HUT52730A - Electronic brake system for motor vehicles - Google Patents

Description

ELEKTRONIKUS FÉKRENDSZER GÉPJÁRMŰVEKHEZ

LUCAS IKUUSTRIES PUBLIC LTD., CO, Birmingham, GB

Feltalálók: Malcólm BREARLEY iaérnök, Solihull, West Midlands, G2 Richard MOSELEY ¥111 eme-amórnök-, Cubbington, GB

Bejelentés napja: 1989. 11. 17.^ __

Elsőbbsége: 1988. 11. 19.^x(8827101.0) GB

A találmány tárgya elektronikus fékrendszer olyan gépjárművekhez, amelyek vontatóból és saját elektronikus fékrendszerrel (EBS) nem rendelkező utánfutóból állnak. Az ilyen vontatók tehát el vannak látva elektronikus fékrendszerrel.

Az ismert elrendezéseknél a vontatóhoz vonócsuklón keresztül kapcsolt pótkocsi számára a vezető fékezési szándékát, azaz a fékezési igényt pneumatikus nyomásjel formájában továbbítják a pótkocsihoz, amely nyomás jelet általában a vontató

68326-325/MJ elektronikus fékrendszere állít elő. A vontatónak ezt a fékigényre vonatkozó nyomás jelét azután át kell alakítani, hogy alkalmas legyen mind a vontató, mind pedig a pótkocsi számára az adott üzeni feltételek között.

Ismert ilyen berendezés például a 301’018 számú európai szabadalmi leírásból. Ennél a berendezés méri a vontató és a pótkocsi közötti vonócsuklón ébredő erőket például erőérzékelő segítségével. A mért értéket szervo-mechanizmussal közlik, amely automatikusan működteti, illetve állítja a fékeket csupán a vontatón, amihez olyan hibajelet használ, amelyet a vontató és az utánfutó közötti vonócsuklón ébredő erő nagyságából és irányából képeznek.

Jóllehet a fent említett európai szabadalmi leírás szerinti berendezés a korábbi pótkocsis járnűrendszerek továbbfejlesztéseként tekinthető - amelyeknél a vonnató és a fékrendszer között nincs semmiféle visszacsatolás -, további problémákkal kell számolni a fenti iratból ismert megoldásnál is, amit az alábbiakban részletesebben fogunk kifejteni. Ilyen problémaként nevezhető meg, hogy ez a fékrendszer bizonyos hibaszituációkban megkísérel korrigálni azzal, hogy csökkenti a fékhatást a pótkocsinál. Ezzel azonban az egész gépjármű kívánt fékezése valójában nem oldható meg.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosság kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített elektronikus fékrendszer létrehozása pótkocsis gépjárművekhez, amellyel a pótkocsi fékezése is jelentősen tökéletesíthető a mindenkori menetviszonyoknak megfelelően.

A kitűzött feladat megoldásához tehát olyan pótkocsis gép- 3 • · . ·· · · ·····« ·«· * jármüvekhez való elektronikus fékrendszerből indultunk ki, amelynek külön nyomásszabályzó csatornája van és ez a pótkocsi üzemi féknyomás jelét előállítani képes, ha a vcntató bármelyik tengelyén érzékeli a vezető fékezési szándékát, továbbá a vontatónál a nyomás jelszint a vezető fékezési szándékának megfelelő villamos jelnek a pótkocsi által a vontatóra kifejtett és a vonócsuklón mért terheléssel módosított értéke függvényében van beállítva. Az ilyen pótkocsis gépjárműnél tehát a pótkocsi nem rendelkezik saját elektronikus fékrendszerrel.

A jelen találmány lényege, hogy mind a vontató, mind pedig az utánfutó számára külön korrekciós-körről gondoskodtunk. Ezek közül a vontató korrekciós-köre a járműlassulásnak a vezető fékezési szándékának megfelelő jellel való összehasonlításából képzett lassulási hibát érzékeli, míg az utánfutó, korrekciós-köre a vonócsukló terhelését - hibajelek révén - érzékeli, továbbá a korrkciós-körök úgy vannak elrendezve, illetve úgy működnek együtt, hogy koordinált módon korrekciós összehangolásokat végeznek a gépjármű kívánt lassulásának eléréséhez.

Célszerű az olyan kiviteli alak, amelynél a pótkocsi korrekciós-körében a pótkocsi üzemi féknyomásigénye pótkocsi féktényező-ként sokszorozva memóriában van tárolva_?és előre beállított névleges értékből ez megállások sorozatává úgy van feldolgozva, hogy az egymást követő megállások szintjét képezi, amelyben a vonócsukló eredeti terhelésállapotát fenntartja, de ez az állítás együtt történik a vontató korrekciós-körének korrekciós átállításával, így a korrekciós-körök úgy vannak beállítva, hogy a kívánt járműlassulást a fékezésnek a vontató és a pótkocsi közötti megfelelő megosztásával érjék el.

♦ ♦ ·♦ • · * · · ·

Célszerűen a hibajelek úgy vannak feldolgozva, hogy a megteendő korrekciós állításokat koordináltan úgy tegyék lehetővé, hogy először az utánfutó fékezési arányát állítsa be, engedélyt adva, hogy a pótkocsi fékerőbemenet mint a tervezett lassulási hiba jusson a vontató korrekciós-körébe, majd mindkét korrekciós-kört átállítsa a gépjármű kívánt teljes lassulásához, ha a vonócsukló terhelései érzékelhetően az előírt értékűek.

A vontató és a pótkocsi fékezési szintje közötti komoly eltéréseket jelző, nagy vonócsukló-terhelések megálláskor előnyösen vész-átállítást okoznak a megfelelő korrekciós-körben, ezáltal kedvezőbb egyensúlyi állapotot hoznak létre anélkül, hogy a szokásos fokozatos állítást ki kellene várni.

