СПОСОБ ВКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СТОЯНОЧНОГО ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА
METHOD OF ELECTRIC PARKING BRAKING DEVICE ACTIVATION

Изобретение относится к способу включения электрического стояночного тормозного устройства автомобиля, в частности автомобиля промышленного назначения, который оснащен приводимым в действие вручную исполнительным элементом аварийного отключения и разъединяющим устройством для отсоединения одного или нескольких электрических источников напряжения от бортовой сети вследствие задействования исполнительного элемента аварийного отключения. Изобретение также относится к устройству для управления электрическим стояночным тормозным устройством и для управления разъединяющим устройством для отсоединения электрического источника напряжения от бортовой сети.
Тормозные системы грузовых автомобилей включают в себя рабочую тормозную систему и парковочную тормозную систему, которые чаще всего управляются пневматически или электропневматически независимо друг от друга. Парковочная тормозная система, далее также упоминается как парковочный тормоз, стояночное тормозное устройство или стояночный тормоз, чаще всего включает в себя тормозные цилиндры с пружинным энергоаккумулятором, которые в своем вакуумированном состоянии тормозят автомобиль, в то время как стояночный тормоз может отпускаться посредством заполнения воздухом тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором.
Автомобили промышленного назначения могут, кроме того, быть оснащены приводимым в действие вручную исполнительным элементом аварийного отключения, например, переключателем аварийного отключения. Приводимый в действе вручную исполнительный элемент аварийного отключения типично размещен в кабине водителя. С помощью подобного переключателя аварийного отключения генерируется управляющий сигнал для батарейного разъединяющего устройства, с помощью которого соответствующий источник напряжения, например, одна или несколько аккумуляторных батарей и генераторов, например, в случае опасности, могут отсоединяться от подключенной бортовой сети.
Подобное, например, известное из DE 4211578 С1 разъединяющее устройство, также обозначаемое как разъединитель батареи, предписывается для автомобилей промышленного назначения, которые транспортируют опасный груз, то есть, в частности, легковоспламеняющиеся среды, как, например, газ, топливо, растворители и т.п. При этом подобный разъединитель согласно соответствующему европейскому предписанию ADR (Европейское соглашение касательно международных перевозок опасных грузов по дорогам), должен устанавливаться между аккумуляторной батареей автомобиля, генератором и бортовой сетью автомобиля.
В случае автомобилей, которые оснащены электрически управляемыми стояночными тормозными системами, имеет место проблема, состоящая в том, что после приведения в действие разъединителя аварийного отключения приведение в действие электрического стояночного тормоза больше не возможно или возможно только в течение короткого времени выбега разъединителя батареи, также обозначаемого как время задержки, так как никакой электрический управляющий сигнал больше не может передаваться. Известные из практики системы аварийного отключения в действительности выполнены таким образом, что после заданного времени выбега, которое также подлежит нормативному регулированию и для которого также задан, например, посредством вышеуказанного ADR предписания допустимый временной интервал, все электрические системы становятся переключаемыми в обесточенном состоянии.
Ввиду нормативных требований, водитель автомобиля должен иметь возможность защищать автомобиль посредством стояночного тормоза от опасности скатывания и надежно ставить на стоянку. По этой причине могло бы рассматриваться связывание включения стояночного тормоза непосредственно с задействованием разъединителя аварийного отключения. Однако из практики известно, то разъединитель аварийного отключения в чрезвычайных ситуациях приводится в действие также во время движения или при движении накатом автомобиля. Эти случаи являются особенно критичными с точки зрения безопасности движения, так как при задействовании во время движения все электронные системы, включая системы безопасности, например ABS, больше не являются доступными. По этим причинам непосредственное полное включение стояночного тормоза и задействование разъединителя аварийного отключения представляет собой риск для безопасности, особенно потому, что в этом случае для еще движущегося автомобиля полное торможение осуществлялось бы тогда со стояночным тормозом без антиблокировочного устройства тормозной системы.
Таким образом, задачей изобретения является создание способа включения электрического стояночного тормозного устройства автомобиля, в частности, автомобиля промышленного назначения, который оснащен приводимым в действие вручную исполнительным элементом аварийного отключения и разъединяющим устройством для отсоединения электрического источника напряжения от бортовой сети вследствие задействования исполнительного элемента аварийного отключения, с помощью которого можно преодолеть недостатки известных методов.
