RU2518112C1

RU2518112C1 - Method for hydraulic brake actuator control to provide automatic vehicle braking

Info

Publication number: RU2518112C1
Application number: RU2012149350/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Русланович Спинов
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-06-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: method consists in control and recording during motion a number of measured and calculated motion parameters which serve for preliminary setting criteria of automatic braking process start and end. When this mode occurs braking fluid in main brake cylinder and braking gear control circuits of front and rear wheels are used while maintaining functionality of antilock system. During braking vehicle clutch control is additionally performed using independent single-circuit hydraulic unit. Target deceleration is implemented by means of setting time of electric motors operation and powering accumulator solenoid valves (separately for hydraulic units of braking gear control and of clutch control). The initial point is calculation of pressures required in each circuit of used hydraulic units, and during braking shutoff and accumulator solenoid valves are controlled in corresponding hydraulic circuits.

EFFECT: possibility to perform braking with various intensity in automatic mode due to creation of different pressures in braking system circuits and in clutch hydraulic drive circuit of vehicles.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к тормозным системам транспортных средств и может быть использовано в автоматических устройствах управления транспортными средствами.The invention relates to brake systems of vehicles and can be used in automatic devices for controlling vehicles.

Известен способ обеспечения активной безопасности транспортных средств при движении в колонне, предусматривающий наличие системы, которая содержит две антенны, два модулятора, два усилителя мощности, смеситель, преобразователь частоты, детектор, первый и второй регистраторы скорости, регистратор дальности, вычислитель опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения, генератор непрерывных колебаний, сумматор, циркулятор, фильтр доплеровских частот, сравнитель. Система содержит схему управления положением антенны, первую исполнительную схему, выход которой соединен с источником звука, вторую исполнительную схему, выход которой связан с дроссельной заслонкой, третью исполнительную схему, выход которой соединен с блоком управления антиблокировочной системы рабочей тормозной системы транспортного средства, четвертую исполнительную схему, выход которой соединен со световой сигнализацией (см. патент РФ №2388057, МПК G08G 1/16 (опубл. 2010 г.).A known method of ensuring the active safety of vehicles when driving in a convoy, providing for a system that contains two antennas, two modulators, two power amplifiers, a mixer, a frequency converter, a detector, first and second speed recorders, a range recorder, a dangerous distance calculator, ground speed and approach speed, continuous oscillator, adder, circulator, Doppler frequency filter, comparator. The system comprises an antenna position control circuit, a first actuator circuit whose output is connected to the sound source, a second actuator circuit whose output is connected to the throttle valve, a third actuator circuit, the output of which is connected to the anti-lock braking system control unit of the vehicle’s brake system, a fourth actuator circuit the output of which is connected to the light signaling (see RF patent No. 2388057, IPC G08G 1/16 (publ. 2010).

Недостаток способа заключается в том, что при использовании блока управления антиблокировочной системы невозможно создать давления в контурах рабочей тормозной системы без нажатия водителем тормозной педали, что требуется при реализации автоматического торможения. Кроме того, не описан способ управления сцеплением при выполнении автоматического торможения, что необходимо при комплектации автомобиля механической коробкой передач. Если оставить сцепление включенным, то при реализации экстренного торможения двигатель может остановиться.The disadvantage of this method is that when using the control unit of the anti-lock system, it is impossible to create pressure in the circuits of the working brake system without pressing the brake pedal by the driver, which is required when implementing automatic braking. In addition, the clutch control method is not described when performing automatic braking, which is necessary when the vehicle is equipped with a mechanical gearbox. If the clutch is left on, the engine may stop during emergency braking.

Известен способ, принятый в качестве прототипа, предназначенный для обнаружения экстренного торможения и распознавания следующего одного за другим торможения. Система торможения содержит гидравлический главный цилиндр, вакуумный тормозной усилитель, гидравлический контур, колесные тормоза, гидравлический блок с электронным управлением. Последний содержит средство для подачи тормозной жидкости под высоким давлением к колесным тормозам, электронное средство для выполнения операции экстренного торможения, средство для обнаружения близкого по времени повторения выполнения операций экстренного торможения и адаптирования условий для выполнения операций экстренного торможения. Устройство позволяет обнаруживать последовательное повторение во времени операций экстренного торможения и адаптировать условие экстренного торможения в случае последовательного повторения. Таким образом, с такого типа системой имеется возможность обнаруживать ситуацию близких по времени операций экстренного торможения, которая приводит к снижению поддержки торможения, оказываемой вакуумным тормозным усилителем, поскольку разность давлений между двумя камерами тормозного усилителя не имеет времени для того, чтобы вновь установиться вслед за этими операциями экстренного торможения. В известном способе после определения ситуации следующих одной за другой операций торможения условия для выполнения экстренного торможения затем адаптируют таким образом, чтобы сделать их менее ограничивающими, при этом ситуации экстренного торможения определяют только исходя из давления в главном цилиндре и градиента этого давления в главном цилиндре. В предпочтительном варианте выполнения для того, чтобы обнаруживать упомянутое близкое по времени повторение активации экстренного торможения, после первой операции экстренного торможения активируют систему отсчета времени, задавая период ее активации, и, пока упомянутая система отсчета времени активна, дают приращение счетчику экстренного торможения после каждой новой операции экстренного торможения, причем упомянутый счетчик повторно инициализируют, если система отсчета времени более не активна (см. патент РФ №2416537, МПК В60Т 8/32 (опубл. 2011 г.) A known method, adopted as a prototype, designed to detect emergency braking and recognition of subsequent braking one after another. The braking system contains a hydraulic master cylinder, a vacuum brake booster, a hydraulic circuit, wheel brakes, an electronically controlled hydraulic unit. The latter contains means for supplying brake fluid under high pressure to the wheel brakes, electronic means for performing emergency braking operations, means for detecting close in time repetition of emergency braking operations and adapting conditions for performing emergency braking operations. The device allows to detect a sequential repetition in time of emergency braking operations and adapt the condition of emergency braking in the event of a sequential repetition. Thus, with this type of system, it is possible to detect a situation of close-in emergency braking operations, which leads to a decrease in the braking support provided by the vacuum brake booster, since the pressure difference between the two chambers of the brake booster does not have time to establish itself again after these emergency braking operations. In the known method, after determining the situation of subsequent braking operations, the conditions for performing emergency braking are then adapted in such a way as to make them less restrictive, while emergency braking situations are determined only on the basis of the pressure in the master cylinder and the gradient of this pressure in the master cylinder. In a preferred embodiment, in order to detect the said close in time repetition of the emergency braking activation, after the first emergency braking operation, the time reference system is activated by setting the period of its activation, and while said time reference system is active, increment the emergency braking counter after each new emergency braking operations, moreover, the said counter is reinitialized if the time reference system is no longer active (see RF patent No. 2416537, IPC ВТТ 8/32 (opu BL 2011)