A két korrekciós-kör koordinálásához célszerűen a vontató korrekciós jeleként használt lassulási hibajelből levonandó a vorócsukló-terhelés és a vontató tömegének hányadosából képzett jel, továbbá az utánfutó koorekciós jeleként használt vonócsuklóterhelésből levonandó a pótkocsitömeg és a lassulási hiba szorzatából képzett jel.

A találmányt részletesebben az alábbiakban a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti gépjármű fékrendszer elvi kapcsolási vázlata, amelynél az egyik tengely elektronikus fékrendszerével van kombinálva a találmány szerinti megoldás;

- a 2. ábrán az 1. ábra szerinti megoldás részletének, nevezetesen a nyomásszabályzókor példakénti kiviteli alakjának kapcsolási vázlata látható;

* « • ·

- a 3. ábra az 1. ábra szerinti fékrendszerhez használt korrekciós fékszabályzókör példakénti kivitelének kapcsolási vázlata;

- a 4. ábra az 1. ábra szerinti fékrendszerhez használható pótkocsi-fékszabályzó példakénti kivitelének kapcsolási vázlata;

- az 5. ábrán blokkdiagramban szemléltetjük a két korrek- ciós-kör elrendezését;

- a 6. ábrán táblázat látható, amely a lehetséges fékhiba kombinációkat és a fékrendszernek a korrekciók elérésére tett cselekményeit szemlélteti;

- a 7. ábra az 5. ábra szerinti korrekciós-körök részlete- sebb példakénti kivitelét mutatja;

- a 8. ábrán a két korrekciós-kör 5. ábra szerinti kivite- lének másik elrendezési változatát szemlélteti ;

- a 9. ábra a találmány szerinti fékrendszerhez használt pótkocsitömeg-detektor kapcsolási vázlata;

- a 10. ábra táblázatán a korrekciós tényezők sorozatát adjuk meg.

Az 1. ábrán egyebek között egy hagyományos elektronikus fékrendszer (EBS) fő alkotórészei láthatók, amelyekre azonban részletesebben nem tértünk ki. A gépkocsivezető fékezési szándékát reprezentáló villamos jeleket 10 fékpedál-jelátalakító állítja elő és ezeket elektronikus 12 szabályzóegységhez továbbítjuk. A 12 szabályzóegységben mellső és hátsó féknyomások jelennek meg, amelyeket mellső és hátsó fékműködtető 14,illetve 16 szerkezetekhez továbbítunk egy-egy biztonsági 18>illetve 20 közvetítőszelepen keresztül. A féknyomások a mindenkori gépjármű

- 6 üzemi paramétereitől függően vannak meghatározva, egyebek között a mellső és hátsó 22^illetve 24 terhelésérzékelő, a jármű 26 lassulásmérője és 28 sebességérzékelő segítségével.

A korábbiakban már idézett 205*277 számú európai szabadalmi leírásból ismert, hogy jobb fékezési tulajdonságok érhetők el elektronikus fékrendszerű gépjárműveknél, ha a fékezési folyamatot módosítják olyan értelemben, hogy számításba veszik a dinamikus üzemi jellemzőket is, így például a járműterhelést és lejtésszöget. Ennél az ismert rendszernél'a dinamikusan mért járműterhelést alkalmazzák arra a célra, hogy módosítsák a fékezési igényt a jármű minden egyes tengelyén egyedileg, mégpedig a járműsebesség, fékezési szint, útiejtés, valamint lassulási hiba előre meghatározott feltételeinél, amely lassulási hiba a vezető tényleges fékezési igénye és -a mért tényleges járműlassulás .közötti viszonyt fejezi ki. Ilyen előfeltételek mellett a járművel megállási sorozatot hajtanak végre, ennek során korrekciós tényezőt képeznek a fékezési igény megfelelő korrigálásához. A lassulási hibán alapuló korrekciós tényezők nem módosítják a jármű adott megállási ciklusa közben, de a korábbi hibák összegzését úgy dolgozzák föl, hogy csekély növekedést érjenek el az egymás utáni megállások korrekciójánál néhány járműmegállás után. Az előre meghatározott feltételek mellett képzett hiba a nullához közelít.

Az ilyen fékrendszerrel ellátott gépjármű a fenti elvek szerint működik, amelyet az alábbiakban korrekciós fékezésként említünk.

A korrekciós fékrendszernél a lo fékpedál-jelátalakító első villamos jelet ad, amely jelzi a vezető által meghatározott fékezési szintet, továbbá a 22 és 24 terhelésérzékelők járuléko- 7 -

san érzékelik a jármű tengelyterheléseit és az adott esetben az útiejtést. A rendszer megfelelő korrekciókat végez a féknyomásigényeken, amelyek a fékpedál bemenetéről származnak, azzal a céllal, hogy újraképezze a jármű lassulását, amely meghatározandó a vezető igényének megfelelő -arányban.

A 2. ábrán önmagában ismert rendszert tüntettünk fel, amelynek nyomásszabályzó 30 köre van. Amint itt látható, D bemenet 11 kiválasztóelemen keresztül kapcsolódik a jelen esetbenjduplex¹¹ fékpedálként kialakított 10 fékpedál-jelátalakítóra, amely E nycmáshibajelet szolgáltatja összegző/kivonó 34 egység révén.és a nyomásátalakító P kimeneti jele összehasonlítása révén. Az E nyomáshibajel bemenetet képez a 36 nyomásszabályzónál, amely kimenetijelet állít elő, amely nyomásjélként szerepel az elektro-pneumatikus, vagy elektro-hidraulikus 38 átalakító számára. A 38 átalakító csökkenti az E nyomáshibajel amplitúdóját. A pneumatikus, vagy hidraulikus nyomóközeget 40 tartályban tároljuk.

