SE518333C2 - Sätt och anordning för avkänning av släpvagnsdrift vid ett motorfordon - Google Patents

Description

25 518 333 2 .unn- » ; ø n u n . o u: Detta gäller framförallt vid dragfordon, vid vilka ett släpfordon anslutes medelst en tistelstång och därigenom ingen information över den ytterligare belastningen till följd av släpfordonet föreligger, men även för påhängssläpvagnar, vid vilka lastfördelningen i påhängsvagrren är ogynnsam. På detta sätt kan redan vid det första bromsförloppet hos en arbetscykel hos fordonet i det närmaste korrekta bromskrafter inställas på de enskilda hjulbromsarna.

Vidare kan släpfordonsavkänningen på fördelaktigt sätt utnyttjas för kontroll av en axelbelastningssensorsignal, då på detta sätt en andra väg skapas för avkänning av släpfordonsdrift förutom den möjliga härledningen av denna information ur axellast- sensorsignalen.

Speciellt fördelaktigt är att kostnaden eller omfattningen av den elekniska styrningen av bromssystemet hos dragfordonet kan minskas eftersom rutiner, som är förutsedda endast i förbindelse med släpfordonsstymingen, kan frånkopplas och/eller hållas till- baka. Detta gäller framförallt en kopplingskraftreglering. Denna ställes tillbaka om påhängsvagrisväxling avkänts. Om soloköming med dragfordonet avkärmes är det möj- ligt att på lämpligt sätt reagera för att förhindra att regleringen löper in i ogynnsamma värdeorriråden.

Speciellt fördelaktigt är att för avkänning av släpfordons- resp. påhängsvagrisdrifi ingen ytterligare information krävs från själva släpfordonet resp. påhängsvagrien.

Ytterligare fördelar framgår av efterföljande beskrivning av utföringsexempel samt av de osjälvständiga patentkraven.

Riming.

Uppfinningen beskrives nedan närmare under hänvisning till på ritningen visade utfö- ringsformer. Härvid visar ñg. l ett elektroniskt styrt bromssystem hos ett dragfordon exemplifierat av ett elektropneumatiskt bromssystem. I fig. 2 visas som flödesschema 10 15 20 25 30 3 : ::-.' en föredragen utföringsform för avkänmng av släpfordonsdrift. Fig. 3 förtydligar med hjälp av tidsdiagram förfarandet för avkäruiing av släpfordonsdrift.

Beskrivning av utföringsexemplen.

Fig. 1 visar ett översiktsblockschema för ett elektroniskt styrt bromssystem, exempli- fierat av ett elektroniskt styrt txyckluftsbromssystem med nödbromskrets för ett tvåax- ligt dragfordon med släpfordonsförbindelse.

Fig. 1 visar en central styrenhet 10, som uppvisar åtminstone en mikrodator. Vidare finns decentralt så kallade tiyckreglennoduler 12, 14, 16 och 18, vilka hör till varsin hjulbroms 20, 22, 24 och 26 hos dragfordonet. Den centrala styrapparaten 10 är via ett kommunikationssystem 28, exempelvis CAN, förbundet med tiyckreglermodulema 12 - 18. För avkärining av de instyrda bromstrycken och avkänning av ytterligare stor- heter såsom exempelvis axellaster, hjulvarvtal, bromstemperaturer etc., går till tryckreglermodulema 12 - 18 ledningar 34, 36, 38 resp. 40 från motsvarande mätan- ordningar 42, 44, 46 resp. 48. Den centrala styrapparaten 10 är vidare genom en led- ning 50 förbunden med den elektriska delen 52 hos en bromsvärdesgivare 54. Vidare är för styrning av släpfordonsbromssystemet en släpfordonsstyrrnodul 70 anordnad, som genom kommunikationssystemet 28 är förbunden med den centrala styrapparaten 10. Från den centrala styrapparaten 10 går även en ledning 56 till en elektrisk stickkon- taktförbindelse 58 till släpfordonet.

