WO2017082768A1 - Способ управления n-осным прицепом тягача и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ управления n-осным прицепом тягача и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2017082768A1
WO2017082768A1 PCT/RU2016/000734 RU2016000734W WO2017082768A1 WO 2017082768 A1 WO2017082768 A1 WO 2017082768A1 RU 2016000734 W RU2016000734 W RU 2016000734W WO 2017082768 A1 WO2017082768 A1 WO 2017082768A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
trailer
tractor
axle trailer
mechanical energy
axle
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000734
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Денис Валентинович НИКИШИН
Original Assignee
Денис Валентинович НИКИШИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Денис Валентинович НИКИШИН filed Critical Денис Валентинович НИКИШИН
Priority to DE112016005158.1T priority Critical patent/DE112016005158T5/de
Publication of WO2017082768A1 publication Critical patent/WO2017082768A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/005—Combinations with at least three axles and comprising two or more articulated parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D61/00—Brakes with means for making the energy absorbed available for use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/02—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive
    • B60T13/06—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive by inertia, e.g. flywheel
    • B60T13/065—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive by inertia, e.g. flywheel of the propulsion system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
    • B60T13/26—Compressed-air systems
    • B60T13/261—Compressed-air systems systems with both indirect application and application by springs or weights and released by compressed air
    • B60T13/263—Compressed-air systems systems with both indirect application and application by springs or weights and released by compressed air specially adapted for coupling with dependent systems, e.g. tractor-trailer systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/24—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release the fluid being gaseous
    • B60T13/26—Compressed-air systems
    • B60T13/261—Compressed-air systems systems with both indirect application and application by springs or weights and released by compressed air
    • B60T13/265—Compressed-air systems systems with both indirect application and application by springs or weights and released by compressed air dependent systems, e.g. trailer systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/20—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger specially for trailers, e.g. in case of uncoupling of or overrunning by trailer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1708—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for lorries or tractor-trailer combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H1/00—Applications or arrangements of brakes with a braking member or members co-operating with the periphery of the wheel rim, a drum, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/04—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle
    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings
    • B62D53/0892—Fifth wheel traction couplings comprising power transmission shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/02—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive
    • B60T13/06—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive by inertia, e.g. flywheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/323—Systems specially adapted for tractor-trailer combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/349—Systems adapted to control a set of axles, e.g. tandem axles

Definitions

  • the invention relates to road transport, and in particular to control systems for trailed transport devices.
  • a control device is known in which the trailer is equipped with an independent drive engine, which is equipped with a transmission and, together with the tractor engine, is supplemented by an automatic gearbox, control panels of which are included in the on-board complex of automated system control described in the patent of the Russian Federation ⁇ ° 2539702.
  • This solution simplifies kinematic control scheme due to the exclusion of the presence of a cardan shaft between the tractor and trailer.
  • an additional trailer drive motor there is an increase in cost and a decrease in the carrying capacity of the trailer due to a significant increase in its mass.
  • the control device comprises a tractor transmission, an independent excitation direct current generator, a direct current source, a rheostat, electromagnetic drives and trailer wheel brakes.
  • the disadvantage of this solution is the presence in the recovery process of double conversion of energy - mechanical into electrical, and then electrical into mechanical, which leads to significant losses of accumulated energy.
  • the accumulated energy is used only to increase braking efficiency, and not to increase the cross-country ability of a tractor with a trailer.
  • the control does not analyze or take into account information about the parameters of the trailer’s movement and the state of the trailer’s drive to ensure its stability.
  • the angular velocity of the tractor is determined relative to the yaw axis of the tractor
  • the lateral acceleration of the tractor is determined in relation to to the axis of the tractor pitch
  • determining the angle of rotation of the tractor entering the yaw rate, lateral acceleration of the tractor and the angle of rotation of the tractor into the processor memory
  • calculating the required braking force for the brake on the trailer in response to the input of yaw rate, lateral acceleration and steering wheel angle and sending a signal to output to the brakes on the trailer, driving the braking effort commensurate with the desired braking power.
