СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ ТОРМОЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЯХ С ПРИЦЕПОМ И/ИЛИ ПОЛУПРИЦЕПОМ
METHOD AND DEVICE FOR TESTING BRAKING OF VEHICLE WITH TRAILER AND/OR SEMI-TRAILER

Изобретение относится к способу выполнения испытания торможения на автомобилях с прицепом и/или полуприцепом согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к устройству для выполнения подобного способа согласно ограничительной части пункта 15 формулы изобретения.
В зависимости от цели использования, грузовые автомобили могут эксплуатироваться как отдельный автомобиль или в комбинации автомобилей. Под комбинацией автомобилей при этом понимаются комбинации из автомобилей-тягачей или машин-тягачей с прицепами или полуприцепами, причем в качестве прицепа известны, например, шарнирно-сочлененные прицепы или прицепы с центральной осью. Полуприцепы эксплуатируются главным образом в форме автопоезда в составе седельного тягача и полуприцепа. В особенности, во время пиковых нагрузок, когда имеет место высокая нагрузка на транспортный парк, может иметь место то, что, при необходимости, применяются старые прицепы или полуприцепы, тормоза которых функционируют ненадлежащим образом, потому что, например, требуемое испытание торможения было пропущено или не проводилось. В практической работе, особенно при нагруженных прицепах или полуприцепах это представляет серьезную опасность.
Испытательные системы для испытания торможения в автомобилях с тормозной системой с пневматическим приводом уже известны, например, из DE 102005024335 А1, однако они предоставляют только в общем виде проверки для испытания торможения тормозной системы с пневматическим приводом.
По сравнению с этим, задачей настоящего изобретения является предложить способ и устройство для выполнения испытания торможения автомобилей с прицепом или полуприцепом, посредством которого функциональность тормозной системы прицепа или полуприцепа может быть испытана с высокой функциональной надежностью.
Эта задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов.
Согласно пункту 1, предусмотрен способ выполнения испытания торможения на автомобилях с прицепом и/или полуприцепом, который содержит следующие этапы:
а) регистрация заново связанного с автомобилем-тягачом полуприцепа или прицепа,
b) инициализация бортового испытания торможения для системы торможения полуприцепа или прицепа,
c) ввод по меньшей мере одного заданного процесса торможения посредством системы торможения полуприцепа или прицепа после заданного пройденного пути,
d) регистрация и определение тормозного действия по меньшей мере одного заданного процесса торможения в качестве фактического значения действия торможения, которое сравнивается с имеющимся номинальным значением действия торможения, и
e) выдача информационного сигнала с учетом результата оценки согласно этапу d).
С подобным соответствующим изобретению выполнением способа можно простым и функционально надежным образом установить, может ли тормозная система заново подсоединенного полуприцепа или прицепа эксплуатироваться согласно предписаниям или нет. При этом, как еще будет показано в нижеследующем изложении, и без того уже имеющиеся в автомобиле регулируемые электронными средствами системы торможения и ходовой части могут в предпочтительной двойной функции применяться для того, чтобы предоставлять в распоряжение параметры, требуемые для испытания функционирования системы торможения полуприцепа или прицепа. Испытание функционирования может, таким образом, также выполняться менее затратным с конструктивной точки зрения способом. Под информационным сигналом при этом понимается любой вид сигнала, который определяет информацию для устройства оценки и/или устройства управления и/или оператора, как для дальнейшей обработки, так и для индикации.