A 36 nyomásszabályzó kialakítása és köre az alkalmazott 38 átalakító típusától függ. Két ilyen átalakító-elv jól ismert, nevezetesen az analóg rendszer, amelyben szelepet alkalmaznak, ahol a kimeneti nyomás arányos a mágnestekercs áramával, vagy a másik, az úgynevezett digitális rendszer - ezt tüntettük fel a 2. ábrán - amelynél 42a és 42b mágnesszelepeket alkalmaztunk, hogy növeljük, vagy csökkentsük a szabályzókamra nyomását szelektív gerjesztéssel. A pneumatikus konverter egyik formája a légfék 44 közvetítőszelepét alkalmazza, amely reagál erre a szabályzókamrai nyomásra és zárt helyzetbe tér vissza, ha a féknyomások a jármű mellső és hátsó fékműködtető 14,illetve 16 szerkezeteinél megegyeznek ezzel a szabályzónyomással. Az ilyen 44 köz- 8 vetítőszelep előnye, hogy a szabályzókamra nyomása gyorsan viszszahat a szelep nyitására, gyorsszabályzókört biztosít ezáltal, amely igen hatékony.

Amint azt részletesebben a már idézett 205'277 számú európai szabadalmi leírásban ismertetik, a fékezési folyamat korrigálása minden tényleges megállás után megtörténik (ha a lassulási szint az előírt értéket meghaladja). Az elért lassulást a korrekcioskörben összehasonlítjuk azzal a lassulási szinttel, amelyet a vezető a 10 fékpedál-jdátalakítcn keresztül érvényesít.

Amint a 3. ábrán vázlatosan felöltük, az eredményként kapott lassulási Fg hiba - amelyet a különbségekből számítunk - a megállások során integrálódik. A megállás végén az átlagos hibát képezzük és ennek az átlagos hibának az értékét integráljuk korrekciós tényezőbe, amelyet egymás után nyerünk a megállási sorozat során. Mivel a fékezési nyomatékok és a fékműködtető szerkezetek nyomása különböző sebességek esetén jelentősen eltérnek a lineárisan változó értékektől, továbbá az ezek közötti kapcsolatok lényegében nem ismertek', egyetlen korrekciós tényező bizonyos esetekben nem elegendő. Ilyen esetekben, amelyekben tehát a fékezési körülmények lényegesen eltérnek a lineáris változásoktól, egyetlen korrekciós konstanst korrekciós tényezők halmazává alakíthatunk át, amely a sebességen és a hssuláson alapulhat. Mivel a fékeket a fékműkdötető szerkezet a szabályzórendszeren keresztül állítja, a vezérlés megvalósítható computerprogram segítségével egyetlen korrekciós konstans révén, amely könnyen sorozattá bontható fel,a jármű sebességének függvényében. Ez történhet akkor, amikor az első fékezés történik és a kívánt lassulás figyelembevételével, amelyet a vezető a fékpedál lenyomásával idéz elő. A korrekciós tényezők tipikus sorozata nyerhető a jármű sebessége és

- 9 lassulása függvényében, amint azt példaként a 10. ábrán feltüntettük.

A korrekciós tényező (vagy ilyen tényezők sorozata, illetve halmaza) az integrált érték, illetve értékek megfelelő frakciójára csökkenthető és beadható egy méréshatársokszorozó egységbe (lásd az idézett 205'277 sz. európai szabadalmi irat). Ebben az egységben módosul a viszony a kompenzált vezetői fékigény és a vontató féknyomásigénye között.

. A 3. ábrán vezérelhető 72 kapcsolót tüntettünk fel, amely átengedi a lassulási Fg hibát egy hosszúidejű korrekciós állandót kiszámító 74 egységhez. Ez viszont csak akkor történhet, ha 76 kaputól érkező S szabályzójel jelzi a 78 érzékelőtől származó jelek beérkeztét. A 78 érzékelő akkor lép működésbe, ha az igény nagyobb, mint az első előre meghatározott szint. Továbbá, 80 érzékelő érzékeli a lejtésszögetfés az ilyenkor nulla sávban van), továbbá 82 érzékelő érzékeli a haladási sebességet, ha az nagyobb, mint az első_?előre meghatározott küszöbérték, továbbá 84 érzékelő jelzi az igényt, ha az kisebb, mint a második előre meghatározott szint, végül 86 érzékelő jelzi a járműsebességet, ha az kisebb, mint a második előre meghatározott küszöbérték. A fenti jelek hiányában a 72 kapcsoló megakadályozza, hogy a lassulási Fg hiba a 74 egységet elérje. Továbbá, a 72 kapcsoló azt is megakadályozza, hogy a lassulási Fg hiba blokkolásgátlásmérő 88 egység jelével kapcsolatba kerüljön.

A hosszúidejű korrekciós állandót kiszámító 74 egységnek lassú 90 integrálótagja van, amelynek kimenete 92 kapcsolón keresztül mintaátlagoló 94 egységre csatlakozik. A 92 kapcsolót a leállító impulzus lefutó éle vezérli. Hangsúlyozzuk azonban, hogy a blokkdiagramban feltüntetett hosszúidejű korrekciós állan dó a lassulási hibából van leszármaztatva; Ez azonban csupán egyszerű eszközökkel szemlélteti azt, amit a gyakorlatban a software-rel érhetünk el.

Például a 3- ábrán látható 90 integrálótag szimulálható olyan digitális computerrel, amelynek adatgyűjtő memóriája van, és ez fogadja a feldolgozott lassulási hibák összegét szabályos, előre beállított iiőközönként. Ez az integrálótag bármikor törölhető, például az előre beállított indítási pontig, vagy a méréshatár által meghatározott egységig. A megállás végén meghatározandó integrált korrekció (vagy kis sebességű pontnál, amelynél a korrekció változások megsz-akadnak), az integrálótag tárolt első és utolsó értéke különbségének számításával határozható meg.

így tehát minden megállás végén az integráló memória törölhető a tárolt indítási értékig. Ez lehet például egy előre beállított alapérték, vagy adott esetben egy olyan növekvő érték, amelyet az előzőleg integrált kezdeti érték és a megállás közbeni korrekciós tényező százalékos értékének össz^éből képezünk. Ilyen esetben a tárolt integrált kezdeti érték minden megállás után változtatásra kerül,és a vezérlés ezáltal igazodik a fékezési feltételekhez.