Недостатки этого способа следующие.The disadvantages of this method are as follows.

1. Отсутствует возможность управления сцеплением в автоматическом режиме, что не позволяет использовать данное изобретение для реализации экстренного торможения автомобиля до полной остановки без прекращения работы двигателя.1. There is no possibility of clutch control in automatic mode, which does not allow the use of this invention to implement emergency braking of a vehicle to a complete stop without stopping the engine.

2. Отсутствует возможность поддержания безопасной дистанции до лидирующего автомобиля при изменении действительной дистанции до него, поскольку не предусмотрена возможность модулирования давлений в контурах тормозного привода.2. There is no possibility of maintaining a safe distance to the leading car when changing the actual distance to it, since it is not possible to modulate the pressure in the brake circuit.

3. Требуется использование средства для измерения давления, как минимум, в одном контуре тормозного привода, тем самым увеличивается стоимость устройства.3. Requires the use of tools for measuring pressure in at least one circuit of the brake actuator, thereby increasing the cost of the device.

При создании универсальной системы автоматического торможения, в первую очередь, необходимо решить задачу создания давления в приводе без участия водителя, поскольку сигнал на включение режима автоматического торможения в основном приходит в момент, когда водитель не нажимает на тормозную педаль, так как он не может точно определить ни действительную, ни безопасную дистанцию до препятствия (лидирующего автомобиля). Частично эту задачу решают системы поддержания траектории (ESP, ESC и т.д.) и противобуксовочные системы (TCS). Когда электронный блок управления системы поддержания траектории обнаруживает опасность отклонения автомобиля от траектории, заданной ему водителем (на повороте), то в качестве воздействия на тормозную систему используется затормаживание одного колеса (когда водитель не нажимает на тормозную педаль). Когда электронный блок управления противобуксовочной системы обнаруживает буксование колеса (колес), на тормозную систему оказывается аналогичное воздействие.When creating a universal system of automatic braking, first of all, it is necessary to solve the problem of creating pressure in the drive without the participation of the driver, since the signal to turn on the automatic braking mode mainly comes at a time when the driver does not press the brake pedal, as he cannot determine exactly neither a valid nor a safe distance to an obstacle (leading car). Partially this problem is solved by trajectory maintenance systems (ESP, ESC, etc.) and traction control systems (TCS). When the electronic control unit of the trajectory maintenance system detects the danger of the vehicle deviating from the trajectory set by the driver (while cornering), braking of one wheel is used as an effect on the brake system (when the driver does not press the brake pedal). When the electronic control unit for the traction control detects slipping of the wheel (s), a similar effect is exerted on the brake system.