Согласно одному особенно предпочтительному конкретному выполнению, предусмотрено, что регистрация вновь связанного с автомобилем-тягачом полуприцепа или прицепа осуществляется через по меньшей мере одно средство сопряжения (переходное устройство или интерфейс) (например, седельно-сцепное устройство или подобные тягово-сцепные устройства), и без того имеющееся в сохраняющем устройстве между автомобилем-тягачом, с одной стороны, и прицепом или полуприцепом, с другой стороны, таким образом, что на устройство управления или модуль управления испытанием торможения, после надлежащего прицепления (которое регистрируется, например, без дополнительных сенсорных средств, только посредством надлежащего электрического соединения, например, освещения прицепа или полуприцепа и/или надлежащего подключения снабжения сжатым воздухом, например, через центральный бортовой компьютер) нового полуприцепа или прицепа, передается по меньшей мере один сигнал и/или параметр и/или блок данных, из которого прямо или косвенно может быть выведена заданная информация об испытываемой системе торможения полуприцепа или прицепа, а также, при необходимости, и другая информация о типе и конструкции и/или загрузке и/или статической нагрузке на ось полуприцепа или прицепа. И без того имеющееся средство сопряжения может при этом, например, быть обычным электрическим интерфейсом или системой снабжения сжатым воздухом между автомобилем-тягачом и полуприцепом или прицепом. Например, посредством такого интерфейса может передаваться информация о типе и конструкции системы торможения, а также, при необходимости, о возрасте системы торможения и/или полуприцепа или прицепа. Загрузка и/или нагрузка на ось может, например, определяться или выводиться из сигнала ALB-сенсора автоматического зависимого от нагрузки тормоза (ALB) или доставляться от него, только в качестве другого примера. Эти данные могут затем в любых комбинациях применяться для того, чтобы образец для испытаний, сохраненный для испытываемой системы торможения в устройстве управления или модуле управления испытанием торможения, вызвать и/или активировать для этой системы торможения полуприцепа или прицепа.
Инициализация бортового испытания торможения для системы торможения полуприцепа или прицепа может при этом осуществляться, например, автоматически при каждом зарегистрированном новом сцеплении или автоматически в зависимости от зарегистрированного типа полуприцепа или прицепа. Альтернативно этому, инициализация бортового испытания торможения для системы торможения полуприцепа или прицепа может задаваться индивидуально оператором, например, нажатием кнопки или клавиши, соответственно, также посредством голосового управления. При этом под инициализацией или активированием испытания торможения понимается, главным образом, то, что система теперь переходит в режим работы, в котором оператором может быть проложен заданный (определенный) участок пути, в пределах которого затем предпринимается проверка функционирования тормозов и, тем самым, по меньшей мере один заданный (определенный) процесс торможения для проверки тормозов. Это испытание торможения может водителем предприниматься в принципе факультативно, то есть водитель может отклонить испытание торможения и, тем самым, завершить процесс. Однако согласно особенно предпочтительному выполнению предусмотрено, что испытание системы торможения полуприцепа или прицепа для случая, когда оно задается устройством управления или модулем управления испытанием торможения, должно выполняться вынужденным образом, так как иначе дальнейший надлежащий режим работы автомобиля-тягача не разрешается. Это может, например, осуществляться таким образом, что мощность автомобиля-тягача заметным образом ограничивается, например, до уровня лишь 25% от максимальной мощности, или таким образом, что работа автомобиля-тягача вообще прекращается.
Для того чтобы проверить, может ли вообще, например, ввиду качества дорожного полотна, дефекта шины, погоды и т.п. осуществляться надлежащее испытание торможения, согласно предпочтительному варианту выполнения, предусмотрено, что сначала проезжается образующий предпочтительно составную часть заданного участка пути участок инициализации с заданной меньшей скоростью, чтобы, например, протестировать ASR-сцепление, то есть распознать плохое значение трения между шиной и дорожным полотном и при заданном проскальзывании (пробуксовке), при необходимости, выдать критерий прерывания для испытания торможения или альтернативно предпринять согласование характеристик или параметрических поверхностей для испытания торможения. В последнем случае или после надлежащего проезда участка инициализации затем проводится собственно испытание торможения. Согласно особенно аспекту изобретения, может быть, таким образом, предусмотрено, что перед собственно бортовым испытанием торможения проводится проверка правдоподобности, посредством которой в зависимости от достижения и/или выполнения и/или регистрации заданных параметров и/или значений, например пороговых значений, регистрируется или устанавливается надлежащая возможность выполнения испытания торможения и/или дефект шин автомобиля и/или дефект конструктивного узла, требуемого для испытания торможения. Подобный дефект затем предпочтительно индицируется для водителя, так что последний информируется о том, какой конкретно дефект имеет место, или что надлежащее испытание торможения невозможно. Также в связи с этой проверкой правдоподобия может быть предпочтительным, что автомобиль проезжает вдоль заданного участка пути. Например, здесь может устанавливаться надлежащее состояние шин, например, повреждение шины или дефект шины, причем дефект шины должен пониматься в широком смысле и может включать в себя, например, более или менее спущенную шину. Так с помощью уже имеющихся в автомобиле средств сенсорной техники можно, например, установить, что шина при инициализации процесса торможения немедленно блокируется или проворачивается, так что можно сделать вывод о соответствующем профиле неисправности.