A hasonlóképpen képzett értékek összegét minden megállás után meghatározzuk és feldolgozzuk a lassú 90 integrálótagban, és ebből képezzük a korrekciósC állandót a járműmegállások sorozata után .Ennek a korrekciós C állandónak van egy névleges, vagy kiindulási érték egysége,és ezt fokozatosan módosítjuk, -hogy ezáltal korrigáljuk a megállók közötti fékezési feltételeket. A korrekciós C állandó tehát jól. jelzi a fékberendezés ál ···

- 11 lapotát és ez szabályos időközönként ellenőrizhető, továbbá tárolható a tartalmát megtartó számítógép-memóriában. Ezáltal rendelkezésre áll az indításnál, vagy szükség esetén máskor is a fékállapotot jellemző olyan tényező, amely a felismerésre alkalmas kimeneti 96 kapun keresztül lehívható.

Ha a gépjármű ilyen elektronikus fékrendszerrel (EBS) van felszerelve és ennek a pótkocsis gépjárműnek a pótkocsija a szokásos kivitelű, azaz nincs felszerelve saját elektronikus fékrendszerrel, akkor a vontatónak jelzett fékigény pneumatikus nyomásjel alakjában jelenik meg, amelyet a vontató elektronikus fékrendszere állít elő. Ebből a célból - a fentebb ismertetett alap-elrendezés kiegészítéseként - a találmány szerinti fékrendszer magában foglal egy olyan alrendszert is, amely külön .44 közvetítőszeleppel is el van látva (1. ábra). Ennek az a rendeltetése, hogy pneumatikus jelet adjon a pótkocsi fékekhez (nem ábrázoltuk), a pótkocsi 46 légvezetékén keresztül, mégpedig a pótkocsi-fékszabályzó 48 egység vezérlésével. A pótkocsi fékigényének nyomásértéke állítható a pótkocsiterhelés függvényében, például úgy, hogy az 50 erőérzékelőtől kapott jelet feldolgozzuk és kompenzáljuk az üzemi mindenkori lejtésszögnek megfelelően( amelyet egyébként az elektronikus fékrendszer mér). Az 50 erőérzékelő a vonócsuklóval van társítva (nem ábrázoltuk), azaz a vontató és a pótkocsi között és ez lehet olyan kivitelű például, mint amilyet a 301*018 számú európai szabadalmi irat ismertet. A pótkocsifék működtetésén túlmenően a vontató egy vagy több fékköre is működni fog, ha a vezető fékezési szándékát jelző jel a rendszerben megjelenik. A pneumatikus pótkocsi-fékjei képzése akkor is megtörténi^ ha a vontató rögzítőfékét (kézifékét) működtetik.

*··»··

- 12 Az 1. ábra szerinti tengelyvezérlésű elektronikus fékrendszerrel felszerelt gépjármű fékkörei pneumatikus körrel vannak kiegészítvejés társítva az elektronikus szabályzórendszerrel, hogy olyan pótkocsi-fékszabályzó csatornát hozzunk létre, amely kompatibilis a meglevő pótkocsi fékrendszerekkel. A hagyományos tehergépkocsihoz alkalmazott elektronikus fékrendszer például olyan elkülönített rendszer, amelynek pneumatikus körei és elektronikus szabályzórendszere is van, hogy kielégítsék a jelenlegi biztonságtechnikai követelményeket. A fékpedál-jelátalakító, a szabályzóegység és az energiaellátás,duplex*kialakításúazaz iker rendszerű) vagyis a pneumatikus körök el vannak különítve és minden egyes tengelyhez külön vannak kiépítve. Ezeket az elveket követhetjük, ha a pótkocsit ellátó alrendszerről gondoskodunk járulékosan, amelynél a légfék 44 közvetítőszelepét a pótkocsi számára 52 csőrendszeren keresztül tápláljuk a pótkocsi saját tartályából (nem ábrázoltuk). A 44 közvetítőszelepnek lehet integrált, vagy elkülönített szabályzóeleme, amely fogadja a rögzítőfék pneumatikus jelét 54 vezetéken keresztül,és átalakítja azt pótkocsi fékjellé a 46 légvezetékben. Ezt a pótkocsifékszabályzó rendszert elláthat juk jelekkel közvetlenül a fékpedál-átalakító két egységének bármelyikéről. Ezzel párhuzamosan., ezeket a jeleket továbbíthatjuk· mindegyik tengelyvezérlő csatornára és a teljes pótkocsi-fékkört energiával elláthatjuk a fő, vagy kisegítő áramforrásokról. Ezáltal elérjük, hogy ez az alrendszer akkor is biztosítja a pótkocsi szabályzását, ha a tengelyrendszerek bármelyike kiesik, azaz meghibásodik.

Hasonlóképpen, mint a fentiekben leírt fő fékrendszer esetében, a pótkocsifékek alrendszere is kompenzálásra kerül a találmány értelmében. A pótkocsi-csatorna 48 egysége - amely be···· ··

- 13 állítja a pótkocsi féknyomást a 46 légvezetékben a vezető fékezési szándékának megfelelően - adott esetben kompenzálható a pótkocsi terhelésétől függően_?és a pótkocsis jármű útpályalejtésének függvényében (amelyet a vontató érzékel).