В основе изобретения, в частности, лежит задача создать способ включения электрического стояночного тормозного устройства, с помощью которого также после задействования исполнительного элемента аварийного отключения во время движения обеспечивается возможность безопасного включения стояночного тормоза, чтобы автомобиль или автопоезд мог быть безопасно остановлен и мог безопасно удерживаться в неподвижном состоянии. Другой задачей является создать устройство для управления электрическим стояночным тормозным устройством, с помощью которого можно преодолеть недостатки обычных устройств.
Эти задачи решаются способом с признаками основного пункта формулы изобретения и устройством с признаками подчиненного пункта формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов и поясняются более подробно в последующем описании отчасти со ссылками на чертежи.
В соответствии с изобретением предложен способ для включения электрического стояночного тормозного устройства автомобиля, в частности автомобиля промышленного назначения, причем автомобиль содержит приводимый в действие вручную исполнительный элемент аварийного отключения и разъединяющее устройство для отсоединения по меньшей мере одного, предпочтительно каждого из электрических источников напряжения от бортовой сети вследствие задействования (приведения в действие) исполнительного элемента аварийного отключения.
Согласно общим аспектам изобретения, способ для включения электрического стояночного тормозного устройства автомобиля выполнен таким образом, что включение, предпочтительно незамедлительное (без задержек) включение электрического стояночного тормозного устройства водится или осуществляется после того, как задействован исполнительный элемент аварийного отключения, и скорость автомобиля при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения не больше, чем предопределенное первое пороговое значение v1. Кроме того, в этом случае время задержки, то есть время реакции разъединяющего устройства установлено на заданное первое значение.
При этом первое пороговое значение v1 предпочтительно установлено на значение скорости, при котором или до которого включение стояночного тормоза не является критичным для безопасности, так как в этом случае при еще движущемся автомобиле полное торможение осуществлялось бы с помощью стояночного тормоза без антиблокировочного устройства. Подходящее пороговое значение v1 может определяться и устанавливаться в зависимости от специфического режима торможения стояночного тормоза автомобиля, например, экспериментально в ходовых испытаниях. Согласно другому аспекту изобретения, первое пороговое значение v1 может быть установлено на значение в диапазоне от 0 км/час до 10 км/час, дополнительно предпочтительно, на значение в диапазоне от 0 км/час до 7 км/час.
Согласно общим аспектам изобретения, способ включения электрического стояночного тормозного устройства, кроме того, выполняется таким образом, что, когда скорость автомобиля при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения больше, чем предопределенное первое пороговое значение v1, осуществляется установка времени задержки разъединяющего устройства на второе значение, которое больше, чем первое значение. Кроме того, в этом случае запрос торможения передается на электрический рабочий тормоз, предпочтительно до тех пор, пока скорость автомобиля не станет меньше, чем предопределенное второе пороговое значение. Если скорость автомобиля меньше или равна предопределенному второму пороговому значению, то затем осуществляется включение электрического стояночного тормоза.
Иными словами, таким образом, согласно соответствующему изобретению способу, после задействования исполнительного элемента аварийного отключения, момент времени включения стояночного тормоза выбирается автоматически в зависимости от состояния движения автомобиля. Если автомобиль при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения находится в неподвижном состоянии или движется с медленной скоростью, которая меньше v1, то стояночный тормоз автоматически и по возможности быстро включается, и источники напряжения спустя малое время задержки переключаются в обесточенном состоянии. Если, однако, автомобиль при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения движется быстрее, чем со скоростью v1, то автоматически вводится торможение с помощью рабочего тормоза до тех пор, пока автомобиль не остановится или по меньшей мере достигнет скорости, при которой стояночный тормоз может надежным образом включаться, что также затем осуществляется без дополнительного участия водителя. Одновременно, без участия водителя время задержки стояночного тормоза устанавливается высоким, чтобы оставалось больше времени, чтобы электрически управлять электрическим рабочим тормозом и затем еще стояночным тормозом.