Согласно одному другому особенно предпочтительному выполнению, предусмотрено, что по меньшей мере один заданный процесс торможения вводится самое позднее после участка пути 50 м и/или на ровной дороге или на наклонном участке пути с постоянным подъемом. Тем самым гарантируется, что проверка системы торможения полуприцепа или прицепа проводится только при низких ускорениях и скоростях и тем самым в рабочей области автомобиля, в которой ненадлежащим образом функционирующая система торможения является менее опасной. Надежный вывод о действии тормоза может быть получен согласно решению, предусматриваемому изобретением, также в случае коротких участков пути до 50 м, если соответствующие значения сравнения сохранены в устройстве управления или модуле управления испытанием торможения. Наряду с предпочтительным движением по прямой, в принципе также пригодно равномерное движение по кривой, чтобы выполнять соответствующее изобретению испытание торможения, если здесь при движении по кривой применяется корректирующий коэффициент, который учитывает направленное вовне при движении по кривой динамическое перераспределение осевых нагрузок.
В принципе имеются разнообразные возможности, чтобы проверять колесные тормоза системы торможения полуприцепа или прицепа конкретно на их работоспособность. При этом колесные тормоза системы торможения полуприцепа или прицепа тормозятся, согласно определенному предварительно заданному испытательному образцу, по отдельности или группами или полностью, и соответственно полученное фактическое значение действия торможения сравнивается с соответствующим номинальным значением действием торможения, характеризующим отдельное торможение или групповое торможение или полное торможение всех колесных тормозов. Например, при отдельном торможении или при групповом торможении тормозов системы торможения полуприцепа или прицепа также может предусматриваться, что несколько торможений во времени проводятся последовательно друг за другом, а именно, до тех пор, пока все подлежащие испытанию тормоза не сработают и не будут испытаны, причем для каждого отдельного процесса торможения затем задается определенный (заданный) участок пути для заданного процесса торможения. Благодаря возможности испытания отдельных колесных тормозов можно предпочтительным образом сопоставить дефект или неисправность системы торможения также индивидуально с соответствующими колесными тормозами и/или, как рассмотрено более подробно ниже, определить состояние загрузки. Это невозможно сделать так детально при групповом или полном торможении системы торможения, однако при групповом или полном торможении отдельных колес относительно быстро имеется информация о ненадлежащим образом функционирующей системе торможения, и при необходимости, можно ввести другие мероприятия, чтобы осуществить отдельное испытание соответственно распознанной как дефектная системы торможения. При необходимости, могут также задаваться множество торможений на каждое колесо или на каждый тормоз, чтобы получить более надежный вывод о функции торможения. Это может, например, потребоваться при изменяющемся значении трения дорожного полотна.
Согласно одному особенно предпочтительному выполнению способа предусмотрено, что заданный процесс торможения вводится тем, что к соответственно притормаживаемым колесным тормозам в течение заданного интервала времени прикладывается заданное давление при торможении, причем заданное давление предпочтительно определяется таким образом, что для плавного процесса торможения осуществляется прямое, постоянное во времени нарастание давления при торможении вплоть до заданного максимального давления при торможении, которое может быть меньше или равно максимальному давлению при торможении для соответствующего колесного тормоза. В качестве альтернативы этому, может быть предусмотрено, что для внезапного торможения задается внезапное, пиковое давление при торможении, которое меньше или равно максимальному давлению при торможении для соответствующего колесного тормоза. Соответствующий вид процесса торможения может индивидуально выбираться или задаваться в зависимости от типа прицепа или полуприцепа, так что для каждого типа прицепа или полуприцепа могут производиться оптимальные испытания функционирования.
