БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗАМИ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ С ПРИЦЕПОМ
BRAKES CONTROL UNIT OF CARGO CAR VEHICLE

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к грузовым автомобилям. Изобретение относится также к блоку управления тормозами грузового автомобиля с прицепом.
В документе DE 102010039301 A1 описано устройство помощи при трогании с места на подъеме (HSA - hill start aid). Данное устройство помощи при трогании с места на подъеме помогает водителю грузового автомобиля при трогании с места на подъеме, когда он должен одновременно удерживать автомобиль ножным тормозом, нажимать на педаль газа и переключать передачи.
Задачей данного изобретения является создание усовершенствованного варианта устройства помощи при трогании с места на подъеме.
Эту задачу решают при помощи признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах.
Согласно одному из аспектов изобретения блок управления тормозами грузового автомобиля включает:
- пневматическую схему управления тормозным устройством с контуром сжатого воздуха автомобиля для подачи определяемого заданной возможностью водителя тормозного давления на тормозящее грузовой автомобиль тормозное устройство и с контуром сжатого воздуха прицепа для подачи определяемого заданным значением тормозного давления на тормозящее прицеп тормозное устройство, и
- пневматическое устройство помощи при трогании с места для подачи определяемого скоростью движения грузового автомобиля дополнительного давления торможения на тормоз прицепа,
- причем пневматическое устройство помощи при трогании с места соединено пневматически с контуром сжатого воздуха прицепа пневматической схемы управления тормозным устройством. В основе блока управления тормозами по данному изобретению лежит идея, что вышеназванным устройством помощи при трогании с места можно управлять через антиблокировочную систему (ABS) и/или через антипробуксовочную систему (ASR), которые, однако, установлены только в тягаче, но не в прицепе. По техническим причинам при задействовании устройства помощи при трогании с места на подъеме необходимо торможение только приводной оси, за счет чего устройство помощи при трогании с места на более крутых подъемах и при большой загрузке относительно быстро вырабатывает свои возможности, что выражается в нехватке давления торможения, подаваемого исключительно на приводную ось, для остановки автомобиля, что приводит к возможности откатывания автомобиля.
Поэтому в блоке управления тормозами по данному изобретению давление торможения, подаваемое на приводную ось для устройства помощи при трогании с места на подъеме, направляют и в прицеп, чтобы обеспечить возможность совместного торможения прицепа и преодоления более крутых подъемов и более высоких нагрузок. Таким образом, можно снизить давление торможения, так как прицеп сам оттормаживает свой груз, что может снизить нагрузку на последовательно подключенные компоненты тормозной системы грузового автомобиля и обеспечить снижение расхода воздуха. В усовершенствованном варианте блок управления тормозами по данному изобретению включает перепускной клапан для передачи давления торможения или его направления на тормозное устройство прицепа в зависимости от высоты его положения. Под перепускным клапаном, известным также как "Select High Ventil", понимают два обратных клапана, подключенных в систему непоследовательно против направления из обратного действия. Таким образом, предотвращают поступление сжатого воздуха от места общего подключения обоих обратных клапанов в направлении соответствующих раздельных мест подключения обоих обратных клапанов и одновременно обеспечивают такую возможность в обратном направлении. Перепускной клапан гарантирует поступление сжатого воздуха исключительно из контура давления автомобиля или из устройства помощи при трогании с места в контур сжатого воздуха прицепа, но не в каком-либо ином направлении.
В особом усовершенствованном варианте блок управления тормозами по данному изобретению включает нагнетательный клапан, предназначенный для определения подаваемого далее давления. Этот нагнетательный клапан может быть выполнен, например, в виде исполнительного органа контура регулирования, определяющий высоту давления торможения в зависимости от того, находится ли автомобиль в движении, и, таким образом, минимизирующий в устройстве помощи при трогании с места на подъеме давление торможения, необходимое для остановки автомобиля. Особенно предпочтительным образом необходимое минимальное давление понижают с помощью названного блока управления тормозами, так как прицеп активно участвует в процессе торможения и необходимо более низкое суммарное усилие для торможения грузового автомобиля с прицепом, что способствует автоматической настройке давления торможения в контуре регулирования.
В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления блока управления тормозами по данному изобретению нагнетательный клапан служит исполнительным органом антипробуксовочной системы, что обеспечивает более разностороннее использование такого исполнительного органа ASR-системы. В другом усовершенствованном варианте блок управления тормозами по данному изобретению включает монтажную деталь схемы, предназначенную для направления управляющего тормозами давления на тормоза автомобиля.