Особое преимущество изобретения, таким образом, заключается в том, что устанавливается автоматический парковочный режим при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения, который также во время движения обеспечивает возможность надежного включения стояночного тормоза, чтобы автомобиль или автопоезд мог надежно останавливаться и надежно удерживаться в неподвижном состоянии – независимо от того, покидает ли водитель экстренно автомобиль раньше времени или забывает включить стояночный тормоз. Другое преимущество состоит в том, что способ может быть реализован посредством соответственно адаптированного управления существующими компонентами, и, таким образом, не требуются никакие дополнительные дорогостоящие, например, чисто пневматические, решения резервирования, чтобы после отключения электроснабжения иметь возможность механически включить стояночный тормоз.
Min
Max
Выше уже было упомянуто, что известные из практики разъединители батареи, ввиду нормативных предписаний, выполнены таким образом, что спустя заданное время реакции (время задержки) все электрические системы переключаются в обесточенном состоянии. Время задержки позволяет, например, сохранить данные с устройств управления перед отключением электроснабжения. Обычные разъединители батареи имеют соответствующий управляющий вход, через который устанавливается время реакции в пределах заданных границ, как правило, на постоянное значение. В другом аспекте изобретения, время реакции может варьироваться между минимальным значением T порядка 1 секунды и максимальным значением T несколько ниже 10 секунд, в зависимости от состояния автомобиля в процессе эксплуатации.
Min
Mах
Согласно одной предпочтительной форме выполнения, первое значение времени задержки соответствует минимальному устанавливаемому времени задержки T разъединяющего устройства. Кроме того, предпочтительно, устанавливать второе значение времени задержки таким образом, что оно соответствует максимальному устанавливаемому времени задержки T разъединяющего устройства. Тем самым, в случае, когда автомобиль при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения находится в неподвижном состоянии или движется со скоростью, которая меньше v1, гарантируется, что источник напряжения отключается по возможности быстро. С другой стороны, для случая, когда автомобиль при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения движется со скоростью, которая больше, чем v1, отключение источников напряжения в пределах нормативно предписываемых границ задерживается по возможности долго, чтобы иметь достаточно времени, чтобы затормозить автомобиль с помощью электрически управляемого рабочего тормоза.
Второе пороговое значение может также устанавливаться на значение скорости, при котором включение стояночного тормоза не является критичным с точки зрения безопасности. Другая предпочтительная форма выполнения предусматривает, что второе пороговое значение установлено на такое же значение, что и первое пороговое значение v1.
Кроме того, является предпочтительным, запрос торможения, передаваемый на рабочий тормоз, в случае задействования исполнительного элемента аварийного отключения при скорости автомобиля v > v1 устанавливать таким образом, что запрос торможения не превышает значение 4 м/с^2, то есть, что запрос торможения соответствует ускорению торможения максимум 4 м/с^2. Тем самым предотвращается торможение рывками и, таким образом, опасность для последующего движения транспорта.
Другой аспект изобретения относится к устройству для управления электрическим стояночным тормозным устройством и для управления разъединяющим устройством для отсоединения по меньшей мере одного, предпочтительно каждого из электрических источников напряжения от бортовой сети вследствие задействования управляемого вручную исполнительного элемента аварийного отключения автомобиля, в частности, автомобиля промышленного назначения.
Устройство выполнено с возможностью осуществления способа включения стояночного тормоза, как здесь раскрыто. Устройство, в частности, выполнено с возможностью приема и/или регистрации сигнала задействования управляемого вручную исполнительного элемента аварийного отключения и приема второго сигнала, из которого может выводиться скорость автомобиля или состояние движения автомобиля. Устройство, в частности, выполнено, кроме того, таким образом, чтобы в зависимости от сигнала задействования распознавать задействование исполнительного элемента аварийного отключения и при распознанном задействовании исполнительного элемента аварийного отключения в зависимости от второго сигнала проверять, является ли скорость автомобиля не большей, чем предопределенное первое пороговое значение v1.
Min
Если скорость автомобиля не больше, чем предопределенное первое пороговое значение v1, устройство управления выдает управляющий сигнал для включения стояночного тормозного устройства и устанавливает, например, путем выдачи соответствующего управляющего сигнала время задержки разъединяющего устройства на первое значение, например, на минимальное значение T.
