стабильно оттесняется в свое нижнее, направленное к рабочей камере 58 конечное положение, так что он постоянно открывает впускное седло 54 двухседельного клапана и соединяет рабочую камеру 58 с питающим присоединением 2.
Поскольку управляющая камера 42 через первый дросселирующий элемент 30, рабочую камеру 58 и впускное седло 54 постоянно снабжается питающим давлением, также первый электромагнитный 2/2-распределитель 10 может быть обесточен, чтобы переключиться в свое положение запирания.
Для создания рабочего положения «паркование» второй электромагнитный 2/2-распределитель 12 в течение определенной продолжительности времени запитывается током. За счет этого из управляющей камеры 42 выпускается воздух, пока в ней не будет господствовать атмосферное давление. Тогда поршень 46 движется в направлении управляющей камеры 42 и выпускает воздух из рабочей камеры 58 через выпускное седло двухседельного клапана.
Нагружающая поршень 46 пружина 64 заботится о том, чтобы он двигался в свое верхнее конечное положение и остановился в нем, в результате чего выпускное седло 50 постоянно полностью открыто. Поскольку управляющая камера 42 через дросселирующий элемент 30, рабочую камеру 58 и открытое выпускное седло 50 постоянно соединена с атмосферой, второй электромагнитный 2/2-распределитель 10 может быть обесточен и, тем самым, приведен в свое положение запирания.
Чтобы при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения в любом случае стабильно принять состояние «паркование», предусмотрен второй дросселирующий элемент 65. Этим достигается то, что при прерывании подачи тока во время выполнения функции экстренного или вспомогательного торможения управляющее давление в управляющей камере 42 релейного клапана 18 падает, в результате чего падает также тормозное давление в тормозах с пружинным энергоаккумулятором, а вследствие этого может быть стабильно принято состояние «паркование».
Второй дросселирующий элемент 65 образован предпочтительно радиальным сквозным отверстием во внешней боковой стенке 68 поршня 46. При этом диаметр сквозного отверстия представляет собой проточное или дросселирующее сечение второго дросселирующего элемента 65. Вместо единственного сквозного отверстия 65 могут быть предусмотрены также несколько сквозных отверстий в боковой стенке 68, например распределенных по ее окружности.
Чтобы избежать непроизвольного отпускания затянутого парковочного тормоза при возможном возникновении неплотностей по сравнению с направляющей питающее давление областью, предусмотрен третий дросселирующий элемент 66. Он образован предпочтительно несколькими радиальными сквозными отверстиями во внешней боковой стенке 68 поршня 46, распределенными по ее окружности. При этом сумма диаметров сквозных отверстий представляет собой проточное или дросселирующее сечение третьего дросселирующего элемента 66. Вместо нескольких мелких сквозных отверстий 66 в боковой стенке 68 может быть предусмотрено также только одно большее сквозное отверстие.
При этом, если смотреть в направлении 70 осевого движения поршня 46, второй 65 и третий 66 дросселирующие элементы расположены друг за другом.
Далее на корпусе 44 релейного клапана закреплен элемент 67, который взаимодействует со вторым 65 и третьим 66 дросселирующими элементами таким образом, что в зависимости от положения поршня 46 внутри корпуса 44 релейного клапана управляющая камера 42 соединяется через дросселирующие элементы 65, 66 с воздуховыпускным каналом 56, или такое соединение перекрывается.
В частности, закрепленный на корпусе 44 релейного клапана элемент образован здесь, например, уплотнением 67 поршня, к которому плотно прилегает боковая стенка 68 поршня 46.
Как следует, в частности, из фиг. 2-4, область релейного клапана 18, находящаяся по эту сторону обращенного к управляющей камере 42 конца 72 уплотнения 67 поршня, находится в соединении с управляющей камерой 42.