Эта монтажная деталь схемы может быть, с одной стороны, предназначена для одновременного управления двумя клапанами антиблокировочной системы двух тормозных устройств оси грузового автомобиля. Таким образом, устройство помощи при трогании с места на подъеме совместно с клапаном ASR-системы интегрировано в ABS/ASR-систему грузового автомобиля.
В особенно предпочтительном варианте установлен двойной запорный клапан для распределения через пневматическую сеть дополнительного давления торможения между схемой управления тормозами и схемой устройства помощи при трогании с места, если дополнительное давление торможения приложено одновременно к двум тормозным устройствам автомобиля. Под двойным запорным клапаном, известным также как "Select Low Ventil", необходимо понимать клапан с двумя входами и одним выходом, избирающий из двух подаваемых на входе давлений самое низкое. В условиях обычной эксплуатации ABS/ASR-системы при раздельном торможении только двух колес автомобиля и вытекающей из этого разнице давления торможения на двух входах двойного запорного клапана этот клапан препятствует подаче давления торможения в контур сжатого воздуха прицепа. Это происходит только в том случае, если при задействовании устройства помощи при трогании с места на подъеме ABS-система управляет синхронно обоими колесами автомобиля, а на оба входа двойного запорного клапана поступает одинаковое давление торможения, которое может быть затем направлено в контур сжатого воздуха прицепа. Таким образом происходит разграничение ASR-системы и устройства помощи при трогании с места на подъеме и исключено их взаимное влияние друг на друга. Если грузовой автомобиль в качестве тягача для прицепа имеет три оси, то такой двойной запорный клапан для перенаправления давления установлен изначально, так что в блок управления тормозами по данному изобретению просто включают обычный блок управления тормозами, перекидной клапан, тройник после двойного запорного клапана и несколько метров трубопровода подачи сжатого воздуха.
В альтернативном дополнительном варианте выполнения блока управления тормозами по данному изобретению исполнительный орган включает перекидной клапан для отборки необходимого дополнительного давления. В основе этого варианта лежит идея, что встраивание устройства помощи при трогании с места на подъеме в ABS-систему автомобиля делает контур сжатого воздуха автомобиля практически неэффективным в случае включения устройства помощи при трогании с места на подъеме. В этом случае у водителя грузового автомобиля нет возможности для дополнительного повышения давления торможения, так как в контур сжатого воздуха встроены клапаны ABS-системы. Этот недостаток устраняют путем отбора давления торможения для устройства помощи при трогании с места на подъеме из иного контура сжатого воздуха, чем для ABS-системы.
В предпочтительном варианте выполнения блок управления тормозами по данному изобретению включает исполнительный орган для выбора между управляющим давлением антипробуксовочной системы и пониженным управляющим давлением антипробуксовочной системы.
Согласно другому аспекту данного изобретения устройство грузового автомобиля включает колесо, тормоз для оттормаживания колеса и блок управления тормозами по данному изобретению для управления тормозом автомобиля. К грузовому автомобилю может быть подсоединен прицеп, торможение которого происходит в этом случае не только при нажатии на тормоз водителем, но и при включении в работу устройства помощи при трогании с места на подъеме. Но прицеп необязательно подцепляют к названному грузовому автомобилю. Описанные выше свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также вид и способ достижения их технического результата уточнены и пояснены в нижеследующем описании вариантов выполнения с привлечением для более полного понимания чертежей, на которых представлено следующее:
фиг.1 - двухконтурная тормозная система грузового автомобиля с одной передней осью и двумя задними осями;
фиг.2 - первый вариант выполнения второго контура тормозной системы по фиг.1;
фиг.3 - второй вариант выполнения второго контура тормозной системы по фиг.1.
На фигурах одни и те же технические элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и приведены в описании только один раз.
На фиг.1 показана двухконтурная тормозная система 2 не показанного в деталях грузового автомобиля с передней осью 4 и двумя задними осями 6, 8. При этом первая задняя ось 6 расположена в направлении от передней оси 4 перед второй задней осью 8. Устройство грузового автомобиля может также включать только две оси, это будет подробно раскрыто в соответствующих местах нижеследующего описания.