Для неискаженного результата в отношении действия торможения системы торможения полуприцепа или прицепа, согласно другому особенно предпочтительному варианту осуществления, предусмотрено, что при заданном процессе торможения приводится в действие только система торможения полуприцепа или прицепа, а не система торможения автомобиля-тягача, тянущего полуприцеп или прицеп. Однако если она должна приводиться совместно в действие, то перед этим может регистрироваться действие торможения одного автомобиля-тягача, при этом, например, проводится соответствующее изобретению испытание торможения только для автомобиля-тягача. Это регистрированное таким образом значение может затем при испытании тормозов системы торможения полуприцепа или прицепа соответственно учитываться, например, вычитаться.
Как уже ранее упомянуто, согласно особенно предпочтительному выполнению предусмотрено, что для регистрации и определения действия торможения заданного процесса торможения регистрируются данные и/или параметры по меньшей мере одной установленной в автомобиле электронно-управляемой системы торможения и ходовой части, и отсюда определяется фактическое значение действия торможения. Подобные уже имеющиеся на автомобиле системы торможения и ходовой части могут представлять собой антиблокировочное устройство (ABS) и/или противобуксовочную систему (ASR) и/или электронное управление тормозами (EBS) и/или электронное программирование устойчивости (ESP) и/или регулирование динамики движения (FDR) и/или автоматическое зависимое от нагрузки торможение (ABL). Эти уже имеющиеся на автомобиле системы торможения и ходовой части могут, таким образом, конструктивно менее затратным способом предпочтительно одновременно в рамках двойной функции служить тому, чтобы предоставлять в распоряжение данные, требуемые для испытания функционирования системы торможения полуприцепа или прицепа. Например, здесь может быть предусмотрено, что на по меньшей мере одном притормаживаемом колесе посредством по меньшей мере одного датчика пробуксовывания и/или числа оборотов регистрируется пробуксовывание или число оборотов колеса во время заданного процесса торможения, и это пробуксовывние и/или число оборотов колеса само или как параметр, определенный на основе числа оборотов колеса, например, ускорение вращения, представляет фактическое значение действия торможения, которое сравнивается с соответствующим сопоставляемым значением, представляющим номинальное значение действия торможения, например, в упомянутом здесь примерном случае с номинальным значением пробуксовывания и/или числа оборотов колеса или с номинальным значением ускорения вращения. Кроме того, например, в качестве альтернативы или дополнительно, также может вычисляться отношение давления в тормозной системе к градиенту числа оборотов, то есть, например, отрегулированное давление в отношении к достигнутому снижению числа оборотов колеса для испытываемого тормоза колеса, в качестве еще одного не исчерпывающего примера.
В качестве альтернативы или дополнительно, также может быть предусмотрено, что фактическое значение действия торможения из временной характеристики приводного момента машины-тягача регистрируется перед, во время и, при необходимости, после заданного процесса торможения, а именно, в частности, путем сравнения значений ускорения, которые регистрируются на основе приводного момента автомобиля-тягача или машины-тягача.
Если устанавливается неисправная или дефектная система торможения полуприцепа или прицепа, то предпочтительно выдается сигнал ошибки в качестве информационного сигнала, который соответственно информирует оператора и побуждает выполнить испытание или техническое обслуживание системы торможения. Дополнительное принудительное мероприятие, чтобы побуждать оператора действительно выполнить техническое обслуживание или испытание системы торможения, или, при необходимости, замену полуприцепа или прицепа, может состоять в том, что при установлении неисправности или дефекта системы торможения полуприцепа или прицепа работа машины-тягача блокируется, или приводная мощность машины-тягача в заданной мере уменьшается.