Den pneumatiska delen av bromssystemet består vid det i fig. 1 visade systemet av två bromskretsar för fram- och bakaxeln. För detta ändamål matas de till hjulbromsarna 20 och 22 på framaxeln hörande tryckreglerrnodulema 12 och 14 via ledningar 60 med ett från en förrådsbehållare 62 kommande förrådsuyck. Från bromsvärdesgivarens pneu- matiska del 64 går styrledningar 66 till tiyckreglerrnodulerna 12 och 14. Vidare går från ledningen 66 en ledning 68 till släpfordonsstyrmodulen 70 för styming av släpfor- donets bromssystem. Från släpfordonsstynnodulen 70 går en pneumatisk styrledning 72 till ett första kopplingshuvud 74, en förrådsledning 76 till ett andra kopplingshuvud 10 15 20 25 | n v u wo n 518 333 4 g n ~ n n n n n n c on 78. Vidare är släpfordonsstyrrnodulen via en ledning 80 förbunden med en förråds- tryckbehållare 82. Den andra bromskretsen bildas av bromsvärdesgivarens 54 andra pneumatiska del 84, förrådstryckbehållaren 86 samt förrådsledningssystemet 88 och det pneumatiska styrledningssystemet 90. Förrådsledningama 88 och styrledningama 90 går från bromsvärdesgivaren 54 till de till bakaxelns hjulbromsar 24 och 26 hörande tryckreglermodulema 16 och l8.

I ett utföringsexempel finns vidare en trycksensor 92, som mäter trycket i förrådsbe- hållaren 82 resp. förrådsledningen 80 och via ledningen 94 överför detta till styrenhe- ten 10.

I ett föredraget utföringsexempel matas till den centrala styrapparaten 10 från broms- värdesgivarens 54 elektriska del 52 ett mått på bromspedalens påverkningsgrad. I den centrala styrapparaten bearbetas denna signal och bestämmer, eventuellt under hån- synstagande till ytterligare driftsstorheter såsom axellaster, hjulindividuella storheter, fordonsretardation etc. börtryck-, börbromsmoment-, börbromskraft- eller börslirvär- den för de enskilda hjulbromsama resp. för släpfordonet i enlighet med förutbestämda kurvor eller tabeller. Dessa börvärden matas via kommunikationssystemet 28 till de enskilda tryckreglermodulema samt till släpfordonsstyrrnodulen, vilka inreglerar trycket i de enskilda hjulbromsarna resp. släpfordonets bromssystem i överensstäm- melse med börvärdesangivelsen. Vid fel på bromssystemets elektriska del kommer denna eller åtminstone den med fel behäftade delen (exempelvis frarn- eller bakaxeln) att frånkopplas och den eller de pneumatiska nödbromskretsama göres verksamma. I nödbromsdrift anger föraren genom bromsvärdesgivarens 54 pneumatiska delar 64 resp. 84 via styrledningama 66 resp. 90 hjulbromstryck till de enskilda hjulbromsama, vilket vid frånkopplad elektrisk manövrering instyres i hjulbromsama medelst tryckreglerrnodulema.

Förutom denna grundläggande funktion hos fardbromsen firms såsom beskrivits i den inledningsvis nämnda teknikens ståndpunkt rutiner för avkänning och kompensation av de olika anläggnings- och/eller lossningstrycken samt de mellan de olika delfordonen 10 15 20 25 30 51 8 333=šjj= =jj¿;_::¿_ -: förekommande hysteresema, för att vid bromsförloppet minimera de mellan två delfor- don verkande längskrafterna. Eftersom utförandet av dessa rutiner endast erfordras om ett släpfordon resp. påhängsvagn verkligen finnes, krävs åtgärder för att avkänna när- varon av en påhängsvagn eller ett släpfordon.

I dragfordonet påverkas släpfordonsstyrmodulen 70 under färdbromsning även om inget släpfordon föreligger. Tryckledningen 72 mellan ventilens 70 arbetskammare och kopplingshuvudet 74 luftbelastas därför vid varje bromsning. Vid drift utan släpfordon ändrar sig volymen mellan ventilens 70 arbetskammare och kopplingshuvudet 74 icke.

Därför är den tid, under vilken volymen fylles med ett bestämt tryck, alltid densamma och endast beroende av fylltrycket resp. förrådstrycket, om ventilens öppningsarea förblir densamma. Vid en reläventil med konstant fylltryck i förrådskammaren är öpp- ningsarean en funktion av börtryckets (ventilstyrtrycket) tryckgradient och ärtrycket i arbetskammaren. Om den tid, som erfordras tills trycket i arbetskammaren nått ett förutbeståmt värde, ändrar sig vid samma börtryckgradient, skall antagas att den vo- lym, som skall fyllas, har ändrats. Denna volymåndring kan i föreliggande fall endast framkallas av en förstoring av volymen efter kopplingshuvudet 74, dvs. genom till- kopplingen av ett släpfordon eller en påhängsvagn. Detta förhållande vid tryckupp- byggnad utnyttjas för att avkärma körning med släpfordonsdrift.