Если затем образующее второй дросселирующий элемент сквозное отверстие 65, по меньшей мере, частично выдается, если смотреть в направлении 70 осевого движения поршня 46, за обращенный к управляющей камере 42 конец 72 уплотнения 67 поршня в направлении управляющей камеры 42, то управляющая камера 42 соединена или соединяется через второй дросселирующий элемент 65 с воздуховыпускным каналом 56 (фиг. 2), который показывает положение выпуска воздуха поршнем 46 в состоянии «паркование». В положении выпуска воздуха поршнем 46 выпускное седло 50 полностью открыто, а впускное седло 54 – полностью закрыто.
Тогда возникает обозначенное стрелкой 74 на фиг. 2 проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 через сквозное отверстие 65, здесь, например, косое поперечное отверстие 76 в поршне 46 и открытое выпускное седло 50 двухседельного клапана.
То же относится и к показанному на фиг. 3 промежуточному положению поршня 46, которое соответствует состоянию «привести в действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления» при выполнении функции экстренного или вспомогательного торможения. Тогда либо для повышения усилия стояночного тормоза выпускное седло 50 частично открывается, а впускное седло 54 полностью закрывается, либо для уменьшения усилия стояночного тормоза выпускное седло 50 полностью закрывается, а впускное седло 54 частично открывается. По истечении определенного времени в результате устанавливающегося тогда равновесия сил на поршне 46 выпускное 50 и впускное 54 седла закрываются.
Если же в показанном на фиг. 4 положении впуска воздуха поршнем 46 принимается состояние «движение», и поршень 46 для (полного) открывания впускного седла 54 и для (полного) закрывания выпускного седла 50 движется вниз, то образующее второй дросселирующий элемент сквозное отверстие 65 закрывается концом 72 уплотнения 67 поршня, так что проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 перекрывается вторым дросселирующим элементом.
Следовательно, проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 возможно только в состояниях «паркование» и «привести в действие парковочный тормоз с определенным значением тормозного давления», но не в состоянии «движение».
Показанное на фиг. 3 промежуточное положение поршня 46 находится, если смотреть в направлении осевого движения поршня 46, между положением выпуска воздуха на фиг. 2 («паркование») и положением впуска воздуха на фиг. 4 («движение»).
Далее образованное вторым дросселирующим элементом 65 проточное сечение меньше образованного первым дросселирующим элементом 30 проточного сечения. Вследствие этого во время экстренного или вспомогательного торможения в случае прерывания подачи тока, когда продолжало бы действовать электрически установившееся в последний раз тормозное давление, это тормозное давление может упасть до давления затяжки тормоза с пружинным энергоаккумулятором, в результате чего даже при прерывании подачи тока во время экстренного или вспомогательного торможения стабильно принимается состояние «паркование». Этим устраняются описанные выше в отношении случая b) проблемы.
Показанное на фиг. 2 положение выпуска воздухом поршня 46 («паркование») характеризуется, следовательно, тем, что выпускное седло 50 полностью открыто, а впускное седло 54 полностью закрыто, в результате чего на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, соответствующее давлению его прижима, с которым он полностью прижат.
Показанное на фиг. 4 положение впуска воздуха поршня 46 («движение»), напротив, характеризуется тем, что впускное седло 54 полностью открыто, а выпускное седло 54 полностью закрыто, в результате чего на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, соответствующее давлению его отпускания, с которым он полностью отпущен.
Показанное на фиг. 3 промежуточное положение поршня 46 характеризуется тем, что на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, которое больше давления прижима, однако меньше давления отпускания.
Что касается третьего дросселирующего элемента 66 или образующих его сквозных отверстий, то они расположены на фиг. 1-4 под образующим второй дросселирующий элемент 65 сквозным отверстием таким образом, что может возникнуть проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 через третий дросселирующий элемент 66 и поперечное отверстие 76, как обозначено стрелкой 78 на фиг. 2, в положении выпуска воздуха поршня 46, соответствующем состоянию «паркование».
Поскольку дополнительно образованное третьим дросселирующим элементом 66 проточное сечение больше образованного первым дросселирующим элементом 30 проточного сечения, в состоянии «паркование», т.е. в положении выпуска воздуха поршня 46, можно избежать непроизвольного отпускания затянутого парковочного тормоза при возможном возникновении неплотностей, например, впускного клапана 10 (первого электромагнитного 2/2-распределителя).
