RU214361U1

RU214361U1 - Vehicle emergency braking device

Info

Publication number: RU214361U1
Application number: RU2022122460U
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Тарабрин; Евгений Владимирович Юрченко; Алесей Александрович Чикин; Дмитрий Евгеньевич Козлов; Павел Валентинович Скворченков
Original assignee: Акционерное общество "Фирма ТВЕМА"
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2022-10-25

Abstract

Полезная модель относится к области транспортной техники, преимущественно железнодорожной. Устройство экстренного торможения транспортного средства содержит тормозной узел, включающий тормозную педаль (1), выполненную подпружиненной посредством пружины (2). Тормозная педаль (1) связана с рабочими тормозными цилиндрами и со снабженным подвижным штоком (8) актуатором (4). Устройство содержит электронный командный блок (3), выполненный с возможностью обеспечения дистанционного управления. Актуатор (4) подключен к его выходу. Устройство содержит также CAN-адаптер (10) и потенциометр (11), подключенные к соответствующим входам электронного командного блока (3). CAN-адаптер (10) связан с электронной сетью исполнительных узлов и датчиков транспортного средства. Потенциометр (11) связан с подвижным штоком (8) актуатора (4). Такая конструкция повышает эксплуатационную эффективность устройства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

The utility model relates to the field of transport technology, mainly railway. The emergency braking device of the vehicle contains a brake assembly, including a brake pedal (1) made spring-loaded by means of a spring (2). The brake pedal (1) is connected with the working brake cylinders and with the actuator (4) provided with a movable rod (8). The device contains an electronic command unit (3) configured to provide remote control. The actuator (4) is connected to its output. The device also contains a CAN adapter (10) and a potentiometer (11) connected to the corresponding inputs of the electronic command block (3). CAN adapter (10) is connected to the electronic network of actuating units and sensors of the vehicle. The potentiometer (11) is connected to the movable rod (8) of the actuator (4). This design improves the operational efficiency of the device. 5 z.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортной техники и может использоваться для дистанционного управления тормозной системой транспортного средства, преимущественно автомобиля на комбинированном ходу, в том числе при его передвижении по железнодорожному пути. The utility model relates to the field of transport technology and can be used for remote control of the braking system of a vehicle, mainly a car on a combined course, including when it is moving along a railway track.

Известны тормозные устройства, в которых транспортное средство снабжено дополнительными тормозными элементами, например, устанавливаемыми под протектором колес тормозными колодками, приводящимися водителем в рабочее положение через тросовую систему рычагом экстренной остановки (например, RU 2049002 С1, 1995). Однако такие устройства малоэффективны, поскольку процесс торможения инициирует только сам водитель.Brake devices are known in which the vehicle is equipped with additional brake elements, for example, brake pads installed under the wheel tread, brought into position by the driver through a cable system with an emergency stop lever (for example, RU 2049002 C1, 1995). However, such devices are ineffective, since the braking process is initiated only by the driver himself.

Известны устройства торможения, в которых сигнал на торможение передается водителю по радиоканалу извне транспортного средства (например, RU 2240600 С1, 2004). Это позволяет лучше оценить оперативную обстановку на пути транспортного средства, однако такие устройства также малоэффективны, поскольку само начало торможения зависит только от водителя.Braking devices are known in which the braking signal is transmitted to the driver via a radio channel from outside the vehicle (for example, RU 2240600 C1, 2004). This allows a better assessment of the operational situation on the path of the vehicle, however, such devices are also ineffective, since the start of braking itself depends only on the driver.

Известно также устройство экстренного торможения, содержащее тормозной узел, включающий выполненную подпружиненной тормозную педаль, связанную через рычажно-шарнирный механизм с рабочими тормозными цилиндрами, при этом для дублирования тормозного устройства введена вспомогательная тормозная педаль, связанная с рабочими тормозными гидроцилиндрами и размещенная вблизи от основной тормозной педали (RU 74507 U1, 2008). Экстренное торможение транспортного средства может осуществляться без участия водителя при нажатии на вспомогательную тормозную педаль сопровождающим водителя лицом (например, инструктором). Однако такое устройство не позволяет обеспечить экстренное торможение транспортного средства в необходимых случаях дистанционно и вне зависимости от «человеческого фактора», например, когда водитель и сопровождающие лица не имеют оперативной информации о создавшейся неблагоприятной обстановке на пути следования.It is also known an emergency braking device containing a brake assembly, including a spring-loaded brake pedal connected through a lever-hinge mechanism with working brake cylinders, while for duplicating the brake device, an auxiliary brake pedal is introduced, connected with working brake hydraulic cylinders and located near the main brake pedal (RU 74507 U1, 2008). Emergency braking of the vehicle can be carried out without the participation of the driver when the auxiliary brake pedal is pressed by a person accompanying the driver (for example, an instructor). However, such a device does not allow for emergency braking of the vehicle, if necessary, remotely and regardless of the "human factor", for example, when the driver and accompanying persons do not have operational information about the unfavorable situation created along the route.