  • the known control system for actuating the brakes on a trailer towed by a tractor comprises an electronic stability controller, including a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, and a steering angle sensor for collecting data about a change in the position of the tractor with respect to the yaw axis and pitch of the tractor axle; trailer brake controller, including a processor with memory, to which a trailer brake controller and an electronic stability controller are connected, at the output of which a signal is generated that responds to yaw rate, lateral acceleration, and steering angle commensurate with the desired braking force to coordinate the actuation of the brakes on the trailer relative to the tractor.
  • an electronic stability controller including a yaw rate sensor, a lateral acceleration sensor, and a steering angle sensor for collecting data about a change in the position of the tractor with respect to the yaw axis and pitch of the tractor axle
  • trailer brake controller including a processor with memory, to which a trailer brake controller and an electronic stability controller are connected, at the output of which
  • the disadvantage of this method and device is the low dynamics of control during the passage of heavy sections of roads and pulling away, due to the limited final power of the tractor engine, as well as the small clutch area of the drive wheels with the road surface, which leads to slipping of the tractor wheels, tire wear, fuel consumption, and in some cases, damage to transmission parts or towing devices.
  • the controls and control of the trailer movement of the known device are located only on the tractor, as a result of which a control signal to the braking mechanisms of all the wheels of the trailer is generated without taking into account the rotation speed of each of them, which can lead to their blocking and loss of stability of the trailer. And only after that, according to the signals of the sensors mounted on the tractor, a corrective control signal will be generated on the brake mechanisms of the trailer wheels. That is, the control system of the known device has an increased inertia (low control dynamics) also due to the fact that it basically generates a correction signal only after the stability of the trailer movement has been violated.
  • the known device comprises a brake control unit, the corresponding inputs of which are connected to the tractor brake pedal sensor and to the wheel speed sensors of the ⁇ -axle trailer, a brake drive of the ⁇ -axle trailer, the input of which is connected to the tractor brake system control device, and the output is connected to the brake mechanisms mounted on each axis of the ⁇ -axle trailer.
  • the brake control unit mounted on the trailer generates a control signal for the brake mechanisms of the trailer wheels, taking into account the electrical signals of the sensors mounted on a trailer, as well as electrical control signals from a brake control device mounted on a tractor.
  • the principle of operation of the described control device for the ⁇ -axle trailer of the tractor is that they determine the speed of rotation of the wheels of the p-axle trailer, which is transmitted to the control unit, which also transmits signals from the brake system of the tractor. Using the transmitted signals, the braking force is calculated for each of the wheels of the p-axle trailer, which is transmitted to the brake drive of the ⁇ -axle trailer, in which a control action is generated and sent to the corresponding brakes of the p-axle trailer.
  • the necessary control signal to stabilize the movement of the trailer in particular a signal to prevent the trailer wheels from locking, can be generated even in the absence of control signals from the operator.
  • This solution can significantly increase the dynamics of control in the process of moving the tractor with a trailer on not very rough sections of roads and in normal weather conditions.
  • the known method and device do not provide the necessary driving dynamics in heavy sections of roads, as well as when starting off with a loaded trailer. This is due to the fact that the pulling force in the known method and the device is applied only to the driving wheels of the tractor, which have a limited contact area with the roadbed, which leads to their slipping both when starting off and when moving uphill on a slippery road.
  • the engine is operated in lower gears at maximum power values. In this case, the trailer wheels do not participate in the creation of traction.
  • the basis of the invention is the task of developing a method for controlling an axle trailer of a tractor and creating a device that implements this method, in which, thanks to the use of additional traction applied to the wheels of an axle trailer, the driving dynamics is improved when passing heavy sections of roads and when starting off places.