Вышеназванная задача также решается признаками пункта 15, согласно которому заявлено устройство для осуществления способа, в котором предусмотрено устройство управления испытанием торможения или модуль управления испытанием торможения, в котором оцениваются полученные данные и сравниваются с номинальными значениями, а также выдается информационный сигнал, причем в устройстве управления испытанием торможения или модуле управления испытанием торможения загружены и сохранены сравнительные (опорные) значения, предпочтительно в форме характеристик или тому подобного, которые характеризуют заданные номинальные значения действия торможения.
Изобретение далее поясняется на примерах со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
Фиг.1 - блок-схема соответствующей изобретению проверки функционирования системы торможения полуприцепа или прицепа,
Фиг.2а-2с - различные процессы давления в тормозной системе при торможении колес прицепа или полуприцепа, и
Фиг.3 - схематичное представление автопоезда в составе седельного тягача с полуприцепом.
На Фиг.3 схематично показан автопоезд в составе седельного тягача с полуприцепом, содержащий машину-тягач 1 и седельный полуприцеп 2, причем полуприцеп 2 здесь для примера выполнен трехосным. Полуприцеп 2 здесь связан с машиной-тягачом 1 через седельно-сцепное устройство 3, причем седельно-сцепное устройство 3 образует интерфейс, через который полуприцеп 2 снабжается электроэнергией и сжатым воздухом, что здесь, однако, детально не показано. Через выполненное таким образом седельно-сцепное устройство 3, затем, когда к машине-тягачу 1 прицепляется заново полуприцеп 2, может ответвляться или выводиться информационный сигнал (сигнальная линия 4а) и подаваться на устройство 4 управления испытанием торможения, которое информационный сигнал оценивает и, с одной стороны, распознает (фиг.1), что к машине-тягачу 1 прицеплен новый полуприцеп. К тому же из данного информационного сигнала устройство 4 управления испытанием торможения может вывести, что представляет собой тип полуприцепа и, прежде всего, что представляет собой система 5 торможения полуприцепа, которая здесь представлена лишь схематично. Кроме того, можно, например, с помощью показанного здесь только для примера и представленного лишь схематично ALB-датчика 9 автоматической зависимой от нагрузки системы торможения выполнить или инициализировать определение массы, например, через определение статической нагрузки на ось, соответственно, посредством сравнения ускорения/замедления, чтобы подать на устройство управления испытанием торможения состояние загрузки, соответственно, значение массы (сигнальная линия 4b) и тем самым ввести в соответствующее изобретению испытание системы торможения, так что испытание системы торможения может осуществляться в зависимости от загрузки и нагрузки.
Здесь следует упомянуть, что устройство 4 управления испытанием торможения только по причинам наглядности показано вне машины-тягача 1, но оно, разумеется, является составной частью бортового блока или образует отдельный функциональный модуль, который может наблюдаться и/или может обслуживаться из кабины водителя.
Наряду с определением массы, соответственно, загрузки прицепа или полуприцепа, можно с помощью ALB-датчика 9 автоматической зависимой от нагрузки системы торможения, при необходимости, перед описанной далее более подробно инициализацией испытания системы торможения, провести проверку достоверности в отношении того, что, например, желательный для прохождения участок пути пройден, и протестировано, являются ли подходящими эти определенные свойства участка пути. Конкретно, для этого, например, путем оценки ASR-сигналов и/или сигналов ALB-датчика, может определяться, идет ли речь об участке пути с нежелательными свойствами, например, с нежелательными неровностями (выбоинами, выпуклостями и т.д.), или речь идет о ровном участке с низким значением трения. Если это установлено, то испытание системы торможения в необходимом случае не инициируется, и, например, водителю указывается на новый тестируемый участок.