Mах
Если, однако, скорость автомобиля при задействовании исполнительного элемента аварийного отключения больше, чем предопределенное пороговое значение v1, то устройство устанавливает время задержки разъединяющего устройства на второе значение, которое больше, чем первое значение, например, на максимальное значение T, и запрашивает посредством выдачи соответствующего внешнего запроса торможения (англ. External Break Request (XBR)) электрический рабочий тормоз автомобиля. Кроме того, устройство выполнено с возможностью выдачи управляющего сигнала для включения стояночного тормозного устройства, как только скорость автомобиля становится меньше или равна предопределенному второму пороговому значению.
Во избежание повторений, признаки, раскрытые выше для способа, также должны считаться раскрытыми для устройства и быть заявленными. Вышеуказанные аспекты и соответствующие изобретению признаки, особенно в отношении первого и второго порогового значения, времени задержки и высоты запроса торможения также должны быть справедливы для устройства.
Возможность соответствующей изобретению реализации предусматривает, что устройство является управляющим устройством, встроенным в управляемый вручную исполнительный элемент аварийного отключения. Управляемый вручную исполнительный элемент аварийного отключения выполнен, таким образом, как «интеллектуальный» переключатель аварийного отключения.
Альтернативная возможность соответствующей изобретению реализации предусматривает, что устройство является управляющим устройством, встроенным в разъединяющее устройство.
Еще один аспект изобретения относится к автомобилю промышленного назначения, содержащему устройство, как раскрыто выше, электрическое стояночное тормозное устройство, электрический рабочий тормоз, управляемый вручную исполнительный элемент аварийного отключения, который расположен предпочтительно в кабине водителя, и разъединяющее устройство для отсоединения электрического источника напряжения от бортовой сети вследствие задействования управляемого вручную исполнительного элемента аварийного отключения. Электрическое стояночное тормозное устройство может содержать по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором и электро-пневматически управляемое клапанное устройство стояночного тормоза, посредством которого по меньшей мере один тормозной цилиндр с пружинным энергоаккумулятором может заполняться воздухом и продуваться.
Вышеописанные предпочтительные формы выполнения и признаки изобретения могут любым образом комбинироваться друг с другом. Дополнительные особенности и преимущества изобретения далее описываются со ссылками на приложенные чертежи, на которых представлено следующее:
Фиг.1 - схематичное представление автомобильного информационного комплекса согласно одному выполнению изобретения;
Фиг.2 – блок-схема последовательности операций для иллюстрации способа включения стояночного тормоза согласно одному выполнению изобретения;
Фиг.3 – схематичное представление автомобильного информационного комплекса согласно одному другому выполнению изобретения.
Фиг.1 схематично показывает с помощью блок-схемы автомобильный информационный комплекс 1 автомобиля промышленного назначения с шиной 6 данных CAN трансмиссии, к которой известным способом подключены блок 4 управления электро-пневматически управляемого парковочного тормоза (электрического стояночного тормоза), блок 5 управления электронной рабочей тормозной системы, а также другие компоненты 7, соединенные с шиной 6 данных CAN. Соединение компонентов 2, 4, 5 и 7 с шиной данных CAN схематично представлено проведенными соединительными линиями.
Кроме того, представлен управляемый вручную переключатель 2 аварийного отключения, который установлен в кабине водителя. Переключатель 2 аварийного отключения, кроме того, соединен через сигнальную линию с разъединителем 3 батареи. Сигнальная линия представлена посредством проведенной соединительной линии между 2 и 3. Разъединитель 3 батареи выполнен с возможностью отсоединения, после приема соответствующего запроса от переключателя 2 аварийного отключения, спустя установленное время реакции, всего электроснабжения всех блоков управления, то есть, изоляции всех источников напряжения, таких как аккумуляторная батарея и генератор, то есть отсоединения от бортовой сети.
Особенность этого варианта выполнения состоит в том, что исполнительный элемент 2 аварийного отключения выполнен с CAN-поддержкой в кабине водителя, то есть исполнительный элемент 2 аварийного отключения также подключен к шине 6 данных CAN. Исполнительный элемент 2 аварийного отключения включает в себя, кроме того, управляющее устройство 2а для управления парковочным тормозом 4 и для управления разъединителем 3 батареи, чтобы при задействовании исполнительного элемента 2 аварийного отключения водителем автоматически инициировать включение парковочного тормоза 4. Выполняемый при этом способ включения парковочного тормоза 4 описан ниже со ссылкой на фиг.2.
