КЛАПАН, СИСТЕМА И СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VALVE, SYSTEM AND METHOD OF VEHICLE BRAKING

Уровень техники
[0001] Настоящее изобретение относится к управлению тормозной системой транспортного средства. Оно находит отдельное применение в сочетании с достижением баланса тормозных сил для рабочих тормозов в независимых пневматических системах на транспортном средстве и будет описано с конкретной ссылкой на них. Понятно, однако, что изобретение также является пригодным для других прикладных задач.
[0002] "Баланс тормозных сил" ссылается на протекание текучей среды под давлением через пневматическую тормозную систему транспортного средства ко всем тормозным актуаторам, так что, когда оператор (например, водитель) транспортного средства нажимает педаль тормоза, чтобы создавать сигнал управления пневматическим тормозом (например, пневматически инициируемое торможение), количество работы, выполняемой каждым тормозом, балансируется в целом по транспортному средству и между первичным и вторичным пневматическими тормозными контурами. Для инициированного системой торможения (например, электронно инициированного торможения, используемого как часть системы адаптивного круиз-контроля, поперечной устойчивости и противопробуксовочных тормозных систем) с помощью текущей технологии первичный и вторичный тормозные контуры активируются отдельно. Следовательно, баланс тормозных сил не достигается в настоящее время с помощью инициированного системой торможения.
[0003] Настоящее изобретение предоставляет новое и улучшенное устройство и способ, которые устраняют вышеупомянутые проблемы.
Сущность изобретения
[0004] В одном аспекте настоящего изобретения предполагается, что клапан включает в себя электрический порт, выполненный с возможностью приема электронного управляющего сигнала, и/или пневматическое регулировочное отверстие (пневматический управляющий порт), выполненное с возможностью приема инициированного оператором пневматического управляющего сигнала. Клапан также включает в себя пневматическое нагнетательное отверстие. Пневматическое нагнетательное отверстие приспосабливается для передачи пневматической текучей среды, на основе принятого электронного управляющего сигнала и/или принятого пневматического управляющего сигнала, из второго независимого источника, чтобы управлять i) вторым соотвествующим рабочим тормозом и ii) подачей пневматической текучей среды из первого независимого источника для управления первым соответствующим рабочим тормозом.
Краткое описание чертежей
[0005] На сопровождающих чертежах, которые содержатся в и составляют часть спецификации, иллюстрируются варианты осуществления изобретения, которые, вместе с общим описанием изобретения, предоставленным выше, и подробным описанием, предоставленным ниже, служат для приведения в пример вариантов осуществления этого изобретения.
[0006] Фиг. 1 иллюстрирует схематичное представление транспортного средства, включающего в себя систему управления торможением в соответствии с одним вариантом осуществления устройства, иллюстрирующее принципы настоящего изобретения; и
[0007] Фиг. 2 - это примерная методология торможения транспортного средства с помощью системы управления торможением на фиг. 1 в соответствии с одним вариантом осуществления, иллюстрирующим принципы настоящего изобретения.
Подробное описание иллюстрированного варианта осуществления
1,2
1,2
[0008] Со ссылкой на фиг. 1 упрощенная схема компонентов иллюстрирует транспортное средство 10, включающее в себя примерную тормозную систему 12 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Тормозная система 12 включает в себя по меньшей мере один первый рабочий тормоз 14 и по меньшей мере один второй рабочий тормоз 16. В иллюстрированном варианте осуществления существуют два (2) первых рабочих тормоза 14 (совокупно, 14) и два (2) вторых рабочих тормоза 16 (совокупно, 16). Первые рабочие тормоза 14 включены в первый пневматический контур 20, а вторые рабочие тормоза 16 включены во второй пневматический контур 22. Предполагается, что первый пневматический контур 20 является пневматически независимым от второго пневматического контура 22.
Первый пневматический контур 20 может называться "первичным" пневматическим контуром, а второй пневматический контур 22 может называться "вторичным" пневматическим контуром. Первый пневматический контур 20 может быть связан с задними рабочими тормозами (например, первыми рабочими тормозами 14), а второй пневматический контур 22 может быть связан с передними рабочими тормозами (например, вторыми рабочими тормозами 16).