A pótkocsi-fékszabályzó 48 egység részletesebben a 4. ábrán látható. Ajduplex-rendszerű (kettős) 56 pedálegység a vezető fékezési igényének megfelelő D jelet állí~ elő 58 -VAGY-kapun keresztül. A D jelet először kompenzáljuk a lejtésszög függvényében a lejtéskompenzáló 60 elemben, amely fogadja a vontatótól érkező bemeneti jelet 62 vezetéken keresztül,- amely megfelel a mindenkori útiejtésnek -. A kompenzált D jelet ezután módosítjuk a pótkocsi tömegének megfelelően, amelyet vagy mérünk (lásd 9. ábra alábbi ismertetése), vagy a teljes terheléshez képest megbecsüljük annak értékét. A teljes terheléshez képesti becslésnél tekintetbe kell venni, hogy a pótkocsi fel van szerelve már pneumatikus terhelésfüggő szeleppel. Ez utóbbi esetben a teljes terhelésnek megfelelő levegőjelet adjuk a pótkocsira, amelyet azután szabályozzuk egy, vagy több elosztószelep segítségével. A pótkocsitömegtől függő korrekció elérhető a terheléssokszorozó révén, amely fogadja a bemeneti jelet a 65 vezetéken keresztül és ez a jel képviseli a pótkocsi tömegét, vagy a becsült teljes terhelésnek megfelelő értéket. A lejtésnek és a pótkocsiterhelésnek megfelelően korrigált jelet ezután méréshatár -sokszorozó¹¹ 68 egységbe juttatjuk, amelynek az a feladata, hogy 70 vezetéken keresztül vagy bevezessen egy olyan korrekciós változót, amely a pótkocsira vonatkozik, vagy pedig az ilyen változók sorozatát, amely egyébként a pótkocsi vontatási terhelésén alapul, de ugyanazokat az elveket alkalmazza, amelyeket a 10. ábra kapcsán már ismertettünk.a korrekciós halmazzal kapcsolatban.

.: .··. ;··· ,..

• ... ... ... ..... ... ·..· ·..·

- 14 Az így beállított jelet ezután a nyomásvisszacsatolási /jel

Pp figyelembevételével dolgozzuk fel,és ezáltal a 36 nyomásszabályzó számára üzemi jelet hozunk létre (2. ábra). A nyomásszabályzó 30 kör kimenete pneumatikus jelet ad a 46 légvezetéken keresztül a pótkocsifékekhez. Itt jegyezzük meg, hogy a nyomásszabályzó 3o kört a 36 nyomásszabályzó vezérli.

így tehát a pótkocsi-csatorna fékszabályzó 48 egysége beállítja a pótkocsi féknyomást a 46 légvezetékben a vezető fékezési szándékának megfelelően, amelynek értékét kompenzáltuk az út mindenkori lejtésszöge és a pótkocsi mindenkori terhelése függvényében. A 48 egységnek bemenete van az 50 erőérzékelőtől is, amely méri a toló,- illetve húzóerőt a vonócsuklónál, amely érzékelőkészülék a jelen esetben a vontatón van elrendezve. Ezt a jelet további tényezőként használjuk a pótkocsi fékezésének szabályzásához, amelynek során az elektronikus jelfeldolgozás - kombinálva a fékezési igény, a terhelés és a lejtésszöget reprezentáló tényezőkkel - létrehoz egy olyan féknyomást a 46 . légvezetékben, amely olyan szintű, hogy a pótkocsi fékrendszerét az alábbiakban ismertetésre kerülő módon olyan állapotban tartja, amelyben az a vonócsukló enyhén húzott állapotában lenne. Ezáltal jelentősen javítjuk a vontató-pótkocsi jármű szerelvény stabilitását.

Ebben a rendszerben a pótkocsin nem mérünk jeleket, hiszen a pótkocsi nincs elektronikus berendezéssel ellátva. Olyan állandó tényezők, mint pl. a pótkocsi tömege, jól becsülhető a vonócsukló gyorsulás közbeni terhelésének méréseiből. A pótkocsi fékigénye tehát úgy számítható, hogy ehhez felhasználjuk a tömeget, a vezető fékigényét, valamint a becsült, vagy számított olyan kohstanst, amely a pótkocsi teljes féktényezőjének tekinthe- 16 és a vontató korrekciós köre aktivan közreműködik abban, hogy a féknyomás arányát állítsa, vagyis hozzáigazítsa a gépkocsivezető fékezési igényéhez, hogy ezáltal fenntartsa a pótkocsis gépjármű kívánt lassulási folyamatát. Ebben a rendszerben olyan terhelésnek megfelelően adunk engedélyt, amelyet az utánfutó fejt ki a vontatón.

Ha a pótkocsi fékezési szintje helyesen van beállítva, akkor kismértékű húzást tart fenn a berendezés a vonócsuklón, hiszen ez a húzás segíteni fogja a vontató fékezését. A húzás alkalmazása lehetővé teszi, hogy a féktényező értékét úgy kompenzáljuk, hogy a vontató fékjei ne tűnjenek jobbnak, mint a valóságban.

A rendszer adaptálható a vontató fékezéshez is, vagyis hogy adhatunk engedélyt a pótkocsi túlfékezésére, ami a vonócsukló húzását eredményezi. Azonban, ha ez a húzás nem jelentkezik, vagy a pótkocsi lökésszerű terheléseként jelentkezik, akkor a vontató ezt olyan értelemben fogja figyelembe venni, hogy növeli a fékhatást. Ez viszont helytelen lenne, hiszen a pótkocsi fékigénye szintén figyelembe lenne véve és a vontatót ilyenkor vissza kellene fogni.

Ha tehát a vonócsukló terhelés jelző szerkezete azt jelzi, hogy az utánfutó fékezése helytelen, akkor a vontató korrekciós körét ennek a mérésnek megfelelően át kell állítani, hogy ezáltal csökkentsük a lassulási hibát erő/tömeg paraméter bevezetésével. Ezt a jármű lassulási paraméteréhez hozzáadjuk, ha korrekt értéket akarunk kapni.

Ezzel lehetővé válik, hogy a pótkocsi korrekciós köre működésbe lépjen és korrigálja a jármű fékezését, miközben a vonócsukló-terhelést a helyes húzófeszültség-tartományba hozza

- 15 ·· ··· tő.