Известны и другие устройства экстренного торможения (например, SU 1661822 А1, 1991; RU 2110848 С1, 1998; US 4949817 А, 1991; JP 2003-122244, 2003). Однако во всех из них не предусмотрена возможность дистанционного торможения без вмешательства водителя, например, не владеющего оперативной информацией о состоянии пути или состояния узлов и датчиков транспортного средства, заснувшего, потерявшего сознание и т.д. Особенно актуальной становится проблема экстренного торможения при движении транспортного средства по железнодорожным путям.Other emergency braking devices are also known (for example, SU 1661822 A1, 1991; RU 2110848 C1, 1998; US 4949817 A, 1991; JP 2003-122244, 2003). However, all of them do not provide for the possibility of remote braking without the intervention of the driver, for example, who does not have operational information about the state of the path or the state of the nodes and sensors of the vehicle, who fell asleep, lost consciousness, etc. Particularly relevant is the problem of emergency braking when the vehicle is moving along the railway tracks.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство экстренного торможения транспортного средства, содержащее тормозной узел, включающий выполненную подпружиненной тормозную педаль, связанную с рабочими тормозными цилиндрами и со снабженным подвижным штоком актуатором, подключенным к выходу электронного командного блока, выполненного с обеспечением возможности дистанционного управления (RU 127013 U1, 2013). Устройство может обеспечивать начало и процесс экстренного торможения автоматически независимо от водителя за счет дистанционного дублирования процесса торможения. Дистанционное управление в устройстве обеспечивается преимущественно посредством радиоканала, а также с использованием электрической цепи или автоматической локомотивной сигнализации. Однако управляющий сигнал при этом недостаточно информативен, поскольку не учитывает функционирование единой сети исполнительных узлов и датчиков транспортного средства, а также отсутствует возможность оптимального регулирования степени торможения. Поэтому это устройство не обладает высокой эксплуатационной эффективностью.Of the known devices, the closest to the proposed one is an emergency braking device of a vehicle, containing a brake assembly, including a spring-loaded brake pedal connected to the working brake cylinders and with an actuator equipped with a movable rod connected to the output of an electronic command unit, made with the possibility of remote control ( RU 127013 U1, 2013). The device can provide the start and process of emergency braking automatically, independently of the driver, due to remote duplication of the braking process. Remote control in the device is provided mainly by means of a radio channel, as well as using an electrical circuit or automatic locomotive signaling. However, the control signal in this case is not informative enough, since it does not take into account the functioning of a single network of actuating units and sensors of the vehicle, and there is also no possibility of optimal control of the degree of braking. Therefore, this device does not have high operational efficiency.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в создании устройства экстренного торможения транспортного средства, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности устройства экстренного торможения транспортного средства.The technical problem solved by the utility model is to create a device for emergency braking of a vehicle, devoid of the shortcomings of the prototype. The technical result provided by the utility model is to increase the operational efficiency of the vehicle's emergency braking device.