[0009] Первый резервуар 24 (например, бачок) содержится как часть первого пневматического контура 20. Второй резервуар 26 (например, бачок) содержится как часть второго пневматического контура 22. Пневматическая текучая среда (например, воздух) хранится в каждом из первого резервуара 24 и второго резервуара 26. Хотя не иллюстрировано, используется по меньшей мере один компрессор, чтобы пополнять пневматическую текучую среду, после того как она используется из первого резервуара 24 и второго резервуара 26.
[0010] Операторский клапан 30 пневматического тормоза включает в себя актуатор 32 (например, ножную педаль тормоза), приводимый в действие оператором транспортного средства 10, когда желательно замедлять транспортное средство 10 и/или поддерживать транспортное средство 10 в остановленном положении. Тормозной операторский клапан 30 включает в себя пневматически независимые впускные отверстия 34, 36, которые сообщаются по текучей среде с первым и вторым резервуарами 24, 26, соответственно, и пневматически независимые нагнетательные отверстия 40, 42, которые поддерживают пневматическую независимость первого пневматического контура 20 и второго пневматического контура 22. Соответствующие давления пневматической текучей среды, передаваемой от впускных отверстий 34, 36 к нагнетающим отверстиям 40, 42, основываются на величине, на которую оператор транспортного средства 10 нажимает педаль 32 тормоза (например, уровень срабатывания педали 32 тормоза). Например, в одном примере, соответствующие давления пневматической текучей среды, передаваемой от впускных отверстий 34, 36 к нагнетательным отверстиям 40, 42, основываются (например, пропорциональны) на величине, на которую оператор транспортного средства 10 нажимает (например, задействует) педаль 32 тормоза. Тормозной операторский клапан 30 доставляет соответствующие пневматические управляющие сигналы от нагнетательных отверстий 40, 42, когда инициируется, например, оператором транспортного средства 10. Рабочие тормоза 14, 16 срабатывают на основе соответствующих пневматических управляющих сигналов из нагнетательных отверстий 40, 42. Поскольку рабочие тормоза 14, 16 задействуются на основе пневматических управляющих сигналов, результирующее торможение называется пневматически инициированным торможением.
[0011] Электронный блок 44 управления (ECU) выполнен с возможностью передачи электронного управляющего сигнала, когда инициируется автоматической тормозной системой на транспортном средстве 10, чтобы замедлять транспортное средство 10 и/или поддерживать транспортное средство 10 в остановленном положении (например, электронно инициированное торможение). Например, ECU 44 включает в себя электронный входной порт 46, который принимает электронный сигнал от автоматической тормозной системы, например, через шину 50 связи в транспортном средстве 10. ECU 44 также включает в себя электронный выходной порт 52, который передает (например, доставляет) электронный управляющий сигнал, когда инициируется посредством автоматической тормозной системы.
[0012] Регулировочный клапан 60 включает в себя по меньшей мере одно пневматическое регулировочное отверстие 62, которое сообщается по текучей среде с нагнетательными отверстиями 40, 42. В иллюстрированном варианте осуществления регулировочный клапан 60 включает в себя единственное пневматическое регулировочное отверстие 62, которое сообщается по текучей среде с одним (1) из нагнетательных отверстий 40, 42. Более конкретно, пневматическое регулировочное отверстие 62 может сообщаться по текучей среде либо с первичным пневматическим контуром 20, либо вторичным пневматическим контуром 22. Например, в варианте осуществления, иллюстрированном на фиг. 1, пневматическое регулировочное отверстие 62 сообщается по текучей среде с нагнетательным отверстием 42 и, следовательно, резервуаром 26 и вторичным пневматическим контуром 22. Другие варианты осуществления, в которых пневматическое давление, сообщаемое пневматическому регулировочному отверстию 62, основывается на обоих пневматических давлениях в нагнетательных отверстиях 40, 42, также учитывается (например, более высокое из пневматических давлений в нагнетательных отверстиях 40, 42 сообщается по текучей среде пневматическому регулировочному отверстию 62, например, через двойной обратный клапан (не иллюстрирован)).