В настоящем варианте выполнения двухконтурная тормозная система 2 включает первый тормозной контур 10 для торможения колес 12 передней оси 4, что показано на фиг.1 пунктирной линией. Второй тормозной контур 14 двухконтурной тормозной системы 2, показанный на фигурах сплошной линией, предназначен для торможения колес 12 обеих задних осей 6, 8. В настоящем варианте выполнения управляющее давление торможения и давление системы питания для простоты восприятия сведены в одно давление торможения. Такое объединение не влияет на принцип действия изобретения.
Источник давления 16 снабжает первый контур 10 управления тормозами первым воздушным давлением 18 источника. Приведение в действие водителем грузового автомобиля исполнительного органа 20, под которым далее понимают педаль 20 тормоза, преобразует известным для специалиста способом это первое воздушное давление 18 источника в первое воздушное тормозное давление 22. Первое воздушное тормозное давление 22 поступает затем через нижеописанные клапаны 24 системы ABS на тормоза 26 для торможения колес 12 передней оси 4. Дополнительно первое воздушное тормозное давление 22 поступает на стыковочный узел 28 для прицепа, чтобы привести в действие тормоза не изображенного здесь прицепа грузового автомобиля. Стыковочный узел 28 для прицепа выполнен таким образом, что не возникает потери давления в случае, если к грузовому автомобилю не подключен прицеп.
В данном варианте выполнения схема 30 воздушного давления источника, которая будет описана ниже, снабжает второй контур 14 управления тормозами вторым воздушным давлением 32 источника, независимым от первого воздушного давления 18 источника. Как и в первом контуре 10 управления тормозами, приведение в действие педали 20 тормоза преобразует второе воздушное давления 32 источника во второе воздушное тормозное давление 34, которое может быть задействовано описанным ниже образом для управления тормозами 26 колес 12 двух задних осей 6, 8. Кроме этого второе воздушное тормозное давление 34 также поступает на стыковочный узел 28 для прицепа. Таким образом образована двухконтурная тормозная система 2, с помощью которой водитель грузового автомобиля может затормозить даже в случае возникновения потерь давления в обоих тормозных контурах 10, 14.
Второе воздушное тормозное давление 34 поступает на перекидной клапан 36, который выбирает воздушное управляющее давление 38 из воздушного тормозного давления 34 или тормозного давления 40 ASR-системы в зависимости от того, какое из этих двух давлений выше. Тормозное давление 40 ASR-системы возникает в известной из уровня техники антипробуксовочной системе, называемой также системой управления тяговым усилием, и должно зависеть от заданного водителем через педаль 20 тормоза второго воздушного тормозного давления 34. Выбранное воздушное управляющее давление 38 поступает затем также через описанные ниже клапаны 24 ABS-системы на тормоза 26 колес 12 первой задней оси 6.
Вторая задняя ось 8, как указано выше, является опционом. При наличии второй задней оси 8 через клапаны 24 ABS-системы воздушные управляющие давления 38 поступают на двойной запорный клапан 42, который всегда подает наименьшее из этих двух воздушных управляющих давлений 38 на тормоза 26 колес 12 второй задней оси 8.
Клапаны 24 ABS-системы - это детали известной для специалиста антиблокировочной системы. Эта система выполнена таким образом, чтобы путем селективного управления отдельными тормозами 26 предотвратить их блокировку. Поэтому и в направлении поступления давления перед каждым тормозом передней оси 4 и первой задней оси 6 установлен клапан 24 ABS-системы. При включении антиблокировочной системы в процессе торможения на первой задней оси 6 на оба тормоза 26 первой задней оси 6 через клапаны 24 ABS-системы поступают разные по величине воздушные управляющие давления 38, разделенные при наличии второй задней оси 8 двойным запорным клапаном 42. На тормоза 26 второй задней оси 8 в этом случае поступает более низкое из двух воздушных управляющих давлений 38. Это не влияет на процесс обычного торможения без задействования ABS-системы, так как на двойной запорный клапан 42 в этом случае поступают равные по величине воздушные управляющие давления 38 с равной почти нулю разницей давления, если таковая вообще присутствует.
В данном варианте выполнения второй тормозной контур 14 может задействовать устройство помощи при трогании с места на подъеме, удерживающее грузовой автомобиль с помощью тормозов 26 на месте и отпускающее тормоза 26 при нажатии водителем грузовика педали газа. Устройство помощи при трогании с места на подъеме подключает тормоза 26 первой задней оси 6 и второй задней оси 8 при ее наличии, если скорость грузового автомобиля снижается ниже заданной скорости, например, ниже нулевой, и отключает тормоза, если грузовому автомобилю необходимо двигаться, например, с определенным, заданным крутящим моментом.