Однако данный алгоритм нельзя использовать для создания универсальной системы автоматического торможения, поскольку торможение колес в указанных случаях прекращается при достижении определенной угловой скорости колеса. Так как датчики угловых скоростей колес не универсальны (в системах различных производителей используются различные сигналы), для создания универсальной системы автоматического торможения невозможно использовать алгоритмы существующих систем.However, this algorithm cannot be used to create a universal system of automatic braking, since wheel braking in these cases stops when a certain angular speed of the wheel is reached. Since wheel angular velocity sensors are not universal (different signals are used in different manufacturers' systems), it is impossible to use the algorithms of existing systems to create a universal automatic braking system.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является возможность осуществления торможений с различной интенсивностью в автоматическом режиме за счет создания различных давлений в контурах тормозной системы и контуре гидравлического привода сцепления автомобилей любых производителей, имеющих механическую коробку передач, электрический привод дроссельной заслонки и гидравлические приводы тормозов и сцепления, по сигналу расчетно-логического блока.The technical problem solved by the invention is the ability to apply brakes with different intensities in automatic mode by creating different pressures in the circuits of the brake system and the hydraulic clutch circuit of automobiles of any manufacturers having a mechanical gearbox, electric throttle actuator and hydraulic brake and clutch drives , by the signal of the computational logic block.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе управления гидравлическим тормозным приводом для обеспечения автоматического торможения автомобиля, оборудованного гидравлической тормозной системой, гидравлическим приводом сцепления, механической коробкой передач и электрическим приводом дроссельной заслонки, заключающемся в том, что при движении контролируют и регистрируют ряд измеряемых и расчетных параметров движения, по которым предварительно устанавливают критерии начала и окончания процесса автоматического торможения, при этом при наступлении режима автоматического торможения используют тормозную жидкость, находящуюся в главном тормозном цилиндре, и контуры гидроблоков управления тормозными механизмами передних и задних колес, при сохранении работоспособности антиблокировочной системы, согласно изобретению в процессе автоматического торможения дополнительно осуществляют управление сцеплением автомобиля с помощью независимого гидроблока с одним контуром, при этом реализуют замедление заданного значения, для чего устанавливают время работы электромоторов и запитывания аккумуляторных электромагнитных клапанов раздельно для гидроблоков управления тормозными механизмами и сцеплением, исходя из расчета необходимых давлений в каждом контуре гидроблоков, управляя при этом отсечными и аккумуляторными электромагнитными клапанами в соответствующих контурах.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the method of controlling a hydraulic brake actuator to provide automatic braking of a vehicle equipped with a hydraulic brake system, a hydraulic clutch actuator, a manual gearbox and an electric throttle actuator, which comprises monitoring and recording a number of measured and calculated motion parameters, according to which the criteria for the beginning and end of the automatic process are pre-set braking, in this case, when automatic braking occurs, the brake fluid located in the main brake cylinder and the contours of the hydroblocks for controlling the front and rear wheel brakes are used, while maintaining the functionality of the anti-lock system, according to the invention, the vehicle clutch is additionally controlled by automatic braking using an independent valve body with one circuit, while realizing the deceleration of the set value, for which ayut time of electric motors and battery powering the solenoid valves to separately control hydroblocks brakes and clutch, on the basis of calculation of the necessary pressure in each hydraulic unit circuit while controlling shutoff accumulator and solenoid valves in the respective circuits.

Решение поставленной технической задачи достигается и тем, что в процессе автоматического торможения для поддержания заданной дистанции до впереди идущего автомобиля периодически осуществляют снижение давления в контурах гидроблока управления тормозными механизмами за счет кратковременного обесточивания соответствующих отсечных электромагнитных клапанов в тормозных контурах.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the process of automatic braking to maintain a predetermined distance to the car in front, the pressure in the circuits of the hydraulic control unit of the brake mechanisms is periodically reduced due to short-time power failure of the corresponding shut-off electromagnetic valves in the brake circuits.

На решение поставленной технической задачи направлено также то, что при вмешательстве водителя в процесс управления для осуществления экстренного торможения с помощью тормозной педали процесс включения сцепления осуществляют в течение заданного времени, обеспечивая плавность увеличения нагрузки на коленчатый вал и предотвращение остановки двигателя.The technical task is also aimed at the fact that when the driver intervenes in the control process for emergency braking using the brake pedal, the clutch engagement process is carried out for a predetermined time, ensuring a smooth increase in the load on the crankshaft and prevention of engine shutdown.

Решение поставленной технической задачи становится возможным при его реализации для системы, в состав которой входят расчетно-логический блок, два гидроблока, включающих в себя насосы с электроприводом и электромагнитные клапаны. В отличие от прототипа реализуемое замедление автомобиля при автоматическом торможении определяется временем работы электромотора. Предусмотренное способом раздельное управление электромагнитными клапанами гидроблоков позволяет иметь различные давления в независимых друг от друга контурах тормозной системы и контуре гидравлического привода сцепления, обеспечивая в автоматическом режиме необходимую скорость торможения.The solution of the technical problem becomes possible when it is implemented for a system that includes a logic and computational unit, two hydraulic units, including electric pumps and electromagnetic valves. In contrast to the prototype, the realized car deceleration during automatic braking is determined by the operating time of the electric motor. The separate control of the solenoid valves of the hydraulic units provided for by the method makes it possible to have different pressures in the brake system circuits and the clutch hydraulic drive circuit independent from each other, providing the necessary braking speed in automatic mode.

Изобретение поясняется следующими иллюстрациями, где на фиг.1 приведена структурная схема системы управления гидравлическим тормозным приводом для обеспечения автоматического торможения автомобиля; на фиг.2 показана структурная схема гидроблока, используемого для создания давления в контуре управления сцеплением; на фиг.3 показана структурная схема гидроблока, используемого для создания давления в контурах тормозной системы; на фиг.4 приведен алгоритм работы программы, по которой расчетно-логический блок управляет гидроблоками для обеспечения автоматического торможения.The invention is illustrated by the following illustrations, where figure 1 shows the structural diagram of a control system for a hydraulic brake actuator to provide automatic braking of the vehicle; figure 2 shows the structural diagram of the valve body used to create pressure in the clutch control circuit; figure 3 shows the structural diagram of the valve body used to create pressure in the circuits of the brake system; figure 4 shows the algorithm of the program, according to which the calculation and logical unit controls the hydraulic units to provide automatic braking.