[0013] Регулировочный клапан 60 также включает в себя пневматическое впускное отверстие 64 и пневматическое нагнетательное отверстие 66. Пневматическое впускное отверстие 64 сообщается по текучей среде с одним из резервуаров 24, 26. В иллюстрированном варианте осуществления пневматическое впускное отверстие 64 сообщается по текучей среде с резервуаром 26. Пневматическое нагнетательное отверстие 66 сообщается по текучей среде либо с первым рабочим тормозом 14, либо вторым рабочим тормозом 16. В варианте осуществления, иллюстрированном на фиг. 1, пневматическое нагнетательное отверстие 66 сообщается по текучей среде со вторым рабочим тормозом 16.
[0014] Регулировочный клапан 60 также включает в себя электронный управляющий порт 70, который электронно сообщается с электронным выходным портом 52 ECU 44. Как обсуждается более подробно ниже первый рабочий тормоз 14 и/или второй рабочий тормоз 16 управляется на основе первого пневматического давления в пневматическом регулировочном отверстии 62 и/или электронного сигнала в электронном управляющем порте 70.
[0015] Релейный клапан 72 включает в себя пневматическое регулировочное отверстие 74, которое сообщается по текучей среде с нагнетательным отверстием 66 регулировочного клапана 60, пневматическое впускное отверстие 76, которое сообщается по текучей среде с первым резервуаром 24 или вторым резервуаром 26, и пневматическое нагнетательное отверстие 80, которое сообщается по текучей среде с первым рабочим тормозом 14 или вторым рабочим тормозом 16. Поскольку нагнетательное отверстие 66 регулировочного клапана 60 сообщается по текучей среде с пневматическим регулировочным отверстием 74 релейного клапана 72 и вторым рабочим тормозом 16, нагнетательное отверстие 66 регулировочного клапана 60 называется общим нагнетательным отверстием. Как обсуждается более подробно ниже, первый рабочий тормоз 14 и/или второй рабочий тормоз 16 управляется на основе второго пневматического давления в пневматическом регулировочном отверстии 74.
[0016] Следует понимать, что, если нагнетательное отверстие 66 регулировочного клапана 60 сообщается по текучей среде со вторым рабочим тормозом 16, нагнетательное отверстие 80 релейного клапана 72 сообщается по текучей среде с первым рабочим тормозом 14 (как иллюстрировано на фиг. 1).
Наоборот, в другом варианте осуществления, если нагнетательное отверстие 66 регулировочного клапана 60 сообщается по текучей среде с первым рабочим тормозом 14, нагнетательное отверстие 80 релейного клапана 72 сообщается по текучей среде со вторым рабочим тормозом 16.
[0017] Следует понимать, что, если нагнетательное отверстие 64 регулировочного клапана 60 сообщается по текучей среде со вторым резервуаром 26, нагнетательное отверстие 76 релейного клапана 72 сообщается по текучей среде с первым резервуаром 24 (как иллюстрировано на фиг. 1). Наоборот, в другом варианте осуществления, если нагнетательное отверстие 64 регулировочного клапана 60 сообщается по текучей среде с первым резервуаром 24, нагнетательное отверстие 76 релейного клапана 72 сообщается по текучей среде со вторым резервуаром 26.
[0018] Во время пневматически инициируемого торможения (например, когда оператор транспортного средства инициирует торможение транспортного средства 10, нажимая педаль 32 тормоза), тормозной операторский клапан 30 доставляет инициированный оператором пневматический управляющий сигнал из нагнетательного отверстия 42 к пневматическому регулировочному отверстию 62 регулировочного клапана 60. Аналогично, во время электронно инициированного торможения (например, когда автоматическая тормозная система транспортного средства инициирует торможение), электронный выходной порт 52 для ECU 44 доставляет электронный управляющий сигнал в электронный управляющий порт 70 регулировочного клапана 60.
[0019] В иллюстрированном варианте осуществления регулировочный клапан 60 приспосабливается передавать пневматическую текучую среду, на основе принятого инициированного оператором пневматического управляющего сигнала и/или принятого электронного управляющего сигнала, из второго независимого пневматического источника (например, второго резервуара 26), чтобы управлять i) вторым рабочим тормозом 16 и ii) подачей пневматической текучей среды из первого независимого пневматического источника (например, первого резервуара 24) для управления первым рабочим тормозом 14. Например, регулировочный клапан 60 приспосабливается передавать пневматическую текучую среду из резервуара 26 к указанному по меньшей мере одному второму рабочему тормозу 16 и пневматическому регулировочному отверстию 74 релейного клапана 72, через нагнетательное отверстие 66, когда по меньшей мере один из инициированного оператором пневматического управляющего сигнала принимается в пневматическом регулировочном отверстии 62, и инициированный системой электронный управляющий сигнал принимается в электронном управляющем порте 70.