Поскольку, однако, третий дросселирующий элемент 66 в виде сквозных отверстий 66 только в положении выпуска воздуха поршня 46 и потому в состоянии «паркование» не закрыт концом 72 уплотнения 67 поршня, в случае экстренного или вспомогательного торможения и уже в состоянии «движение» проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 через третий дросселирующий элемент 66 возможно исключительно в состоянии «паркование», но не в случае экстренного или вспомогательного торможения (фиг. 3) и не в состоянии «движение» (фиг. 4).
Поршень 46 со вторым 65 и третьим 66 дросселирующими элементами, выполненными соответственно в виде сквозных отверстий в его боковой стенке 68, образует поэтому золотник золотникового клапана, причем в зависимости от положения поршня 46 по отношению к концу 72 его уплотнения 67 проточное соединение между управляющей камерой 42 и воздуховыпускным каналом 56 возникает или не возникает. При этом в зависимости от положения поршня 46 конец закрепленного на корпусе 44 релейного клапана уплотнение 67 поршня открывает или закрывает второй дросселирующий элемент 65 и/или третий дросселирующий элемент 66.
В случае если посредством электропневматического устройства 1 управления парковочным тормозом предусмотрено управление управляющим клапаном прицепа, то оно может быть выполнено таким образом, что давление на присоединении 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором одновременно направляется к присоединению для управляющего клапана прицепа.
Согласно одному варианту, электронное устройство 14 управления выполнено таким образом, что оно на основе представляющего фактическое давление сигнала и представляющего значение заданного давления сигнала стояночного тормоза осуществляет сравнение фактического и заданного давлений в процессе регулирования давления и/или контроль достоверности давления и/или определение имеющегося на питающем присоединении питающего давления.
В случае если, например, к рабочему выходу 28 релейного клапана 18 подключен датчик 88 давления и, тем самым, может соединяться или соединен также с присоединением 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором или с присоединением для управляющего клапана прицепа, то там можно определить фактическое давление, а по нему – рабочее состояние, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором (отпущен, прижат или частично отпущен или прижат). То же относится тогда к рабочему состоянию тормозов прицепа, которое определяется по фактическому давлению на присоединении для управляющего клапана прицепа. Далее может быть реализован контур регулирования давления, в котором электромагнитное клапанное устройство 8 в сочетании с релейным клапаном 18 образует исполнительные органы. Если используется исключительно датчик 88 давления, то регулятор давления обнаруживает отклонения давления только тогда, когда уже возникло отклонение рабочего выходного давления релейного клапана 18. Это может привести к повышенному расходу сжатого воздуха.
Если датчик 88 давления соединяется с управляющим входом 20 релейного клапана 18, то можно очень быстро определить отрегулированное электромагнитными 2/2- распределителями 10, 12 фактическое давление, что выражается в высокой динамике контура регулирования давления. Кроме того, можно определить также рабочее состояние, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором (отпущен, прижат или частично отпущен или прижат), а также господствующее там фактическое тормозное давление, правда, с меньшей точностью по сравнению с использованием датчика 88 давления, поскольку характер срабатывания и гистерезис релейного клапана 18 входят как ошибки. То же относится тогда к рабочему состоянию тормозов прицепа. Особенно предпочтительным при использовании датчика 88 давления является то, что регулятор давления может настолько точно отрегулировать отклонения давления в управляющей камере 42, что они еще не приведут к отклонению давления на рабочем выходе релейного клапана.
В случае если первый датчик 88 давления соединяется с рабочим выходом 28, а второй датчик 89 давления – с управляющим входом 20 релейного клапана 18, это обеспечивает обнаружение ошибок посредством контроля достоверности. Например, значения фактического давления первого 88 и второго 89 датчиков давления в зависимости от рабочего состояния с учетом определенных допусков должны находиться в определенном соотношении между собой. При этом обнаружение или контроль ошибок проводится быстро, полностью и в нескольких рабочих состояниях. Далее возможно более быстрое регулирование давления с меньшим расходом сжатого воздуха, чем если бы только один датчик 88 давления был расположен на рабочем выходе 28 релейного клапана 18 или более точное регулирование рабочего выходного давления, чем если бы только один датчик 89 давления был расположен на управляющем входе 20 релейного клапана 18.