Способ управления гидравлическим тормозным приводом для обеспечения автоматического торможения автомобиля, оборудованного гидравлической тормозной системой, механической коробкой передач и электрическим приводом дроссельной заслонки, заключается в том, что предварительно устанавливают критерии начала и окончания процесса автоматического торможения. В процессе автоматического торможения автомобиля периодически контролируют и регистрируют ряд измеряемых и расчетных параметров движения, например, скорость движения, общий пройденный путь, расчетный тормозной путь, время торможения и реальный тормозной путь, выдаваемые команды. При наступлении режима автоматического торможения используют тормозную жидкость, находящуюся в главном тормозном цилиндре, и контуры гидроблоков управления тормозными механизмами передних и задних колес. При этом сохраняют работоспособной антиблокировочную систему автомобиля. В процессе автоматического торможения дополнительно осуществляют управление сцеплением автомобиля с помощью независимого гидроблока с одним контуром. Согласно способу устанавливают время работы электромоторов и запитывания аккумуляторных электромагнитных клапанов для гидроблоков управления тормозными механизмами и сцеплением исходя из расчета получения различных давлений в каждом контуре гидроблока управления тормозными механизмами и в контуре гидроблока управления сцеплением. При этом управляют отсечными и аккумуляторными электромагнитными клапанами в соответствующих контурах, что позволяет получать различные заданные значения замедления автомобиля при автоматическом торможении.A method for controlling a hydraulic brake drive to provide automatic braking of a vehicle equipped with a hydraulic brake system, a manual gearbox and an electric throttle actuator consists in pre-setting the criteria for starting and ending the automatic braking process. In the process of automatic braking of a car, a number of measured and calculated motion parameters are periodically monitored and recorded, for example, speed, total distance traveled, calculated braking distance, braking time and real braking distance, issued commands. When automatic braking occurs, the brake fluid located in the main brake cylinder and the contours of the hydraulic units for controlling the brake mechanisms of the front and rear wheels are used. At the same time, the anti-lock braking system of the vehicle is maintained. In the process of automatic braking, the vehicle's clutch is additionally controlled using an independent hydraulic unit with one circuit. According to the method, the operating time of the electric motors and the feeding of the battery solenoid valves for the brake and clutch control valve bodies is established based on the calculation of the different pressures in each circuit of the brake control valve body and in the clutch control valve body. At the same time, shut-off and accumulator electromagnetic valves are controlled in the corresponding circuits, which makes it possible to obtain various preset values of the vehicle deceleration during automatic braking.

В процессе автоматического торможения для поддержания заданной дистанции до впереди идущего автомобиля периодически осуществляют снижение давления в контурах гидроблока управления тормозными механизмами за счет кратковременного обесточивания соответствующих отсечных электромагнитных клапанов в тормозных контурах.In the process of automatic braking, in order to maintain a predetermined distance to the vehicle in front, the pressure in the circuits of the hydraulic control unit of the brake mechanisms is periodically reduced due to the short-term shutdown of the corresponding shut-off electromagnetic valves in the brake circuits.

При вмешательстве водителя в процесс управления для осуществления экстренного торможения с помощью тормозной педали процесс включения сцепления осуществляют в автоматическом режиме в течение заданного времени для обеспечения плавности увеличения нагрузки на коленчатый вал, предотвращая тем самым остановку двигателя.When the driver intervenes in the control process for emergency braking using the brake pedal, the clutch engagement process is carried out automatically for a predetermined time to ensure a smooth increase in the load on the crankshaft, thereby preventing the engine from stopping.

Способ управления автоматическим торможением реализуется в устройстве, схематически представленном на фиг.1, где изображен контур сцепления, включающий в себя главный цилиндр 1 сцепления, рабочий цилиндр 2 сцепления и дополнительно включенный в магистраль сцепления гидроблок 3 управления сцеплением. Тормозная система автомобиля, способного выполнять автоматическое торможение, состоит из главного тормозного цилиндра 4 с вакуумным усилителем 5, который подключен через гидроблок 6 управления тормозными механизмами и штатный гидроблок 7 АБС автомобиля к тормозным механизмам 8 и 9 передних и задних колес соответственно. В состав устройства входят также расчетно-логический блок 10 и пульт 11 управления.The automatic braking control method is implemented in the device schematically shown in FIG. 1, which shows a clutch circuit including a clutch master cylinder 1, a clutch slave cylinder 2 and a clutch control unit 3 further included in the clutch line. The brake system of a car capable of performing automatic braking consists of a brake master cylinder 4 with a vacuum booster 5, which is connected via a hydraulic unit 6 for controlling brake mechanisms and a standard hydraulic unit 7 of the vehicle's ABS to the brake mechanisms 8 and 9 of the front and rear wheels, respectively. The structure of the device also includes a logical calculation unit 10 and a control panel 11.

Гидроблок 3 управления сцеплением имеет вход 12 и выход 13 (см. фиг.2). В состав гидроблока 3 входят также отсечной клапан 14, клапан 15 аккумулятора, гидроаккумулятор 16 и насос 17 с приводом от электрического двигателя 18. При этом ко входу 12 гидроблока 3 подключен главный цилиндр 1 сцепления, а его выход 13 соединен с рабочим цилиндром 2 сцепления (см. фиг.1).The hydraulic control unit 3 of the clutch control has an input 12 and an output 13 (see figure 2). The hydraulic unit 3 also includes a shut-off valve 14, an accumulator valve 15, a hydraulic accumulator 16, and a pump 17 driven by an electric motor 18. Moreover, the clutch master cylinder 1 is connected to the inlet 12 of the hydroblock 3, and its output 13 is connected to the clutch slave cylinder 2 ( see figure 1).