  • control device ⁇ -axle trailer of the tractor containing a control unit, the corresponding inputs of which are connected to the sensor of the brake pedal of the tractor and to the wheel speed sensors of the ⁇ -axle trailer, the brake drive of the ⁇ -axle trailer, the input of which is connected with a control device for the brake system of the tractor, and the outputs are connected to brake mechanisms mounted on each axis of the ⁇ -axle trailer, according to the invention, additionally contains m mechanical energy recuperators mounted on the m axles of the axle trailer, where m ⁇ n, the indicator of charging mechanical energy recuperators, the discharge regulator of mechanical energy recuperators, the tractor wheel speed sensor, and the controller, to one of whose inputs are connected the tractor wheel speed sensor, discharge controller mechanical energy recuperators and the tractor brake pedal sensor, and the second, which are information inputs, are connected to the wheel speed sensors of the axle trailer and the outputs of the mechanical energy recuperators, while ulation controller outputs connected to the inputs
  • each mechanical energy recuperator be a spring recuperator and contain a shaft mounted on the corresponding axis of the trailer with an input flange fixed to it, a drum mounted on the shaft with an output flange fixed to it, a spring, one end which is rigidly fixed to the shaft and the other end to the drum, an electromagnetic clutch with a ratchet mechanism, one of the coupling halves of which is rigidly connected to the input flange, and the second is mounted on the trailer axle with the possibility of axial movement, an adjustable drive with a controlled drum position lock, the kinematic input of which rigidly connected to the output flange, overrunning clutch, one of the coupling halves of which is rigidly connected to the kinematic output of the adjustable drive with a controlled drum position lock, and the second is fixed on the axis of the trailer, and speed sensors of the input and output flanges connected to the information inputs of the controller.
  • the input of the electromagnetic clutch with a ratchet mechanism, the first and second inputs of an adjustable drive with an adjustable lock position of the drum are connected to the control outputs of the controller.
  • the technical result of the claimed method of controlling the ⁇ -axle trailer of the tractor and the device for implementing the method is that the dynamics of control of the ⁇ -axle trailer is increased by the accumulation of mechanical energy during braking, and when starting off and when driving on heavy sections of roads - by giving mechanical energy. This recovery of mechanical energy creates additional torque on the wheels of the ⁇ -axle trailer and increases the torque of the tractor with the trailer as a whole. In this case, the creation of additional torque on the wheels of the ⁇ -axle trailer to increase control dynamics is carried out without additional energy costs for the tractor engine or additional engines installed on the trailer, as described above.
  • Figure 1 shows the functional diagram of the control device p-axle trailer of the tractor, according to the invention
  • FIG. 2 shows a functional diagram of one of the possible embodiments of a spring recuperator, according to the invention.
  • the method of controlling the ⁇ -axle trailer of the tractor is that they determine the speed of the wheels of the ⁇ -axle trailer, which is transmitted to the control unit, to which signals from the brake system of the tractor are also transmitted; in the process of braking, mechanical energy is accumulated on the m axes of the p-axle trailer, where m ⁇ n, and during movement, the accumulated mechanical energy is regulatedly transferred to the m axes of the p-axle trailer.
  • the braking force is calculated for each of the wheels of the p-axle trailer and transmitted to the brake drive of the p-axle trailer, in which a control action is formed taking into account the current value of the accumulated mechanical energy level. Due to the fact that the generated control action carries information about the current value of the accumulated level mechanical energy, creates additional torque on the wheels of the axle trailer when overcoming heavy sections of roads and moving away.
  • the control device ⁇ -axle trailer of the tractor which implements the patented method, is schematically shown in figure 1, which conventionally shows the axle trailer 1 of the tractor (hereinafter ⁇ -axle trailer 1) and the tractor 2.
  • ⁇ -axle trailer 1 On the axles 3 ⁇ -3 ⁇ axle trailer wheels mounted 4 ⁇ -4 ⁇ with brake mechanisms 5 ⁇ -5 ⁇ wheels p-axle trailer (hereinafter brake mechanisms 5 ⁇ -5 ⁇ ).