Согласно одному варианту, релейный клапан 18, первое электромагнитное клапанное устройство 8 (первый 10 и второй 12 электромагнитные 2/2-распределители), обратный клапан 4, первый дросселирующий элемент 30, электронное устройство 14 управления, а также питающее присоединение 2, присоединение 40, по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и присоединение 32 для сигналов стояночного тормоза могут быть выполнены в виде одного конструктивного блока, который представляет собой расширяемый основной модуль. В него или в конструктивный блок 92 может быть интегрирован, по меньшей мере, один датчик 88 и/или 89 давления. Далее в конструктивный блок интегрированы, разумеется, также электрические и пневмопроводы, которые электрически или пневматически соединяют между собой названные компоненты. Конструктивный блок или основной модуль может содержать единственный корпус или состоять из нескольких разъемно или неразъемно соединенных между собой корпусов или частей корпусов.
Следует еще упомянуть о том, что объединение электропневматического устройства управления парковочным тормозом с другой, электронно-управляемой системой транспортного средства в один конструктивный блок может быть предпочтительным, поскольку может быть предусмотрено одно общее электронное устройство управления. В частности, объединение с установкой подготовки воздуха дает свои преимущества, поскольку здесь также может отпасть питающая магистраль к электропневматическому устройству управления парковочным тормозом.
Комбинация признаков разных вариантов осуществления изобретения также возможна.
Перечень ссылочных позиций
1 – устройство управления тормозом
2 – питающее присоединение
4 – обратный клапан
6 – питающая магистраль
8 – электромагнитное клапанное устройство
10 – первый электромагнитный 2/2-распределитель
12 – второй электромагнитный 2/2-распределитель
14 – устройство управления
16 – питающий вход
18 – релейный клапан
20 – управляющий вход
22 – управляющая магистраль
24 – сток давления
26 – магистраль обратной связи
28 – рабочий выход
30 – первый дросселирующий элемент
32 – присоединения для сигналов стояночного тормоза
34 – сигнальная магистраль
36 – датчик сигналов стояночного тормоза
38 – рабочая магистраль
40 – присоединение для тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором
42 – управляющая камера
44 – корпус релейного клапана
46 – поршень
48 – тело клапана
50 – выпускное седло
52 – манжета
54 – впускное седло
56 – воздуховыпускной канал
58 – рабочая камера
60 – питающая камера
62 – пружина манжеты
64 – пружина поршня
65 – второй дросселирующий элемент
66 – третий дросселирующий элемент
67 – уплотнение поршня
68 – боковая стенка
70 – осевое направление движения
72 – конец
74 – стрелка
76 – поперечное отверстие
78 – стрелка
88 – первый датчик давления
89 – второй датчик давления
1. Электропневматическое устройство (1) управления парковочным тормозом для управления стояночным тормозом, содержащим, по меньшей мере, один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором, содержащее
а) присоединение (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором,
б) электромагнитное клапанное устройство (8), управляемое посредством электронного устройства (14) управления,
б) релейный клапан (18), пневматический управляющий вход (20) которого соединен с одной стороны с электромагнитным клапанным устройством (8), а с другой стороны – с рабочим выходом (28) релейного клапана (18) и с присоединением (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором,
в) питающее присоединение (2), по меньшей мере, для одного ресивера со сжатым воздухом, соединенное с одной стороны с первым электромагнитным клапанным устройством (8), а с другой стороны – с питающим входом (16) релейного клапана (18),
г) магистраль (26) обратной связи, посредством которой рабочий выход (28) и пневматический управляющий вход (20) релейного клапана (18) соединены между собой, причем
д) релейный клапан (18) содержит соединенную с пневматическим управляющим входом (20) управляющую камеру (42), по меньшей мере, один управляемый давлением в управляющей камере (42), приводящий в действие двухседельный клапан (50, 54) поршень (46) и соединенную с рабочим выходом (28) рабочую камеру (58), причем поршень (46) расположен внутри корпуса (44) релейного клапана и ограничивает управляющую камеру (42) и рабочую камеру (58), а двухседельный клапан (50, 54) включает в себя, по меньшей мере, одно впускное седло (54) и, по меньшей мере, одно выпускное седло (50), причем при открытом выпускном седле (50) рабочая камера (58) соединена с воздуховыпускным каналом (56), а при открытом впускном седле (54) – с питающим входом (16), причем