Гидроблок 6 управления тормозными механизмами состоит из контура 19 задних тормозных механизмов 9 (см. фиг.3) и контура 20 передних тормозных механизмов 8, независимых друг от друга. Контуры 19 и 20 тормозных механизмов 8 и 9 содержат насосы 21 и 22 соответственно с общим электрическим двигателем 23, а также соответствующие насосам 21 и 22 отсечные клапаны 24 и 25, а также аккумуляторные клапаны 26 и 27. При этом вход 28 соединен с контуром 19 задних тормозных механизмов 9, а вход 29 - с контуром 20 передних тормозных механизмов 8 главного тормозного цилиндра 1, выход 30 соединен с контуром 19 задних тормозных механизмов 9 гидроблока 7 АБС, а выход 31 - с контуром 20 передних тормозных механизмов 8 гидроблока 7 АБС. В каждом из контуров 19 и 20 имеются гидроаккумуляторы 32, а также выходы 33, которые в гидроблоке 6 управления тормозными механизмами и гидроблоке 3 управления сцеплением используются для подключения манометров на этапе отладки системы.The valve body 6 for controlling the brake mechanisms consists of a circuit 19 of the rear brake mechanisms 9 (see Fig. 3) and a circuit 20 of the front brake mechanisms 8, independent of each other. The circuits 19 and 20 of the brake mechanisms 8 and 9 contain pumps 21 and 22, respectively, with a common electric motor 23, as well as shut-off valves 24 and 25 corresponding to the pumps 21 and 22, as well as accumulator valves 26 and 27. The input 28 is connected to the circuit 19 rear braking mechanisms 9, and the input 29 - with the circuit 20 of the front braking mechanisms 8 of the main brake cylinder 1, the output 30 is connected to the circuit 19 of the rear braking mechanisms 9 of the ABS hydraulic unit 7, and the output 31 is connected to the circuit 20 of the front braking mechanisms 8 of the ABS hydraulic unit 7. In each of the circuits 19 and 20 there are accumulators 32, as well as outputs 33, which are used in the hydraulic unit 6 for controlling brake mechanisms and the hydraulic unit 3 for controlling clutch for connecting pressure gauges at the stage of debugging the system.

Способ управления тормозным приводом осуществляется следующим образом.The method of controlling the brake actuator is as follows.

Входящий в состав устройства расчетно-логический блок 10 служит для формирования сигналов, вызывающих срабатывания гидроблоков 3 и 6 управления сцеплением и управления тормозными механизмами 8 и 9 соответственно. С помощью пульта 11 управления подаются основные команды начала и окончания автоматического торможения, а также вспомогательные команды, необходимые для регистрации в памяти расчетно-логического блока 10 параметров движения автомобиля. Пульт 11 управления используется на этапе отладки системы автоматического торможения. После завершения исследовательских работ он может быть заменен на дальномер, определяющий действительную дистанцию до лидирующего автомобиля (препятствия). В результате сравнения в расчетно-логическом блоке 10 действительной дистанции с безопасной, рассчитанной на основании собственной скорости и скорости лидирующего автомобиля, будет приниматься решение о необходимости и интенсивности автоматического торможения.The computational-logical unit 10, which is part of the device, serves to generate signals that trigger the hydroblocks 3 and 6 of the clutch control and the brake mechanisms 8 and 9, respectively. Using the remote control 11, the basic commands for starting and ending automatic braking are given, as well as auxiliary commands necessary for registering in the memory of the calculation and logical unit 10 the parameters of the car’s movement. Remote control 11 is used at the stage of debugging the automatic braking system. After the completion of research, it can be replaced by a rangefinder that determines the actual distance to the leading car (obstacles). As a result of comparison in the calculation and logical unit 10 of the actual distance from the safe distance calculated on the basis of the own speed and speed of the leading car, a decision will be made on the need and intensity of automatic braking.

При неавтоматическом управлении в обесточенном состоянии отсечной клапан 14 (см. фиг.2) связывает вход 12 с выходом 13 через внутренние магистрали гидроблока 3 управления сцеплением.With manual control in a de-energized state, the shut-off valve 14 (see figure 2) connects the input 12 to the output 13 through the internal lines of the valve control unit 3 of the clutch control.

При неавтоматическом управлении в обесточенном состоянии клапан 15 аккумулятора перекрывает внутренние магистрали гидроблока 3 управления сцеплением, соединяющие вход 12 с гидроаккумулятором 16 и входом насоса 17, приводимого в действие электрическим двигателем 18. Остальные элементы гидроблока 3 для автоматического управления не используются. Неиспользуемые магистрали гидроблока 3 закрываются пробками для недопущения попадания грязи внутрь гидроблока, что может привести к его преждевременному выходу из строя.In case of non-automatic control in de-energized state, the valve 15 of the accumulator closes the internal lines of the hydroblock 3 of the clutch control, connecting the input 12 to the accumulator 16 and the input of the pump 17, driven by an electric motor 18. The remaining elements of the hydraulic unit 3 are not used for automatic control. Unused lines of the valve body 3 are closed with plugs to prevent dirt from entering the valve body, which can lead to its premature failure.