A pótkocsi tömegének számításához használható például a

9. ábrán feltüntetett detektor. A jármű gyorsulási jele 110 vezetéken, a vonócsukló terhelési jele pedig a 112 vezetéken keresztül jut 114 osztóegységbe, az eredmény pedig - azaz az osztás hányadosa - 116 kapcsolón keresztül 118 adattárolóba jut. A 116 kapcsolót csak 120 szelektor nyithatja, mégpedig ennek előfeltételei a következők:

- (a) Ha a jármű sebességjele 122 vezetéken keresztül azt mutatja, hogy a jármű pillanatnyi sebessége az előre meghatározott két értékhatár közé esik, pl. 5 és 20 km/h közé;

- (b) Ha a 124 vezetékben az érzékelt lejtésszögjel 0, ami annyit jelent, hogy az út lejtésszöge lényegében 0;

- (c) Ha a 110 vezetékben a jármű gyorsulási jele azt mu- tatja, hogy a gyorsulás értéke például nagyobb, mint 0,1 g 2,5 sec. alatt.

A pótkocsi tömegét reprezentáló jel kimenetként a 126 vezetéken keresztül jelenik meg.

A pótkocsi féktényezője olyan konstans, amely a vonócsukló mérésből képzett visszacsatolási jel alapjaként szolgálhat, hasonlóképpen, mint a korrekciós tényező a vontató fékjei számára. Célszerű, ha ennek értékét fékezési sorozat után határozzuk meg. Az ilyen sorozat után a korrekciós állandó használható arra is, hogy a pótkocsifék általános hatékonyságát leellenőrizzük.

A vontató elektronikus fékrendszerének és az ilyennel fel nem szerelt pótkocsi fentebb ismertetett kombinációjánál a vontató tömegét a tengelyterhelési- mérésekből származtatjuk .

- 18 * · · · · t ··· • · · · · ző kimenete van a 136 vezetéken. A pótkocsi 130 korrekcióskörének vonócsukló terhelés bemenete van a 138 vezetéken és utánfutó-fék korrekciós állandó kimenete van a 140 vezetéken. A 132 interfész részleteit a 7. ábra kapcsán ismertetjük.

Amint a fentiekből kitűnik,a pótkocsifékek szabályzóköre magában foglalja a 4. ábrán feltüntetett szabályzószerkezetet, hasonlóképpen, amint azt a fentiekben a vontatóval kapcsolatban ismertettünk, kivéve, hogy a járműlassulást ennél nem vesszük figyelembe bemenőjelként. így tehát a lassulási hibát módosítjuk az alább ismertetésre kerülő módon a 132 interfészen keresztül (5- ábra), és ezt a jelet használjuk a vontató fékezési szintjeihez. A vonócsukló-jelet az 56 pedálegység érzékelője szolgáltatja, ebből származtatjuk a bemeneti (hiba) jelet a pótkocsifékezéshez.

Ideális fékezés-megosztás érhető el a vontató és a pótkocsi között, ha a vonócsuklótól származó hibajel gyakorlatilag 0 és így az utánfutó fékjeinek korrekciós-köre arra törekszik, hogy ezt a feltételt valósítsa meg a megfelelő pótkocsiiékszintek állítása révén, meghatározott megállások sorozata után.

Annak érdekében, hogy megakadályozzuk a 128 és 130 korrekciós-körök közötti áthatást - , mivel mindkettőt egyidejűleg állítjuk - , előfeltétel. ., hogy mindkét korrekciós csatorna hibaértékében megadjuk az engedélyt, így az állításokat összehangoljuk, mintsem egymásra hatni engednénk azokat.

Amint fentebb említettük, ha a pótkocsi fékezése az előirányzott szintet nem éri el, akkor két tényező van jelen. A pótkocsis gépkocsi teljes lassulása túl kicsi és a vonócsukló nyomás g.latt van. Ez a kombináció jelzés az utánfutó alulfékezésére és úgy értelmezhető, hogy a lassulás hirtelen lecsökken az

- 17 azzal egyidejűleg. Másrészt, ha a vontató nem járul hozzá a megfelelő arányban a teljes járműlassuláshoz, akkor a két tényező kombinációban fog megjelenni. A vonócsukló nyomás alá kerül és a teljes járműlassulás lassabb lesz, mint ami a fékezési igénynek megfelelne. Ennek a két jelnek az egyidejű jelenléte megakadályozza, hogy a pótkocsi fékigényét jelentősen csökkentsük, ez pedig azzal jár, hogy a vontató fékezése erősödik, növelve a jármű fékigényét.

Abban az esetben, ha mind a vontatónak, mind pedig a pótkocsinak gyenge fékjei vannak, a vonócsukló mérőkészüléke alacsony terhelésértékeket fog mutatni, ugyanakkor a'jármű lassulásmérője azt fogja jelezni, hogy a lassulási értékeket még nem értük el. Ilyen körülmények között a vontató és a pótkocsi rendszere a fokozott fékezés értelmében kap szabályzást. Ezért a vontató és a pótkocsi fékezési igényt- jelző rendszerei járulékos korrekciós körökkel vannak ellátva a találmány szerint, amelyek, együttműködnek egymással, mégpedig a vontató lassulásmérője, és a vonócsukló jelei alapján.

Az 5- ábrán a vontató 128 korrekciós-körének példaként! kiviteli alakját szemléltetjük vázlatosan a pótkocsi 130 korrekciós-körével kombinációban. Itt látható a 128 és 130 korrekcióskörök közötti 132 interfész. A 132 interfész azért szükséges, mivel a lassulási jelek szükségesek a 130 korrekciós-kör részére, a vonócsukló-terhelés engedélyezési jelek viszont szükségesek a 128 korrekciós-kör részére, hogy megakadályozzuk az esetleges hibás beállításból adódó nemkívánatos körülményeket, amelyek felléphetnek például a pótkocsi rendszerében.

A vontató 128 korrekciós-körének járműlassulási hiba bemeneté van a 134 vezetéken, valamint vontató korrekciós ténye • ·

-igaz utánfutó meghibásodása miatt, ugyanakkor a vonócsukló jel alkalmas arra, hogy a pótkocsi fékezését növeljük a következő megállások során mindaddig, amíg a vonócsukló terhelése fokozatosan nulláig nem csökken.