I ett första utföringsexempel är trycksensorer anordnade i släpfordonsstyrmodulens 70 arbets- och styrkammare. Via dessa avkärmes börtryckvärdet (tryck i styrkarnmaren) och ärtryckvärdet (tryck i arbetskammaren), bildas ifrågavarande tryckgradienter och avkännes släpfordonsdrift, om äruyckgradienten vid ifrågavarande börtiyckgradient ändrar sig jämfört med situationen vid frånkopplat släpfordon. I regel är ärtryckgra- dienten mindre än börtryckgradienten vid släpfordonsdrift, under det att vid köming utan släpfordonsdrift ärtryckgradienten huvudsakligen motsvarar börtiyckgradienten.

På basis av föreliggande mätstorheter möjliggöres alltså noggrann information över den med arbetskammaren förbundna volymen, så att släpfordonsdrift kan fastställas till- förlitligt. Tryckuppbyggnadens förlopp över tid följer därvid huvudsakligen en av gra- dienten, av den volym som skall fyllas och av förrådstrycket beroende funktion, så att 10 15 20 25 30 uooøo n ø o ~ u n o I II 518 333 6 genom jämförelse av förhållandet mellan tryckgradienten i styrkammaren och den i arbetskammaren slutsatser kan dragas avseende den volym, som skall fyllas och där- med även om en möjligen ansluten påhängsvagn eller släpfordon.

Om ingen trycksensor finnes i släpfordonsstyrmodulens 70 styrkarnmare härledes bör- trycket från andra storheter. En sådan är exempelvis en av den med fárdbromsventilen 54 förbundna väg-, kraft- eller tryckgivaren avkänd storhet, vilken ligger till grund för bildandet av släpfordonsstyrmodulens 70 börstyrvärde. Det har visat sig att tryckgra- dienten i styrkammaren efter en fördröjningstid följer den bömyckgradient, som anges av bromsvärdesgivaren. Denna fördröjningstid är härvid konstant. Därigenom kan den ur sensorsignalen på färdbromsventilen härledda gradienten under hänsynstagande till den konstanta fördröjningstiden mellan fardbromsventilen och släpfordonsstynnodu- lens styrkammare utnyttjas och jämföras med ärtryckgradienten för avkänning av släpfordonsdrift.

Det har visat sig att fördröjningsförhållandet hos sträckan mellan färdbromsventil och släpfordonsstynnodul är oberoende av tryckförhållandet i arbetskamrnaren. Åtminstone när förrådstrycket är tillräckligt högt är inflytandet försumbart. En tidsändring i tryck- uppbyggnaden i arbetskamrnaren vid förutbestämd börgradient beror endast på volym- ändringen i arbetskamrnaren, vilken åstadkommes genom tillkoppling av ett släpfor- don.

I en föredragen realiseringsform bestäms de ifrågavarande gradientema och utvärderas i förbindelse med ett tidmätorgan för att bestämma avvikelser mellan bör- och ärgra- dienten. I beroende av utvärderingsresultatet bestäms därefter om släpfordonsdrift föreligger eller ej. En förutsättning för detta förfarande är att förrådstrycket ej varierar alltför kraftigt utan förblir huvudsakligen konstant. Om denna förutsättning är uppfylld kan tiycksensom i ventilens 70 styrkammare undvaras och den gradient, som härledes från bromsvärdesgivaren, kan under hänsynstagande till fördröjningstiden antagas som tryckgradient i styrkammaren, eftersom styrkammarens volym och kammarinloppets öppningsarea är huvudsakligen konstanta. I ett föredraget utföringsexempel tages hän- 10 15 20 25 30 51 8 3 3 3 _ _ _ _ _ 7 . . . . . . . . .. syn till svängningarna i förrådsnyck genom att förrådstrycket fastställes exempelvis medelst en sensor.

Ett föredraget förfaringssätt för avkänning av släpfordonsdrift visas i ñg. 2. Det där visade flödesdiagramrnet skisserar ett program, som i och för släpfordonsdriftavkän- ning avlöper i styrenheten 10 eller i den till släpfordonsstyrmodulen 70 hörande mikroprocessorn. Programmet inledes med påverkan av bromspedalen och genomlöpes vid påverkad bromspedal under förutbestämda tidsavstånd tills släpfordonsdrift avkänts eller icke avkänts. Om föraren släpper bromspedalen avbrytes programmet.