В качестве альтернативы этому, как показано на фиг.1 пунктиром, после инициализации испытания системы торможения проводится такая факультативная проверка достоверности, посредством которой, например, на основе определенных зарегистрированных ABS- и/или ASR-сигналов, названных только для примера, может быть получен вывод о том, может ли вообще быть проведено надлежащее испытание системы торможения. В рамках этого испытания можно затем, например, также установить дефект состояния шин автомобиля и, при необходимости, индицировать это водителю.
Как можно далее видеть из фиг.1, для случая, когда устройство 4 управления испытанием торможения распознает, что прицеплен новый полуприцеп 2, инициализируется испытание системы торможения и, например, водителю на дисплей 6 выводится соответствующая индикация (сигнальная линия 4с).
Если теперь при инициализированном испытании системы торможения автомобиль направляется водителем по предпочтительно ровному прямому участку или по участку пути с постоянным наклоном, то устройство 4 управления испытанием торможения выполняет предпочтительно самостоятельно определенный процесс торможения, который сохранен в устройстве 4 управления испытанием торможения для соответствующего определенного типа полуприцепа или случая загрузки. Например, здесь по показанной штрихпунктиром сигнальной линии 4b системы 5 торможения подается сигнал торможения, согласно которому, например, все шесть колес трех осей полуприцепа 2, как это показано на фиг.2а, после заданного участка пути, например, нагружаются максимальным давлением торможения, что при надлежащим образом работающей системе 5 торможения приводит по существу к блокировке шести колес 7. В качестве альтернативы этому, к системе 5 торможения полуприцепа может прикладываться только частичное давление торможения, пониженное относительно максимального давления торможения, как это показано на фиг.2а пиком, показанным справа в плоскости чертежа. Другие варианты давления при торможении представлены на фиг.2b и 2с и далее поясняются более подробно.
Через являющиеся, например, составными частями ABS/EBS-системы датчики 8 пробуксовывания и числа оборотов, имеющиеся на стороне колес, можно тогда от отдельных притормаживаемых колес сигналы 4d пробуксовывания и числа оборотов передавать в устройство 4 управления испытанием торможения, причем эти сигналы 4d числа оборотов обрабатываются в устройстве 4 управления испытанием торможения и/или сравниваются там с номинальными значениями, сохраненными для выбранного процесса торможения, например, номинальными значениями пробуксовывания и/или числа оборотов. Если фактические значение не отклоняются от номинальных значений, то по сигнальной линии 4е на дисплее 6 отображается надлежащим образом функционирующая система торможения полуприцепа 2. Однако для случая, когда, например, фактическое значение числа оборотов колеса отклонялось бы от номинального значения числа оборотов, то по сигнальной линии 4е выдается сигнал ошибки и на дисплее 6 индицируется, что имеет место ненадлежащим образом функционирующая система 5 торможения полуприцепа.
Этот описанный выше процесс проверки системы торможения схематично представлен на фиг.1 как блок-схема способа, причем после инициализации испытания системы торможения выполняется движение вдоль определенного участка пути и вводится определенный процесс торможения для n колес; понятие «n колес» при этом означает, что, как описано выше, является возможным все колеса 7 одновременно притормаживать или притормаживать только отдельные колеса или группы колес, в зависимости от предусмотренного для соответствующего типа полуприцепа испытательного образца. В особенности, для случая испытания по отдельности или группового испытания отдельных колесных тормозов в конце процедуры испытания по фиг.1 производится опрос, все ли колесные тормоза испытаны или нет.
Как видно из фиг.2b, в качестве альтернативы внезапному торможению или торможению рывком колес согласно фиг.2а, также может предусматриваться то, что колеса тормозятся плавно, при этом прикладывается, например, только значение давления, соответствующее частичному давлению от максимального давления торможения, с постепенным нарастанием и затем снижением. На фиг.2с, наконец, изображен случай, который по существу соответствует постепенному нагружению давлением торможения согласно фиг.2b, однако с той лишь разницей, что здесь давление торможения, которое прикладывается к колесу или соответствующему колесному тормозу, соответствует максимальному давлению торможения. Разумеется, лишь в качестве нескольких примеров, возможны другие варианты, например, волнистое нарастание давления торможения или линейное нарастание давления.