Это достигается тем, что в устройство экстренного торможения транспортного средства, содержащего тормозной узел, включающий выполненную подпружиненной тормозную педаль, связанную с рабочими тормозными цилиндрами и со снабженным подвижным штоком актуатором, подключенным к выходу электронного командного блока, выполненного с обеспечением возможности дистанционного управления, введены связанный с электронной сетью исполнительных узлов и датчиков транспортного средства CAN-адаптер и связанный с подвижным штоком актуатора потенциометр, при этом CAN-адаптер и потенциометр подключены к соответствующим входам электронного командного блока. Электронный командный блок может быть выполнен с обеспечением возможности связи с системой глобального позиционирования. Связь тормозной педали с рабочими цилиндрами может быть выполнена посредством рычажно-шарнирного или гидравлического механизма. Связь тормозной педали с актуатором может быть выполнена посредством тросовой передачи. Тросовая передача может быть соединена с тормозной педалью с обеспечением возможности самостоятельного функционирования тормозной педали.This is achieved by the fact that in the device for emergency braking of the vehicle, containing a brake assembly, including a spring-loaded brake pedal connected to the working brake cylinders and with an actuator equipped with a movable rod connected to the output of an electronic command unit, made with the possibility of remote control, a connected with an electronic network of actuating units and sensors of the vehicle, a CAN adapter and a potentiometer connected to the movable actuator rod, while the CAN adapter and potentiometer are connected to the corresponding inputs of the electronic command unit. The electronic command unit may be configured to communicate with the global positioning system. The connection of the brake pedal with the working cylinders can be performed by means of a lever-articulated or hydraulic mechanism. The connection of the brake pedal with the actuator can be performed by means of a cable transmission. The cable transmission may be connected to the brake pedal to enable independent operation of the brake pedal.

Указанный технический результат обеспечивается в рамках реализации назначения всей совокупностью существенных признаков, представленной в формуле полезной модели, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. Устройство экстренного торможения транспортного средства представляет собой одно устройство, конструктивные элементы которого, характеризуемые соответствующими существенными признаками, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны (находятся в конструктивно-функциональном единстве). Их совместное использование привело к созданию нового устройства с указанным техническим результатом. Все конструктивные элементы устройства объединены в единую конструкцию и при его изготовлении соединяются между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе.The specified technical result is provided within the framework of the implementation of the assignment by the entire set of essential features presented in the formula of the utility model, each feature of which is necessary, and together they are sufficient to solve the specified technical problem and to achieve the specified technical result. The emergency braking device of a vehicle is a single device, the structural elements of which, characterized by the relevant essential features, are in a constructive unity and are functionally interconnected (are in a constructive-functional unity). Their joint use led to the creation of a new device with the specified technical result. All structural elements of the device are combined into a single structure and, during its manufacture, are interconnected by assembly operations at the manufacturer.

На чертеже показана структурная схема устройства экстренного торможения транспортного средства.The drawing shows a block diagram of the emergency braking device of the vehicle.

Устройство содержит тормозной узел, включающий тормозную педаль 1, выполненную подпружиненной посредством пружины 2. Тормозная педаль 1 связана, например, посредством рычажно-шарнирного механизма или посредством гидравлического механизма с рабочими тормозными цилиндрами, например, гидроцилиндрами или пневмоцилиндрами транспортного средства (на чертеже не показаны). Устройство содержит электронный командный блок 3 и подключенный к его выходу актуатор 4, связанный с тормозной педалью 1. Актуатор 4 выполнен преимущественно в виде размещенного в герметичном корпусе 5 привода 6 линейных перемещений на основе двигателя 7 постоянного тока и снабжен подвижным (выдвигающимся) штоком 8. Связь тормозной педали 1 с актуатором 4 выполнена, например, посредством тросовой передачи 9. Соединение тросовой передачи 9 с тормозной педалью 1 выполнено преимущественно с обеспечением возможности самостоятельного функционирования тормозной педали 1 и может быть выполнено быстросъемным. Электронный командный блок 3 выполнен с возможностью обеспечения дистанционного управления. Он может быть, например, снабжен радиоприемником управляющего сигнала, подаваемого извне транспортного средства, а также размещенной в транспортном средстве управляющей кнопкой, связанной электрической цепью с электронным командным блоком 3 (на чертеже не показаны). Ко входу электронного командного блока 3 подключен CAN-адаптер 10 (Controller Aree Network Adapter), связанный с электронной сетью исполнительных узлов и датчиков транспортного средства (на чертеже не показаны). Электронный командный блок 3 может быть выполнен с обеспечением возможности связи с системой глобального позиционирования, преимущественно посредством приемника сигналов системы ГЛОНАСС. Устройство содержит также потенциометр 11, например, резистивного типа, связанный с подвижным штоком 8 актуатора 4. Потенциометр И размещен преимущественно в герметичном корпусе 5 привода 6 линейных перемещений и подключен к электронному командному блоку 3.The device contains a brake assembly, including a brake pedal 1, made spring-loaded by means of a spring 2. The brake pedal 1 is connected, for example, by means of a lever-hinge mechanism or by means of a hydraulic mechanism with working brake cylinders, for example, hydraulic cylinders or pneumatic cylinders of the vehicle (not shown in the drawing) . The device contains an electronic command unit 3 and an actuator 4 connected to its output, connected to the brake pedal 1. The actuator 4 is made mainly in the form of a linear displacement drive 6 placed in a sealed housing 5 based on a DC motor 7 and equipped with a movable (retractable) rod 8. The connection of the brake pedal 1 with the actuator 4 is made, for example, by means of a cable transmission 9. The connection of the cable transmission 9 with the brake pedal 1 is made mainly with the possibility of independent operation of the brake pedal 1 and can be made quickly. The electronic command unit 3 is configured to provide remote control. It can be, for example, equipped with a radio control signal supplied from outside the vehicle, as well as a control button located in the vehicle, connected by an electrical circuit with an electronic command unit 3 (not shown in the drawing). To the input of the electronic command unit 3 connected to the CAN-adapter 10 (Controller Aree Network Adapter) associated with the electronic network of the actuator units and sensors of the vehicle (not shown). The electronic command unit 3 may be configured to communicate with the global positioning system, preferably via a GLONASS signal receiver. The device also contains a potentiometer 11, for example, of a resistive type, connected to the movable rod 8 of the actuator 4. The potentiometer And is located mainly in the sealed housing 5 of the drive 6 linear displacement and is connected to the electronic command unit 3.