Если управляющее устройство 2а распознает задействование исполнительного элемента аварийного отключения, то скорость v автомобиля опрашивается через шину 6 данных CAN (этап S1). Скорость автомобиля определяется посредством датчиков числа оборотов колеса, которые являются составной частью электронной тормозной системы (EBS) 5. Альтернативно, скорость автомобиля может также определяться посредством регистрации скорости приводного вала. При этом скорость автомобиля посредством блока управления коробки передач (не показана) предоставляется через шину 6 данных CAN.
Min
Min
Если результат опроса v ≤ v1, то есть скорость v автомобиля меньше или равна пороговому значению v1, то управляющим устройством 2а выдается сигнал, который включает парковочный тормоз (этап S6), и устанавливается время реакции разъединителя 3 батареи, то есть время реакции до отсоединения источника напряжения, на минимально возможное время реакции T (этап S3). Сигнал для включения парковочного тормоза 4 принимается электро-пневматическим блоком 4 управления через шину 6 данных CAN, который затем вводит продувку тормозных цилиндров с пружинным энергоаккумулятором парковочного тормоза. При этом пороговое значение v1 установлено на значение скорости, при котором включение стояночного тормоза не является критичным для безопасности, например, на значение 7 км/час. По истечении T разъединитель 3 батареи отсоединяет все источники напряжения от бортовой сети (этап S7).
Mах
Если, однако, результатом на этапе S2 является v > v1, то есть скорость автомобиля больше, чем предопределенное пороговое значение v1, то рабочий тормоз 5 посредством внешнего запроса торможения (XBR) запрашивается до тех пор, пока скорость автомобиля не перестанет превышать заданное пороговое значение v2 скорости, при котором включение стояночного тормоза больше не является критичным для безопасности (этап S5). В данном случае пороговое значение v2 скорости выбрано равным пороговому значению v1 скорости. Кроме того, на этапе S4 устанавливается время реакции (время задержки) до отсоединения источника напряжения на максимально допустимое время реакции T. Для этого управляющее устройство 2а передает соответствующий управляющий сигнал на разъединитель 3 батареи. Когда скорость автомобиля спадает затем ниже v1, управляющее устройство 2а выдает сигнал для включения парковочного тормоза в шину 6 данных CAN (этап S6), чтобы включить парковочный тормоз.
Фиг.3 показывает альтернативное выполнение изобретения. Автомобильный информационный комплекс 1 автомобиля промышленного назначения имеет шину 6 данных CAN трансмиссии, к которой вновь подключены блок 4 управления электро-пневматически управляемого парковочного тормоза (электрического стояночного тормоза), блок 5 управления электронной рабочей тормозной системы, а также другие компоненты 7, соединенные с шиной 6 данных CAN. Особенность этого выполнения по сравнению с представленным на фиг.1 вариантом состоит в том, что исполнительный элемент 2 аварийного отключения в кабине водителя связан с разъединителем 3 батареи с CAN-поддержкой, который подключен к шине 6 данных CAN. Он содержит теперь управляющее устройство 3а, которое соответственно программно-технически выполнено так, чтобы осуществлять способ согласно фиг.2 и для этого выдавать через шину 6 данных CAN соответствующие управляющие сигналы на блок 4 управления парковочного тормоза и блок 5 управления рабочего тормоза.
Хотя изобретение было описано со ссылкой на определение примеры выполнения, возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идеи изобретения и поэтому входят в объем изобретения. Следовательно, изобретение не должно быть ограничено раскрытыми определенными примерами выполнения, а должно охватывать все примеры выполнения, которые входят в объем приложенных пунктов формулы изобретения.
Перечень ссылочных позиций
1 автомобильный информационный комплекс
2 управляемый вручную исполнительный элемент аварийного отключения
2а управляющее устройство
3 разъединитель батареи
3а управляющее устройство
4 электрический стояночный тормоз или блок управления электрического стояночного тормоза
5 электрический рабочий тормоз или блок управления электрического рабочего тормоза
6 шина данных CAN трансмиссии
7 компоненты, подключенные к шине данных CAN трансмиссии
v скорость автомобиля
v1 пороговое значение