При выдаче расчетно-логическим блоком 10 на гидроблок 3 управления сцеплением и гидроблок 6 управления тормозными механизмами сигнала автоматического торможения в гидроблоке 3 управления сцеплением (см. фиг.2) запитывается обмотка отсечного клапана 14, в результате он перекрывает магистраль, связывающую вход 12 и, следовательно, главный цилиндр 1 сцепления с выходом 13 и, следовательно, с рабочим цилиндром 2 сцепления. Отсечной клапан 14 будет находиться под напряжением до момента прихода сигнала растормаживания или по достижении времени максимального нахождения обмотки клапана 14 под напряжением. Время максимального нахождения обмотки отсечного клапана 14 под напряжением устанавливается для предохранения обмотки клапана от перегрева. Одновременно с запитыванием отсечного клапана 14 на определенное время, заданное с пульта 11 управления расчетно-логическому блоку 10, запитывается обмотка клапана 15 аккумулятора управления сцеплением и включается электрический двигатель 18, приводящий в действие насос 17. Клапан 15 аккумулятора соединяет вход 12 с входом гидроаккумулятора 16 и насоса 17. Так как отсечной клапан 14 управления сцеплением закрыт, тормозная жидкость, забираемая из главного цилиндра 1 сцепления, может подаваться насосом только к рабочему цилиндру 2 сцепления через выход 13 гидроблока 3 управления сцеплением. В результате сцепление выключается.When the calculation and logic unit 10 outputs to the valve control unit 3 of the clutch and the valve body 6 of the brake control mechanisms an automatic brake signal in the valve unit 3 of the clutch (see figure 2), the winding of the shut-off valve 14 is energized, as a result, it closes the line connecting the input 12 and, therefore, the clutch master cylinder 1 has an output 13 and, therefore, with the clutch slave cylinder 2. The shut-off valve 14 will be energized until a brake signal arrives or when the time that the coil of the valve 14 has been energized is reached. The maximum time the winding of the shut-off valve 14 is energized is set to protect the winding of the valve from overheating. Simultaneously with the shut-off valve 14 being energized for a certain time set from the control panel 11 of the calculation and logic unit 10, the coil of the valve 15 of the clutch control battery is energized and the electric motor 18 is activated, which drives the pump 17. The valve 15 of the battery connects the input 12 to the input of the accumulator 16 and pump 17. Since the clutch shut-off valve 14 is closed, brake fluid drawn from the clutch master cylinder 1 can only be pumped to the clutch slave cylinder 2 through stroke 13 of the valve body 3 clutch control. As a result, the clutch disengages.

Для перевода гидроблока 6 управления тормозными механизмами в автоматический режим запитываются обмотки электромагнитных клапанов 24, 25, 26, 27 (см. фиг.3) и включается электрический двигатель 23.To transfer the valve body 6 for controlling the brake mechanisms to automatic mode, the windings of the electromagnetic valves 24, 25, 26, 27 (see Fig. 3) are energized and the electric motor 23 is turned on.

Когда обмотки используемых для автоматического управления клапанов 24, 25, 26, 27 обесточены, входы 28 и 29 соединены соответственно с выходами 30 и 31, что позволяет водителю управлять автомобилем в неавтоматическом режиме.When the windings of the valves 24, 25, 26, 27 used for automatic control are de-energized, the inputs 28 and 29 are connected respectively to the outputs 30 and 31, which allows the driver to control the car in a non-automatic mode.