Efter start av programmet inläses i ett första steg 100 tryckbörvärdet för släpfordons- bromssystemet. Detta motsvarar antingen det från förarbromsönskemâlet bestämda tryckbörvärdet eller representerar i andra utföringsexempel själva förarbromsönskemå- let, som i sin tur huvudsakligen motsvarar bromspedalens läge. Vidare bestäms i steget 100 eventuellt trycket i förrådsbehållaren, förrådsledningen eller förrâdskarrrrnaren hos styrventilen. Detta sker i de föredragna utföringsexemplet medelst en motsvarande sen- sor. I därpå följande steg 102 beräknas gradienten hos det i steg 100 bestämda börvär- det GRADbör som tidsderivata av börvärdet resp. på basis av differensbildning med ett förut avkänt börvärde. I nästa steg 110 undersöks om börgradientvärdet ligger inom ett förutbestämt, av ett minimivärde MIN och ett maximivärde MAX begränsat område. I detta ornråde föreligger ett förutbestämt tidssarrrrnanlrang mellan börgradientvärdet och det senare mätta ärgradientvärdet i arbetskammaren. Detta är exempelvis icke fallet om föraren påverkar pedalen mycket snabbt vid en nödbromsning. Om gradientbörvärdet därför överskrider något av de förutbestämda gränsvärdena avslutas prograrndelen utan att avkärmingen av släpfordonsdrift genomföres. Om gradientbörvärdet befinner sig inom detta område bestäms i steget 106 på basis av gradientbörvärdet den förmodligen i ickesläpfordonsdrift vid en senare tidpunkt t+tv förväntade ärgradienten GRADär (t + tv). Detta sker exempelvis inom ramen för en kurva eller en tabell, i vilken för varje börgradient och eventuellt förrådstryck en motsvarande ärgradient är avsatt. Vid användning av en styrventil, vid vilken styrkammarens volym är känd och oföränderlig, kammarinloppets öppningsarea samt förrådstrycket kan betraktas som konstanta, mot- 10 15 20 25 30 518 333 -ÄÅ-ÉÅÅ' 8 svarar gradientens förväntade ärvärde i ickesläpfordonsdrift huvudsakligen den förut- bestämda börgradienten.

Beaktas skall att en tidsfördröjning föreligger mellan det i steget 100 bestämda börvär- det och släpfordonsstyrventilens utgångstryck. Denna fördröjning är huvudsakligen konstant. Därför startas i steget 108 en räknare t, i därpå följande steg 110 avkärmes ärtrycket i släpfordonsstyrventilens arbetskammare Pär och eventuellt förrådstrycket Pförråd och i steget 112 kontrolleras om räknartillståndet nått värdet tv hos den förut- bestämda fördröjningen. Om detta ej är fallet upprepas steget 110, under det att om fördröjningstiden uppnåtts bildas i det därpå följande steget 114 på basis av det aktuel- la ärtryckvärdet Pär och ett förut mätt ärtryck ärgradienten GRADär som tidsderivata av ärtrycket eller som differens hos ärtrycket.

I nästa steg 116 kontrolleras på basis av det avkända förrådstrycket om detta är kons- tant. Om så ej är fallet genomföres ingen släpfordonsdriftbestärnning. Om förråds- trycket är huvudsakligen konstant kontrolleras i steget 118 om den i steget 114 mätta ärgradienten huvudsakligen motsvarar den i steget 106 förutbestämda. Om så är fallet utgår man ifrån att ingen släpfordonsdrift föreligger och motsvarande flagga SLÄP sättes till O i steget 120. Om ärgradienten ej motsvarar den förutbestämda gradienten utgår man ifrån att ett släpfordon är tillkopplat. I detta fall sättes enligt steget 122 flag- gan SLÄP till värdet 1. Efter stegen 120 och 122 avslutas prograrndelen och upprepas eventuellt vid förutbestämd tid.

Om förrådstrycket för släpfordonet är känt kan hänsyn tagas till ett annorlunda för- rådstryck såväl vid gradientbestämningen i steget 106 som vid bestämningen av fördröjningstiden tv, varvid denna storhet i beroende av förrådstrycket avsätts i mot- svarande förutbestämda kurvor, tabeller eller diagram. Om förrådstrycket ej är konstant under mätningen utnyttjas i ett föredraget utföringsexempel förrådstryckets ändring för att korrigera är- eller börgradienten. På detta sätt kan det i fig. 2 skisserade förfarandet även genomföras vid växlande förrådstryck. 10 15 20 25 518 333 š=IIs:ïï:. g"s.s"=ïï" I fig. 3 förtydligas det i fig. 2 beskrivna förfaringssättet med hjälp av tidsdiagrarn.