На фиг.2 изображен второй тормозной контур 14 по фиг.1 с первым вариантом выполнения устройства помощи при трогании с места на подъеме. В данном варианте выполнения устройство помощи при трогании с места на подъеме реализовано с помощью клапанов 24 ABS-системы. С этой целью изображенная на фиг.1 только схематично пневмосхема 30 источника давления включает источник 16 давления, подающий второе воздушное давление 32 источника. Кроме этого второе воздушное давление 32 источника подают через клапан 44 ASR-системы, преобразующий в названной системе второе воздушное давление 32 источника в давление 40 ASR-системы.
При подключении устройства помощи при трогании с места на подъеме, которое происходит независимо от педали 20 тормоза, клапан 44 ASR-системы задает воздушное давление в виде воздушного давления 38, управляющего устройством помощи при трогании с места на подъеме, независимо от педали 20 тормоза. Через клапаны 24 ABS-системы воздушное управляющее давление 38 с необходимой для надежного удержания грузового автомобиля на подъеме величиной поступает одновременно на оба тормоза 26. В данном варианте выполнения воздушное управляющее давление 38 в случае торможения устройством помощи при трогании с места на подъеме должно быть подано на стыковочный узел 28 для прицепа. Для этого независимо от наличия или отсутствия второй задней оси 8 установлен двойной запорный клапан 42. Двойной запорный клапан 42 при обычной срабатывании ABS-системы пневматически разделяет оба тормоза 26 первой задней оси 6 друг от друга, но подает воздушное управляющее давление 38 по показанному на фиг.2 пунктиром трубопроводу на стыковочный узел 28 для прицепа, если тормоза 26 получают команду в рамках обычного процесса торможения или при срабатывании устройства помощи при трогании с места на подъеме. Между педалью 20 тормоза и стыковочным узлом 28 для прицепа в данном варианте выполнения установлен перекидной клапан 36, который подает или второе воздушное тормозное давление 34, или воздушное управляющее давление 38 в зависимости от того, какое их этих двух давлений выше, на стыковочный узел 28 для прицепа.
Но для реализации данного варианта выполнения необходимы, таким образом, дополнительный, показанный на фиг.2 пунктиром трубопровод сжатого воздуха, а также перекидной клапан 36 для подачи воздушного управляющего давления 38 в рамках устройства помощи при трогании с места на подъеме и на прицеп грузового автомобиля. В случае отсутствия у грузового автомобиля второй задней оси 8 необходим дополнительный двойной запорный клапан 42.
На фиг.3 изображен второй тормозной контур 14 по фиг.1 с первым вариантом выполнения устройства помощи при трогании с места на подъеме.
В данном варианте выполнения устройство помощи при трогании с места на подъеме реализовано с помощью клапана 46 ограничения давления, который ограничивает второе воздушное давление 32 источника и управляет специально предназначенным для устройства помощи при трогании с места подъеме клапаном 44 ASR-системы. Ограниченное давление из соответствующего клапана 44 ASR-системы и ограниченное давление из другого клапана 44 ASR-системы встречаются в дополнительном перекидном клапане 36 и более высокое из обоих давлений вышеописанным способом преобразуют дальше в воздушное управляющее давление 38. Дополнительный перекидной клапан 36 определяет выбор того или иного воздушного давления.
В данном варианте выполнения выходное давление из соответствующего клапана 44 ASR-системы, ограниченное клапаном 46 ограничения давления, поступает в дополнительно установленный на фиг.2 перекидной клапан 36 по показанному на фиг.3 пунктиром трубопроводу. Здесь становится понятным предназначение перекидного клапана 36, установленного между обоими клапанами 44 ASR-системы и препятствующего попаданию воздушного давления на стыковочный узел 28 для прицепа при обычном срабатывании ASR-системы. Несмотря на то, что с технической стороны данный вариант выполнения более затратен по сравнению с вариантом выполнения по фиг.2, преимущество данного варианта состоит в том, что устройство помощи при трогании с места на подъеме выполняют независимо от клапанов 24 ABS-системы, за счет чего отпадает необходимость их задействования (и перегрузки).