A vonócsuklón ébredő erő mérése arra használható, hogy kiszámítsuk a megadandó engedélyt, amely akkor aktuális, ha a vontató fékezési folyamata felbecsülendő. Ezt azzal érjük el, ha osztjuk a vonócsukló erőt a vontatott tömeggel, amelyet a tengelyterhelést érzékelőktől kapunk, és ezáltal szolgáltatjuk a tervezett gyorsítási hibát.

Ezt a jelet vezetjük a vontató 130 korrekciós-körébe a lassulási hiba számításához,mint engedélyezőjelet a pótkocsi meghibásodásának esetére. Amint a 6. ábrán látható, (amely táblázat a lehetséges fékhiba kombinációkat és ennek következtében fellépő hatásokat, illetve akciókat adja meg, amelyek megteendők ahhoz, hogy helyesbítsük először is a pótkocsi vezérlését és a teljes járműlassulást) nem történik állítás a vontatón olyan hibák esetében, amelyet korrigál a módosított pótkocsifékezés, aminek következtében a vonócsuklóterhelés jelét alacsony szintre csökkentjük. A vontató 128 korrekciós körét az alábbi lassulási hiba vezérli:

lassulási igény - tényleges lassulás - nyomóerő vontató-tömeg

Ez elérhető például a 7. ábrán feltüntetett 142 osztó alkalmazásával, amelyhez 144 vezetéken keresztül ''vontató-tömeg’' jelet, továbbá a 106 és 146 vezetéken keresztül vonócsukló terhelési jeLet vezetünk. Ezek hányadosát 143 vezetéken keresztül 148 kivonóélembe vezetjük, ahol azt kivonjuk a lassulási Fg hibából.

- 20 Most vegyük azt az esetet, amikor a vontató fékezése komolyan legyengült, ami azzal jár, hogy a teljes gépjármű lassulása elégtelen, de a vonócsukló erős húzás alatt van. A pótkocsi fékezést a vonócsuklón mért erő alapján működtetjük, amely adott esetben nul’lára csökkenhet. Módosítási beavatkozás nélkül ez az állapot a pótkocsifékezésben indokolatlan csökkenést jelenthetne, hacsak engedélyt nem adunk a jármű csökkentett lassítására. Az igényelt és a tényleges lassulásból képzett lassulási hibát összeszorozzuk a pótkocsitömeggel, és ebből olyan engedélyező erőjelet képezünk, amely levonva a vonócsukló húzásból drasztikusan csökkenti a pótkocsi fékezését, ami egyébként óhatatlanul bekövetkezne.

Ezt a 7. ábra szerint azzal érjük el, hogy 150 sokszorozóelemhez 152 vezetéken keresztül eljuttatjuk a pótkocsitömeg jelét, továbbá 154 vezetéken a lassulási Fg hibát. Az eredményt a 156 kivonóelemre továbbítjuk, ahol azt kivonjuk a vonócsuklóterhelés jeléből, amelyet a 106 vezetéken keresztül kapunk.

Megjegyezzük azonban, hogy bizonyos esetekben a pótkccsitömeg értéke nem számítható, ennélfogva a fenti engedély nem adható meg. Ebben az esetben más stratégiát kell folytatnunk, például alkalmazhatjuk a 8. ábra szerinti logikai áramkört, hogy gátoljuk a pótkocsi 130 korrekciós-körét. Ez a logikai áramkör érzékeli azokat a feltételeket, amelyek között a pótkocsi fékállítása a meglévő vonócsuklójelek alapján helytelen lenne. Ez az áraidkor. felderíti az alábbiak kombinációját:

(a) A vonócsukló húzott és a tényleges lassulás túl alacsony, vagy (b) a vonócsukló nyomott és a tényleges lassulás túl nagy.

Mindkét esetben a logikai áramkör olyan értelemben avatkozik

- 21 be, hogy a pótkocsifék 130 korrekciós-köre kikapcsolandó.

Ez elérhető a 8. ábrán feltüntetett módon, ahol a szerkezeti egységek és az elrendezés a vontató korrekciós állandójának képzéséhez lényegében megegyezik a 7. ábrán feltüntetett kivitelével. A lassulási hibajel és a vonócsukló terhelés is 158 és 160 komparátor bemenetelre csatlakozik. A 158 komparátor feladata, hogy olyan állapotot hozzon létre, hogy a vonócsukló nyomás alatt legyen,· a lassulási hiba pedig pozitív legyen. A 160 komparátor felelős azért a feltételért, hogy a vonócsukló húzás alatt legyen, a lassulási hiba pedig negatív értékű legye:.

A 153 és 160 komparátorok kimenetei 162 VAGY-kapun keresztül 164 kapcsoló szabályzó bemenetére csatlakoznak, amely szelektíven kapcsolja a pótkocsi korrekciós állandóját minden olya: esetben, ha a 158 és 160 komparátorok valamelyike is gerjesztve van.

Végül megemlítjük, hogy ha a vontató pótkocsit vált, a fékszabályzórendszer korrekciós állítása révén létrehozott feltételek is változhatnak. Ilyen esetben a pótkocsi fékigény-r'endsze re hibás lehet. Két intézkedést tehetünk ilyen esetben. Először is elláthatjuk a gépkocsivezetőt egy olyan villamos kulccsal, amely új vontató jelet ad. A pótkocsi lekapcsolása mindig a vontató mozgása révén történik, még akkor is, ha ezt követően másik pótkocsit kapcsolunk a vontatóhoz. Ez magával hozza a vontató egyéni gyorsulását, illetve lassulását, miközben az a pótkocsik között közlekedik. Ez a mozgás viszont nem szolgáltat vonócsukló bemeneti jelet_tértelemszerűen. Hasonló manőver esetén, amelyet például terheletlen utánfutóval végeznénk, már eredményezne érzékelhető vonócsukló terhelési jelet, amit úgy kezelhetnénk, mint pótkocsi felkapcsolva’’ jelzést.