Härvid visar fig. Sa och 3b tidsförloppen för börtrycket Pbör och ämycket Pär, varvid fig. 3a visar situationen utan släpfordon och fig. 3b med släpfordon. Börtrycket återges härvid med heldragna linjer och ärtrycket med streckade linjer.

Vid tidpunkten tO påverkar föraren bromspedalen så att börtrycket höjs till värdet P1 med en bestämd gradient GRADbör. Ärtrycket följer denna börvärdesändring huvud- sakligen efter avlupen fördröjningstid tv i tidpunkten tl. I fig. 3a motsvarar ärlïyckets gradient (åtminstone vid början av tryckuppbyggnaden) huvudsakligen börtryckgra- dienten, eftersom ingen släpfordonsdrift föreligger. I fig. 3b är situationen annorlunda, genom att ärtryckets gradient är mindre än börtryckets gradient. Detta beror på den utvidgade volymen efter släpfordonskopplingshuvudet, vilken skall fyllas. I motsvarig- het härtill avkännes till följd av de olika gradienterna släpfordonsdrift vid situationen i fig. 3b.

I beroende av avkänd släpfordonsdrift (flagga SLÄP = 0 eller l) genomföres (vid släpfordonsdrift) eller deaktiveras (vid icke släpfordonsdrift) de speciellt för släpfor- donsstyrning förutsedda rutinerna såsom kopplingskraftreglering etc. Dessutom kan vid avkänning av släpfordonsdrift uppskattning av belastningstillståndet göras, varvid ett förutbestärnt belastningstillstånd antages och hänsyn därtill tages vid bestämning av börtrycken för de enskilda hjulbromsarna. Detta är speciellt fördelaktigt om ingen axel- lastsensor står till förfogande eller för kontroll av axellastinformation.

Släpfordonsdriftavkänningen sker i ett föredraget utföringsexempel direkt efter start av arbetscykeln inom ramen för det första bromsförloppet. Om det i detta utföringsexem- pel avkännes släpfordonsdrift genomföres ej längre programmet för släpfordonsdfift- avkänning i denna driftscykel.

Claims (12)

l0 15 20 25 518 333 10 .nuv- Q o ø 1 . . u o n» Patentkrav

1. Förfarande för avkånning av släpfordonsdrift vid ett motorfordon, varvid det till släpfordonet utstyrda trycket avkännes, kännetecknat av att en tryckuppbyggnaden kännetecknande storhet bestämmes ur denna trycksignal och att släpfordonsdriften av- kännes på basis av denna storhet.

2. F örfarande enligt krav 1, kännetecknat av att gradienten hos det till släpfordonet utstyrda trycket beståmmes och jämföres med en på basis av förarens bromspedalpå- verkan bestämd börgradient, varvid släpfordonsdrift föreligger om gradienten avviker från börgradienten.

3. För-farande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en böruyckgra- dient bildas ur en trycket i släpfordonsstyrventilens styrkammare representerande stor- het, vilken järnföres med gradienten hos det till släpfordonet utstyrda trycket, varvid släpfordonsdrift föreligger om gradienten avviker från börgradienten.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att börtryckgradien- ten bestärnmes ur förarens bromspedalpåverkan eller en därur härledd storhet.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att hänsyn tages till fördröjningstiden mellan börgradient och ärgradient.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att vid avkänd släp- fordonsdrift uppskattas fordonets belastningstillstånd och att hänsyn härtill tages vid bromsstymingen.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att vid släpfordons- drift aktiveras rutiner, vilka tjänar till släpfordonsbromsstyrriing, och att de deaktiveras vid icke släpfordonsdrift. 10 15 20 ~ . - - .- 518 335 n 2"; ::= =..= .= ..... - -

8. F örfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att förrådstrycket för släpfordonet avkännes och att släpfordonsdriftavkäriningen genomföres endast vid konstant förrådstryck.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att vid bestämningen huruvida släpfordonsdrift föreligger eller ej tages hänsyn till en förrådstryckändring.

10. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att släpfordonsdrift- avkänningen genomföres omedelbart efter start av fordonets driftscykel under det första bromsförloppet.

11. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att släpfordonsdrift- avkänningen genomföres endast om börgradienten underskrider åtminstone ett förut- bestämt gränsvärde.

12. Anordning för avkänning av släpfordonsdrift vid ett motorfordon, med en styren- het, som tillföres en storhet, vilken representerar det till släpfordonet utstyrda trycket, kännetecknad av att styrenheten uppvisar medel, vilka bestämmer en tryckuppbygg- naden karakteriserande storhet ur denna nycksigrlal, och vilka på basis av denna stor- het fastställer släpfordonsdriften.