По приходу сигнала автоматического торможения от расчетно-логического блока 10 на гидроблок 6 управления тормозными механизмами в нем запитываются обмотки отсечных клапанов 24 и 25, перекрывающие магистрали, связывающие входы 28 и 29 с выходами 30 и 31. В результате главный тормозной цилиндр 4 отсоединяется от передних и задних тормозных механизмов 8 и 9 соответственно. Одновременно с запитыванием отсечных клапанов 24 и 25 на определенное время, заданное с пульта 11 управления расчетно-логическому блоку 10, запитываются обмотки клапанов 26 и 27 аккумуляторов тормозных контуров 19 и 20 и включается электрический двигатель 23 насосов 21 и 22. Клапаны 26 и 27 аккумуляторов соединяют выходы главного тормозного цилиндра 4 с входами насосов 21 и 22. Так как отсечные клапаны 24 и 25 контуров 19 и 20 закрыты, тормозная жидкость, забираемая из главного тормозного цилиндра 4, может подаваться насосами 21 и 22 только к тормозным механизмам 8 и 9 через блок 7 АБС. В результате автомобиль затормаживается. Раздельно устанавливаемая длительность нагнетания давлений насосами 21 и 22 за счет различного времени открытия клапанов 26 и 27 аккумуляторов позволяет иметь различные давления в соответствующих контурах 19 и 20 (что может потребоваться из-за различных тормозных механизмов, установленных на автомобиле, например передние тормозные механизмы - дисковые, задние - барабанные, а также в случае наличия механического регулятора тормозных сил задней оси) и определяет реализуемое замедление. Кратковременное обесточивание обмоток отсечных клапанов 24 и 25 позволяет уменьшать давление в соответствующих контурах 19 и 20 и, следовательно, замедление, реализуемое автомобилем, что может понадобиться при автоматическом поддержании дистанции до впереди идущего автомобиля в режиме автоматического торможения. Нажатие водителем на тормозную педаль вызывает однократное и полное обесточивание обмоток отсечных клапанов 24 и 25 гидроблока 6 управления тормозными механизмами и обесточивание по специальному алгоритму обмотки отсечного клапана 14 гидроблока 3 управления сцеплением, что необходимо для плавного включения сцепления, исключающего остановку двигателя, и дает возможность водителю управлять автомобилем в неавтоматическом режиме.Upon the arrival of the automatic braking signal from the logic-calculating unit 10 to the hydraulic control unit 6 for controlling the brake mechanisms, the windings of shut-off valves 24 and 25 are energized in it, blocking the lines connecting inputs 28 and 29 with outputs 30 and 31. As a result, the main brake cylinder 4 is disconnected from the front and rear braking mechanisms 8 and 9, respectively. Simultaneously with the shut-off valves 24 and 25 being energized for a certain time set from the control panel 11 of the calculation and logic unit 10, the windings of the valves 26 and 27 of the brake circuits 19 and 20 are energized and the electric motor 23 of the pumps 21 and 22 is turned on. Valves 26 and 27 of the batteries connect the outputs of the brake master cylinder 4 to the inputs of the pumps 21 and 22. Since the shut-off valves 24 and 25 of the circuits 19 and 20 are closed, the brake fluid drawn from the brake master cylinder 4 can be pumped by the pumps 21 and 22 only to the brake mechanisms 8 and 9 through block 7 of the ABS. As a result, the car is braked. The separately set duration of pressure pumping by pumps 21 and 22 due to the different opening times of the valves 26 and 27 of the batteries allows different pressures in the corresponding circuits 19 and 20 (which may be required due to different braking mechanisms installed on the car, for example, front brakes - disk , rear - drum, as well as in the case of a mechanical regulator of the braking forces of the rear axle) and determines the realized deceleration. Short-time blackout of the windings of shut-off valves 24 and 25 allows to reduce the pressure in the corresponding circuits 19 and 20 and, therefore, the deceleration realized by the car, which may be necessary when automatically maintaining the distance to the vehicle in front in automatic braking mode. Pressing the brake pedal by the driver causes a single and complete blackout of the windings of the shut-off valves 24 and 25 of the hydraulic unit 6 for controlling the brake mechanisms and de-energizes according to the special algorithm of the winding of the shut-off valve 14 of the hydraulic unit 3 of the clutch control, which is necessary for smooth engagement of the clutch, which excludes engine shutdown, and allows the driver to drive a car in non-automatic mode.

Блок-схема программы управления гидроблоками приведена на фиг.4.The block diagram of the control system of the hydraulic units is shown in figure 4.

Поскольку описываемая система используется в настоящее время для исследования процессов автоматического торможения, программа, заложенная в расчетно-логический блок 10, кроме управления элементами системы автоматического торможения обеспечивает регистрацию измеренных и расчетных параметров движения автомобиля по командам, задаваемым с пульта 11 управления (см. фиг.4). При движении автомобиля измеряются скорость и путь, на основании этих параметров рассчитываются ускорения за 0,1 с и 0,5 с. При выдаче с пульта 11 управления команды автоматического торможения рассчитывается тормозной путь в зависимости от реализуемого замедления, определяемого длительностями работы электромотора и клапанов аккумуляторов гидроблока 6 управления тормозными механизмами, задаваемыми расчетно-логическому блоку 10, а также измеряется реальный тормозной путь и время торможения в автоматическом режиме. Параметры измеряются через 0,1 с.Since the described system is currently used to study automatic braking processes, the program embedded in the calculation and logic unit 10, in addition to controlling the elements of the automatic braking system, provides registration of measured and calculated vehicle motion parameters by commands set from the control panel 11 (see Fig. four). When the car is moving, speed and path are measured, based on these parameters, accelerations are calculated for 0.1 s and 0.5 s. When the automatic braking command is issued from the control panel 11, the braking distance is calculated depending on the actual deceleration, which is determined by the duration of the electric motor and the battery valves of the valve body 6 for controlling the brake mechanisms specified by the calculation and logic unit 10, and the actual braking distance and braking time are measured in automatic mode . Parameters are measured after 0.1 s.

Если с пульта 11 управления выдается команда регистрации параметров движения автомобиля, обнуляется область памяти, в которой будут сохраняться данные для дальнейшей обработки, и начинается запись указанных выше параметров.If a command for recording vehicle motion parameters is issued from the control panel 11, the memory area in which data for further processing will be stored is reset, and the recording of the above parameters begins.

Если с пульта 11 управления выдается команда автоматического торможения, то расчетно-логический блок 10 переводит двигатель автомобиля на режим холостого хода, включает стоп-сигналы, запитывает отсечные и аккумуляторные клапаны 14, 15, 24, 25, 26, 27, включает электродвигатели 18, 23 насосов 17, 21, 22 в гидроблоках 3 и 6 управления сцеплением и тормозными механизмами соответственно. После окончания работы электродвигателей 18, 23 насосов 17, 21, 22 и истечения времени активизации клапанов 15, 26, 27 аккумуляторов, если режим автоматического торможения продолжается, отсечные клапаны 14, 24, 25 в соответствующих гидроблоках 3 и 6 управления сцеплением и тормозными механизмами остаются запитанными до истечения времени активизации клапанов или до прихода с пульта 11 управления команды растормаживания.If an automatic braking command is issued from the control panel 11, then the calculation and logical unit 10 sets the car engine to idle mode, turns on brake lights, energizes shut-off and battery valves 14, 15, 24, 25, 26, 27, turns on electric motors 18, 23 pumps 17, 21, 22 in the valve body 3 and 6 control the clutch and brake mechanisms, respectively. After the operation of the electric motors 18, 23 of the pumps 17, 21, 22 and the activation time of the battery valves 15, 26, 27 expire, if the automatic braking mode continues, the shut-off valves 14, 24, 25 in the corresponding hydraulic control units 3 and 6 of the clutch and brake mechanisms remain energized until the activation time of the valves expires or until the release command is received from the control panel 11.