При подаче управляющего сигнала на электронный командный блок 3, он вырабатывает электрический сигнал, величиной преимущественно 12 В, подаваемый на актуатор 4. Актуатор 4, например, через тросовую передачу 9 передает механическое усилие на тормозную педаль 1 и движение транспортного средства затормаживается. Управляющий сигнал может передаваться по радиоканалу, с CAN-шины транспортного средства или путем нажатия управляющей кнопки. Дистанционное управление возможно также осуществить с использованием автоматической локомотивной сигнализации, при этом размещаемое на железнодорожном пути транспортное средство должно быть снабжено приемными индуктивными катушками, связанными посредством магнитного поля с рельсами (на чертеже не показаны). Использование связи электронного командного блока 3 с системой глобального позиционирования дает возможность приведения устройства экстренного торможения в действие в зависимости от координат места нахождения транспортного средства, например, не позволяя ему выехать из определенной зоны. Использование связи электронного командного блока 3 с CAN-сетью транспортного средства, объединяющей все его исполнительные узлы и датчики, позволяет расширить информативность управляющих сигналов для экстренного торможения. При этом сигнал на экстренное торможение может быть получен, например, от датчика, выдавшего сигнал, соответствующий нештатной ситуации. Команды из CAN-сети (с CAN-шины) поступают на CAN-адаптер 10, который преобразует их в аналоговые сигналы, поступающие на электронный командный блок 3. Введение в устройство потенциометра 11, связанного с подвижным штоком 8 актуатора 4 и электронным командным блоком 3, позволяет оптимально регулировать степень торможения. При выдвижении подвижного штока 8 изменяется электрическое сопротивление потенциометра 11 и формируется соответствующий сигнал, величина которого определяется величиной выдвижения подвижного штока 8. При этом может быть выполнена как полная остановка транспортного средства, так и его частичное торможение. Введение в устройство CAN-адаптера совместно с потенциометром и их соответствующие связи позволяют повысить эксплуатационную эффективность устройства экстренного торможения. Установленная на транспортное средство устройство экстренного торможения не создает препятствий для функционирования его штатной тормозной системы, т.е. тормозная педаль 1 может использоваться самостоятельно, независимо от системы торможения в целом. Устройство легко монтируется и, при необходимости, демонтируется. Его использование особенно эффективно при движении транспортного средства по железнодорожному пути, когда требуется экстренно прекратить движение транспортного средства в зависимости от оперативной обстановки на путях и других обстоятельств, которыми может в данный момент не владеть водитель. При этом начало и процесс экстренного торможения могут осуществляться автоматически с полным исключением «человеческого фактора».When a control signal is applied to the electronic command unit 3, it generates an electrical signal, predominantly 12 V, applied to the actuator 4. The actuator 4, for example, through a cable transmission 9 transmits a mechanical force to the brake pedal 1 and the vehicle movement is braked. The control signal can be transmitted over a radio channel, from the vehicle's CAN bus or by pressing a control button. Remote control can also be carried out using automatic locomotive signaling, while the vehicle placed on the railway track must be equipped with receiving inductive coils connected by a magnetic field to the rails (not shown in the drawing). Using the connection of the electronic command unit 3 with the global positioning system makes it possible to activate the emergency braking device depending on the coordinates of the location of the vehicle, for example, preventing it from leaving a certain area. The use of communication between the electronic command unit 3 and the CAN network of the vehicle, which unites all its executive units and sensors, makes it possible to expand the information content of control signals for emergency braking. In this case, a signal for emergency braking can be received, for example, from a sensor that issued a signal corresponding to an emergency situation. Commands from the CAN network (from the CAN bus) are sent to the CAN adapter 10, which converts them into analog signals sent to the electronic command unit 3. Introduction to the device of a potentiometer 11 connected to the moving rod 8 of the actuator 4 and the electronic command unit 3 , allows you to optimally adjust the degree of braking. When extending the movable rod 8, the electrical resistance of the potentiometer 11 changes and a corresponding signal is generated, the value of which is determined by the amount of extension of the movable rod 8. In this case, both a complete stop of the vehicle and its partial braking can be performed. The introduction of a CAN adapter together with a potentiometer and their respective connections to the device can improve the operational efficiency of the emergency braking device. The emergency braking device installed on the vehicle does not create obstacles for the functioning of its standard braking system, i.e. brake pedal 1 can be used independently, independently of the braking system as a whole. The device is easily mounted and, if necessary, dismantled. Its use is especially effective when a vehicle is moving along a railway track, when it is required to urgently stop the movement of the vehicle, depending on the operational situation on the tracks and other circumstances that the driver may not be aware of at the moment. In this case, the start and process of emergency braking can be carried out automatically with the complete exclusion of the "human factor".