·· · · · · · • ·····♦ ··· · ·*· .·*·«·* * * *

- 22 A pótkocsi egység mozgása pótkocsi kapcsolási terhelési jel nélkül azt eredményezi, hogy a fent említett jelzést töröljük. Akár ezt a jelzést, akár a villamos kulcs által adott jelet használjuk, a k'ezdeti szintre állunk vissza. így a rendszer visszaáll a névleges fékezési szintre a normál fékállapotokat feltételezve.

Adott esetben a korrekciós szabályzás a pótkocsi csatornában megengedheti, hogy olyan szintre álljon vissza, amely megfelel az új pótkocsinak. A korrekciós paraméterek változtatásának mértéke túl nagy akkor, ha a pótkocsi fékrendszere bármelyik irányban számottevő hibákat mutat az új pótkocsi első fékezésekor. Ha a pótkocsi fékezésénél igen nagy hibák mutatkoznak,és eközben számottevő vonócsuklóterhelések ébrednek, a korrekciós állandót változtatni kell a megállás során. Ez célszerűbb, mint kivárni több közbenső megállási átállítást, amit a kisebb hibák észlelése alapján végzünk el.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Elektronikus fékrendszer gépjárművekhez, amelyek vontatóból és saját elektronikus fékrendszerrel (EBS) nem rendelkező utánfutóból állnak, ez az elektronikus fékrendszer külön nyomásszabályzó csatornával van ellátva, amely a pótkocsi üzemi féknyomás-jelét előállítani képes, ha a vontató bármelyik tengelyén a gépkocsivezető fékezési szándéka érzékelhető, továbbá a vontatónál a fékezési nyomás jelszint a vezető fékezési szándékának megfelelő villamos jelnek a pótkocsi által a vontatóra kifejtett és a vonócsuklón mért terheléssel módosított értéke függvényében van beállítva, azzal jellemezve , hogy mind a vontató, mind pedig az utánfutó számára külön korrekciósköre (128 illetve 130) van, ezek közül a vontató korrekciósköre (128) a járműlassulásnak a vezető fékezési szándékának megfelelő jellel való összehasonlításából képzett lassulási hibát képező kialakítású, viszont az utánfutó korrekciósköre (130) a vonócsukló-terhelést - hibajelek révén - érzékelő kialakítású, továbbá a korrekcióskörök (128, 130) kölcsönösen koordinált módon a jármű kívánt lassulásának eléréséhez korrekciós állításokat, illetve összehangolásokat biztosító kapcsolásúak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve, hogy a pótkocsi korrekcióskörében (130) a pótkocsi üzemi féknyomásigénye pótkocsi féktényezőként sokszorozva memóriában van tárolva és előre beállított névleges értékből a megállások sorozata során úgy van alakítva, hogy az egymást követő megállások szintjét képezi, amelyben ··· ··· ···

   - 24 fenntartja a vonócsukló eredeti terhelésállapotát, de ez az állítás együtt történik a vontató korrekcióskörének (128) korrekciós állításával, így a korrekcióskörök (128, 130) a kívánt járműlassulást a fékezésnek a vontató és a pótkocsi közötti kívánt megosztásával biztosítják.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve , hogy a hibajelek úgy vannak feldolgozva, hogy a megteendő korrkciós állításokat olyan értelemben koordináltan tegyék lehetővé, hogy először az utánfutó fékezési arányát'állítsa be, engedélyt adva arra, hogy a pótkocsi fékerő-bemenete a tervezett lassulási hibaként jusson a vontató korrekcióskörére .(128), majd mindkét korrekcióskört (128, 130) állítsa a gépjármű kívánt teljes lassulásának eléréséig, ha a vonócsukló terhelései érzékelhetően korrektek.
4. 4. A 3. igénypont szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve , hogy a vontató és a pótkocsi fékezési szintjei közötti komoly eltérést jelző, nagy vonócsuklóterhelések megálláskor vész-átállítást okoznak a megfelelő korrekcióskörben (128, illetve 130), ezáltal a több megállás utáni normál fokozatos átállítás helyett hozzák létre az egyensúlyi állapotot.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve , hogy a két korrekcióskor (128, 130) koordinálásához a vontató korrekciós jeleként használt lassulási hibajelből le van vonva a vonócsuklóterhelés és a vontató tömegének hányadosából képzett érték, valamint az utánfutó korrekciós jeleként használt vonócsuklóterhelésből le van vonva a pótkocsitömeg és a lassulási hiba szorzatából képzett jel.

   •
6. 6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve, hogy a korrekcióskörök (128, 130) koordinálásához a lassulási hibajelből - amely a vontató korrekciós jelének képzéséhez való - levonjuk a vonócsukló-terhelés és a vontatótömeg hányadosából képzett, jelet, továbbá a vonócsukló-terhelés képezi a pótkocsi korrekciós jelét, kivéve ha az alábbi körülmények közül az egyik is fennáll, aaikoris a korrekciós állítás fel van függesztve:

   (a) Ha a vonócsukló nyomott és a mért lassulás túl kicsi, vagy (b) a vonócsukló húzott és a mért lassulás túl nagy.
7. 7. A 2. igénypont szerinti elektronikus fékberendezés, azzal jellemezve , hogy a vontató és a pótkocsi közötti kívánt fékezés-megosztás megfelel a vonócsukló enyhén húzott állapotában beállított értékeknek.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti elektronikus fékrendszer, azzal jellemezve, hogy olyan esetekben, amelyekben a fékezés nyomaték és a fékműködtető nyomás közötti arány nem lineáris, az egyik, vagy mindkét korrekcióskörben (128, 130) a korrkciós állandók előre meghatározott halmazát képezzük a korrekciós állításokhoz, ahol a korrekciós állandók változása a halmazban a járműsebesség és a lassulás függvénye.