Если водитель нажимает на тормозную педаль или сработал штатный блок 7 АБС автомобиля, то расчетно-логический блок 10 переводит двигатель автомобиля на режим управления от педали газа, обесточивает отсечные и аккумуляторные клапаны 14, 15, 24, 25, 26, 27 в гидроблоке 6 управления тормозными механизмами, обесточивает клапан 15 аккумулятора в гидроблоке 3 управления сцеплением и управляет отсечным клапаном 14 в этом же гидроблоке по специальному алгоритму для плавного включения сцепления. Алгоритм выглядит следующим образом: сначала отсечной клапан 14 обесточивается на короткое время, заданное в расчетно- логическом блоке 10, в результате давление в гидроприводе сцепления уменьшается и сцепление частично включается, плавно увеличивая нагрузку на двигатель автомобиля, затем определенное время сцепление удерживается в этом положении, позволяя двигателю приспособиться к увеличению нагрузки, после чего отсечной клапан 14 обесточивается полностью и сцепление полностью включается. Такой алгоритм не приводит к остановке двигателя при переходе от автоматического к неавтоматическому режиму управления автомобилем.If the driver presses the brake pedal or the standard ABS unit 7 of the vehicle has been activated, the calculation and logical unit 10 sets the vehicle engine to the gas pedal control mode, disconnects the shut-off and battery valves 14, 15, 24, 25, 26, 27 in the control unit 6 brake mechanisms, de-energizes the battery valve 15 in the clutch control unit 3 and controls the shut-off valve 14 in the same unit according to a special algorithm for smooth engagement of the clutch. The algorithm is as follows: first, the shut-off valve 14 is de-energized for a short time specified in the calculation and logic unit 10, as a result, the pressure in the clutch hydraulic drive decreases and the clutch partially engages, gradually increasing the load on the car engine, then the clutch is held in this position for a certain time, allowing the engine to adapt to the increase in load, after which the shut-off valve 14 is completely de-energized and the clutch is fully engaged. Such an algorithm does not stop the engine during the transition from automatic to non-automatic driving mode.

Если с пульта 11 управления пришла команда растормаживания или достигнуто максимальное время торможения (максимальное время запитывания обмоток отсечных клапанов), двигатель автомобиля переводится на режим управления от педали газа, полностью обесточиваются отсечные и аккумуляторные клапаны 14, 15, 24, 25, 26, 27 в гидроблоках 6 и 3 управления тормозными механизмами и сцеплением соответственно.If the brake release command is received from the control panel 11 or the maximum braking time is reached (maximum time for feeding the shut-off valve windings), the car engine is switched to the control mode from the gas pedal, shut-off and battery valves 14, 15, 24, 25, 26, 27 v are completely de-energized hydroblocks 6 and 3 control brake mechanisms and clutch, respectively.

Таким образом, изобретение позволяет осуществлять торможения автомобиля с различной интенсивностью в автоматическом режиме за счет создания различных давлений в контурах тормозной системы и контуре гидравлического привода сцепления автомобилей любых производителей, имеющих механическую коробку передач, электрический привод дроссельной заслонки и гидравлические приводы тормозов и сцепления, по сигналу расчетно-логического блока.Thus, the invention allows for braking a car with different intensities in automatic mode by creating different pressures in the circuits of the brake system and the hydraulic clutch circuit of automobiles of any manufacturers having a manual gearbox, electric throttle and hydraulic brake and clutch drives, by signal settlement and logical unit.

Claims

1. A method of controlling a hydraulic brake drive to provide automatic braking of a vehicle equipped with a hydraulic brake system, a hydraulic clutch drive, a mechanical gearbox and an electric throttle actuator, which means that during movement, a number of measured and calculated motion parameters are monitored and recorded, according to which pre-set the criteria for the beginning and end of the automatic braking process, while the automatic braking uses the brake fluid located in the main brake cylinder, and the contours of the valve body control units of the front and rear wheels, while maintaining the functionality of the anti-lock system, characterized in that in the process of automatic braking additionally control the vehicle’s clutch using an independent hydraulic unit with one circuit, at the same time they realize the setpoint deceleration, for which they set the operating time of electric motors and powering the battery solenoid valves separately for hydroblocks for controlling brake mechanisms and clutch, based on the calculation of the necessary pressures in each circuit of the hydroblocks, while controlling shut-off and accumulator electromagnetic valves in the respective circuits.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the process of automatic braking to maintain a predetermined distance to the vehicle in front, the pressure in the circuits of the brake control unit is periodically reduced due to the short-term shutdown of the corresponding shut-off electromagnetic valves in the brake circuits.

3. The method according to claim 1, characterized in that when the driver intervenes in the control process for emergency braking using the brake pedal, the clutch engagement process is carried out for a predetermined time, ensuring a smooth increase in the load on the crankshaft and preventing the engine from stopping.