[0020] Если регулировочный клапан 60 передает пневматическую текучую среду на основе инициированного оператором пневматического управляющего сигнала, принятого в пневматическом регулировочном отверстии 62, пневматическая текучая среда, переданная из нагнетательного отверстия 66, основывается на и, в одном варианте осуществления, является пропорциональной давлению пневматической текучей среды в пневматическом регулировочном отверстии 62.
[0021] Если регулировочный клапан 60 передает текучую среду на основе инициированного системой электронного управляющего сигнала, принятого в электронном управляющем порте 70, пневматическая текучая среда, передаваемая из нагнетательного отверстия 66, модулируется согласно профилю торможения системы (например, согласно профилю торможения адаптивной системы круиз-контроля, профилю торможения для поперечной устойчивости, профилю торможения противопробуксовочной системы, профилю торможения для смягчения столкновения и т.д.).
Следовательно, первый рабочий тормоз 14 и второй рабочий тормоз 16 применяются согласно профилю торможения системы (например, применения первого рабочего тормоза 14 и второго рабочего тормоза 16 являются модулированными).
[0022] Второе давление пневматической текучей среды в нагнетательном отверстии 66, которое управляет вторым рабочим тормозом 16, и которое передается пневматическому регулировочному отверстию 74 релейного клапана 72, находится в пределах предварительно определенного перепада давления (например, между приблизительно 2 фунт/кв.дюйм и приблизительно 5 фунт/кв.дюйм и, в одном примере, приблизительно 3 фунт/кв.дюйм) для первого давления пневматической текучей среды, передаваемой из пневматического нагнетательного отверстия 80 релейного клапана 72 для управления первым рабочим тормозом 14 в течение, например, периода торможения с устойчивым состоянием. Баланс тормозных сил достигается между по меньшей мере одним первым рабочим тормозом 14 и по меньшей мере одним вторым рабочим тормозом 16, в то время как первое давление находится в пределах предварительно определенного перепада давления для второго пневматического давления в течение, например, периода торможения с устойчивым состоянием. Баланс тормозных сил ссылается на первое давление пневматической текучей среды, управляющей первым рабочим тормозом 14, находящееся в пределах предварительно определенного перепада давления для второго давления пневматической текучей среды, управляющей вторым рабочим тормозом 16, в течение периода торможения с устойчивым состоянием. Перепад давления поддерживается как для пневматического, так и электронно инициированного торможения.
[0023] В одном варианте осуществления первое давление пневматической текучей среды, управляющей первым рабочим тормозом 14, основывается на втором давлении пневматической текучей среды, передаваемой из нагнетательного отверстия 66 регулировочного клапана 60 и принимаемой в пневматическом регулировочном отверстии 74 релейного клапана 72.
[0024] Хотя регулировочный клапан 60 и релейный клапан 72 иллюстрируются как отдельные устройства, следует понимать, что рассматриваются другие варианты осуществления, в которых регулировочный клапан 60 и релейный клапан 72 объединены в единое устройство 82. Пневматическое регулировочное отверстие 62, пневматическое впускное отверстие 64, нагнетательное отверстие 66, электронный управляющий порт 70 и нагнетательное отверстие 80 единого устройства 82 действуют, как обсуждалось выше.
[0025] В вариантах осуществления, обсужденных выше, регулировочный клапан 60 и релейный клапан 72 действуют как средство для управления и балансировки, которое i) управляет применением первого рабочего тормоза 14 в первом независимом пневматическом контуре 20 и применением второго рабочего тормоза 16 во втором независимом пневматическом контуре 22, на основе одного из инициированного оператором пневматического управляющего сигнала, принимаемого в пневматическом регулировочном отверстии 62, и электронного управляющего сигнала, принимаемого в электронном управляющем порте 70, и ii) балансирует первое давление пневматической текучей среды в пневматическом нагнетательном отверстии 66, используемом для применения первого рабочего тормоза 14, со вторым давлением пневматической текучей среды, используемым для применения второго рабочего тормоза 16.