Пример осуществления. Устройство экстренного торможения установлено на автомобиль УА3-3163 «Патриот» на комбинированном ходу ЛДМ-1 (лаборатория дефектоскопная мобильная). В качестве актуатора 4 использован линейный актуатор 01KS3-12-30-100-POT-IP65. В качестве потенциометра 11 использован встроенный потенциометр с напряжением питания 12 В и диапазоном изменения электрического сопротивления 0,3-9,7 Ом. В качестве CAN-адаптера использован модуль преобразования в аналоговый сигнал с напряжением 12 В. В процессе опытной эксплуатации устройства оно показало высокую эксплуатационную эффективность, обеспечивая надежное функционирование при различных управляющих сигналах экстренного торможения.Implementation example. The emergency braking device is installed on the UA3-3163 "Patriot" car on the LDM-1 combined track (mobile flaw detection laboratory). The linear actuator 01KS3-12-30-100-POT-IP65 was used as actuator 4. As a potentiometer 11, a built-in potentiometer with a supply voltage of 12 V and a range of electrical resistance of 0.3-9.7 Ohm was used. A module for converting to an analog signal with a voltage of 12 V was used as a CAN adapter. During the trial operation of the device, it showed high operational efficiency, ensuring reliable operation with various emergency braking control signals.

Устройство экстренного торможения, выполненное в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с аналогичными известными, обеспечивая независимое от водителя оптимальное управление торможением транспортного средства. Устройство просто по конструкции, надежно в эксплуатации и обладает высокой степенью универсальности.The emergency braking device, made in accordance with the utility model, has a higher operational efficiency compared to similar known ones, providing optimal control of the vehicle braking independent of the driver. The device is simple in design, reliable in operation and has a high degree of versatility.

Claims

1. An emergency braking device of a vehicle, containing a brake assembly, including a spring-loaded brake pedal, connected to the working brake cylinders and with an actuator provided with a movable rod, connected to the output of an electronic command unit, made with the possibility of remote control, characterized in that it a CAN adapter connected to the electronic network of actuating units and sensors of the vehicle and a potentiometer connected to the movable actuator rod are introduced, while the CAN adapter and the potentiometer are connected to the corresponding inputs of the electronic command unit.

2. The emergency braking device according to claim 1, characterized in that the electronic command unit is configured to communicate with the global positioning system.

3. The emergency braking device according to claim 1, characterized in that the brake pedal is connected to the working cylinders by means of a lever-hinge mechanism.

4. The emergency braking device according to claim 1, characterized in that the brake pedal is connected to the working cylinders by means of a hydraulic mechanism.

5. The emergency braking device according to claim 1, characterized in that the brake pedal is connected to the actuator by means of a cable transmission.

6. The emergency braking device according to claim 5, characterized in that the cable transmission is connected to the brake pedal so that the brake pedal can operate independently.