е) в магистрали (26) обратной связи расположен, по меньшей мере, один первый дросселирующий элемент (30) таким образом, что рабочий выход и пневматический управляющий вход (20) релейного клапана (18) находятся между собой всегда в дросселированном проточном соединении, причем
ж) управляющая камера (42) релейного клапана (18) через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) соединена с воздуховыпускным каналом (56), а именно исключительно тогда, когда поршень (46) находится в положении выпуска воздуха или в промежуточном положении, причем, однако, соединение управляющей камеры (42) с воздуховыпускным каналом (56) через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) прервано, когда поршень (46) находится в положении впуска воздуха, причем
ж1) положение выпуска воздуха поршня (46) внутри корпуса (44) релейного клапана характеризуется тем, что выпускное седло (50) полностью открыто, а впускное седло (54) двухседельного клапана полностью закрыто, и за счет этого на присоединении (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, соответствующее давлению прижима, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, при котором он полностью прижат, и причем
ж2) положение впуска воздуха поршня (46) внутри корпуса (44) релейного клапана характеризуется тем, что впускное седло (54) полностью открыто, а выпускное седло (50) полностью закрыто, и за счет этого на присоединении (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, соответствующее давлению отпускания, по меньшей мере, одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором, при котором он полностью отпущен, и причем
ж3) промежуточное положение поршня (46) внутри корпуса (44) релейного клапана характеризуется тем, что на присоединении (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором имеется давление, которое больше давления прижима, однако меньше давления отпускания, отличающееся тем, что
з) управляющая камера (42) релейного клапана (18) через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) соединена с воздуховыпускным каналом (56), а именно исключительно тогда, когда поршень (46) находится в положении выпуска воздуха, причем, однако, соединение управляющей камеры (42) и воздуховыпускного канала (56) через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) прервано, когда поршень (46) находится в положении впуска воздуха или в промежуточном положении, и причем
и) образованное, по меньшей мере, одним третьим дросселирующим элементом (66) проточное сечение больше проточного сечения, образованного, по меньшей мере, одним первым дросселирующим элементом (30), а
к) образованное, по меньшей мере, одним вторым дросселирующим элементом (65) проточное сечение меньше проточного сечения, образованного, по меньшей мере, одним первым дросселирующим элементом (30).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) и/или, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) имеют, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в стенке поршня (46), при этом предусмотрен закрепленный на корпусе (44) релейного клапана элемент (67), выполненный с возможностью взаимодействия, по меньшей мере, с одним вторым дросселирующим элементом (65) и/или, по меньшей мере, с одним третьим дросселирующим элементом (66) таким образом, что в зависимости от положения поршня (46) внутри корпуса (44) релейного клапана управляющая камера (42) через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) и/или через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) соединяется с воздуховыпускным каналом, или такое соединение перекрывается.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дросселирующее сечение, по меньшей мере, одного второго дросселирующего элемента (65) и/или дросселирующее сечение, по меньшей мере, одного третьего дросселирующего элемента (66) образовано, по меньшей мере, одним сквозным отверстием.
4. Устройство по п. 2 или 3, отличающееся тем, что область по эту сторону обращенного к управляющей камере (42) конца (72) закрепленного на корпусе (44) релейного клапана элемента (67) находится в соединении с управляющей камерой (42), причем
а) если, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, по меньшей мере, частично выдается за конец (72) в направлении управляющей камеры (42), то управляющая камера (42) через, по меньшей мере, один второй дросселирующий элемент (65) и/или через, по меньшей мере, один третий дросселирующий элемент (66) соединяется с воздуховыпускным каналом (56), и
б) если, по меньшей мере, одно сквозное отверстие не выдается за конец (72) в направлении управляющей камеры (42), то такое соединение перекрывается.