[0026] Со ссылкой на фиг. 2 иллюстрируется примерная методология системы, показанной на фиг. 1, для управления тормозной системой 12 транспортного средства 10. Как иллюстрировано, блоки представляют функции, действия и/или события, выполняемые в них. Будет понятно, что электронные и программные системы подразумевают динамические и гибкие процессы, так что иллюстрированные блоки и описанные последовательности операций могут выполняться в различных последовательностях. Также будет понятно обычному специалисту в области техники, что элементы, осуществленные как программное обеспечение, могут быть реализованы с помощью различных подходов программирования, таких как машинный язык, процедурные, объектно-ориентированные или использующие искусственный интеллект алгоритмы. Дополнительно будет понятно, что, если желательно и подходит, некоторое или все программное обеспечение может быть осуществлено как часть операционной системы устройства.
[0027] Со ссылкой на фиг. 1 и 2, способ управления тормозной системой 12 начинается на этапе 110. Затем, на этапе 112, i) инициированный оператором пневматический управляющий сигнал пневматической текучей среды принимается из второго резервуара 26 пневматической текучей среды в пневматическом регулировочном отверстии 62 клапана и/или ii) инициированный системой электронного управляющего сигнала принимается в электрическом управляющем порте 70. Выполняется определение, на этапе 114, какой из инициированного оператором пневматического управляющего сигнала и/или инициированного системой электронного управляющего сигнала обрабатывать. Например, в одном варианте осуществления, первый сигнал, который должен быть принят посредством регулировочного клапана 60, обрабатывается. В другом варианте осуществления, если оба сигнала принимаются в пределах предварительно определенного времени (например, 0,5 секунд) друг от друга, инициированный оператором пневматический управляющий сигнал получает приоритет над инициированным системой электронным управляющим сигналом.
[0028] На этапе 116 первый рабочий тормоз 14 и второй рабочий тормоз 16 управляются, на основе управляющего сигнала, выбранного на этапе 114, с помощью пневматической текучей среды из второго резервуара 26 для пневматической текучей среды.
[0029] В одном варианте осуществления, этап 116 управления первым рабочим тормозом 14 и вторым рабочим тормозом 16 включает в себя применение второго рабочего тормоза 16 с помощью пневматической текучей среды из второго резервуара 26 и регулировку потока пневматической текучей среды из первого резервуара 24 с помощью пневматической текучей среды из второго резервуара 26 для применения первого рабочего тормоза 14. Например, этап 116 включает в себя передачу пневматической текучей среды из второго резервуара 26 через пневматическое нагнетательное отверстие 66, чтобы управлять применением вторых рабочих тормозов 16, и к пневматическому регулировочному отверстию 74 релейного клапана 72, который управляет релейным клапаном 72 и первыми рабочими тормозами 14, на этапе 120. Этап 116 также включает в себя передачу пневматической текучей среды из первого резервуара 24 для управления применением первых рабочих тормозов 14, через релейный клапан 72, на этапе 122.
[0030] Первое давление пневматической текучей среды, применяющей первый рабочий тормоз 14, находится в пределах предварительно определенного перепада давления для второго давления пневматической текучей среды, применяющей второй рабочий тормоз 16, в течение, например, периода торможения с устойчивым состоянием. В этом отношении, первый рабочий тормоз 14 и второй рабочий тормоз 16 балансируются, на этапе 124, в течение периода устойчивого состояния.
[0031] Способ управления тормозной системой 12 затем прекращается на этапе 126.
[0032] В то время как настоящее изобретение было иллюстрировано посредством описания вариантов его осуществления, и в то время как варианты осуществления были описаны весьма подробно, у заявителей нет намерения накладывать ограничения или каким-либо способом ограничивать рамки приложенной формулы изобретения такими деталями. Дополнительные преимущества и модификации легко придут на ум специалистам в области техники. Следовательно, изобретение, в его более широких аспектах, не ограничивается конкретными деталями, представляющим устройством и иллюстративными примерами, показанными и описанными. Соответственно, отклонения могут быть выполнены от таких деталей без отступления от сущности или рамок общей изобретательской идеи заявителя.