5. Устройство по любому из пп. 2-4, отличающееся тем, что закрепленный на корпусе (44) релейного клапана элемент (67) содержит, по меньшей мере, одно закрепленное на корпусе (44) релейного клапана уплотнение поршня, к которому прилегает боковая стенка поршня (46), в которой выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что поршень (46) нагружен пружинящим средством (64) в положение выпуска воздуха.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что электронное устройство (14) управления соединено с электрическим присоединением (32) для электрического датчика (36) сигналов стояночного тормоза, посредством которого сигналы стояночного тормоза подаются в электронное устройство (14) управления.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что электромагнитное клапанное устройство (8) образовано двумя электромагнитными 2/2-распределителями (10, 12, 30) с соответственно одним положением запирания и одним положением пропускания, причем первый электромагнитный 2/2-распределитель (10) в качестве впускного клапана включен между управляющим входом (20) релейного клапана (18) и питающим присоединением (2), а второй электромагнитный 2/2-распределитель (12) – между управляющим входом (20) релейного клапана (18) и стоком (24) давления.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что первый электромагнитный 2/2-распределитель (10) и второй электромагнитный 2/2-распределитель (12) имеют соответственно обесточенное положение запирания и под током положение пропускания.
10. Устройство по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что при подаче в электронное устройство (14) управления или формировании в электронном устройстве (14) управления сигнала стояночного тормоза, представляющего состояние «движение», второй электромагнитный 2/2-распределитель (12) выполнен с возможностью включения электронным устройством (14) управления в положение запирания, а первый электромагнитный 2/2-распределитель (10) – сначала в положение пропускания, а затем в положение запирания.
11. Устройство по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что при подаче в электронное устройство (14) управления или формировании в электронном устройстве (14) управления сигнала, представляющего состояние «привести в действие стояночный тормоз с определенным значением тормозного давления», электронное устройство (14) управления в зависимости от соответствующего значения тормозного давления выполнено с возможностью включения первого электромагнитного 2/2-распределителя (10) и/или второго электромагнитного 2/2-распределителя (12) в положение запирания или в положение пропускания.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что электронное устройство (14) управления выполнено с возможностью включения первого электромагнитного 2/2-распределителя (10) и/или второго электромагнитного 2/2-распределителя (12) попеременно или импульсно в положение запирания и в положение пропускания.
13. Устройство по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что при подаче в электронное устройство (14) управления или формировании в электронном устройстве (14) управления сигнала стояночного тормоза, представляющего состояние «паркование» или «торможение стояночным тормозом», электронное устройство (14) управления выполнено с возможностью включения первого электромагнитного 2/2-распределителя (10) в положение запирания, а второго электромагнитного 2/2-распределителя (12) – сначала в положение пропускания, а затем в положение запирания.
14. Устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один датчик (88) давления соединен с присоединением (40), по меньшей мере, для одного тормозного цилиндра с пружинным энергоаккумулятором и/или, по меньшей мере, один датчик (89) давления соединен с управляющим входом (20) релейного клапана (18), выполненный с возможностью подачи в электронное устройство (14) управления сигнала, представляющего фактическое давление.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что электронное устройство (14) управления выполнено с возможностью проведения на основе сигнала, представляющего фактическое давление, и сигнала, представляющего значение заданного давления, сравнения заданного и фактического давлений в процессе регулирования давления и/или контроля достоверности давления и/или определения имеющегося на питающем присоединении (2) питающего давления.
16. Устройство по любому из пп. 1-15, отличающееся тем, что питающее присоединение (2) защищено обратным клапаном (4).
17. Тормозная система транспортного средства, в частности электропневматическое парковочное тормозное устройство, содержащее электропневматическое устройство (1) управления парковочным тормозом, по меньшей мере, по любому из пп. 1-16.