  • the ⁇ -axle trailer 1 includes a brake actuator 6 connected to the brake mechanisms 5 ⁇ -5 ⁇ .
  • sensors 7 ⁇ -7 ⁇ of the wheel speed of the p-axle trailer (hereinafter sensors 7 ⁇ -7 ⁇ of the wheel speed of the trailer), control unit 8, m recuperators 9i-9m of mechanical energy, mounted on m axes 3 ⁇ - 3m of the axle trailer, where m ⁇ n, and controller 10.
  • the tractor 2 includes a tractor brake pedal sensor 1 1, wheels 12 with brake mechanisms 13 associated with the tractor brake system control device 14, a mechanical energy recuperator charging indicator 15, a mechanical energy recuperator discharge regulator 16, and a tractor wheel speed sensor 17.
  • the sensor 1 1 of the brake pedal together with the brake mechanisms 13 and the device 14 for controlling the brake system forms a brake system of the tractor.
  • a sensor 17 of the wheel speed of the tractor, a regulator 16 for discharging mechanical energy recuperators, and a sensor 1 of the tractor brake pedal are connected to one input of the controller 10.
  • Other inputs of the controller 10 which are information inputs, are connected to the sensors 7 ⁇ -7 ⁇ of the rotation speed of the wheels of the trailer and the outputs of the recuperators 9i-9m of mechanical energy.
  • Controller outputs 10 connected to the control inputs of the respective mechanical energy recuperators 9i-9m, the charging indicator 15 of the mechanical energy recuperators and the control inputs of the control unit 8.
  • the other inputs of the control unit 8 are connected to the tractor brake pedal sensor 1 1, the trailer wheel speed sensors 7 ⁇ -7 ⁇ and the indicator 15 for charging mechanical energy recuperators.
  • the outputs of the control unit 8 are connected to the brake actuator 6, the input of which is connected to the device 14 for controlling the brake system of the tractor.
  • the outputs of the brake actuator 6 are connected to the brake mechanisms 5 ⁇ -5 ⁇ of the corresponding wheels 4 ⁇ -4 ⁇ of the trailer.
  • each of the mechanical energy recuperators 9i-9m is a spring recuperator, hereinafter for convenience, a spring recuperator 9i-9m.
  • figure 2 presents one of the spring recuperators which comprises a shaft 18 mounted on the trailer axis 3 ⁇ in bearings 19 with an input flange 20 fixed thereon, a drum 21 with an output flange 22 rigidly mounted thereon, mounted on a shaft 18 in bearings 19, a spring 23, one end of which is rigidly fixed to the shaft 18, and the other end on the drum 21, an electromagnetic clutch 24 with a ratchet mechanism, one of the coupling halves of which is rigidly connected to the input flange 20, and the second is mounted on the axis 3 with the possibility of axial movement, an adjustable drive 25 with a controlled clamp position of the drum a kinematic input of which is rigidly connected to the output flange 22, overrunning clutch 26, one of the coupling halves which are rigidly coupled to the kinematic output variable drive 25 and the second fixed on the axis 3, and
  • Sensors 27 of the number of revolutions of the input and output flanges are connected to the information inputs of the controller 10 (Fig. 1), to the control outputs of which are connected the input of the electromagnetic clutch 24 with a ratchet mechanism, the first and second inputs of an adjustable drive 25 with a drum position lock.
  • the control device ⁇ -axle trailer of the tractor which implements a method of controlling the ⁇ -axle trailer of the tractor, operates as follows.
  • the controller 10 based on information from the sensors 7 ⁇ -7 ⁇ of the rotation speed of the trailer wheels, calculates the required braking force for each of the wheels 4 ⁇ -4 ⁇ , directing the corresponding signals to the brake actuator 6, which generates and transmits a control action to the respective braking mechanisms 5 ⁇ -5 ⁇ . This allows for stable movement of the tractor 2 with the ⁇ -axle trailer 1 in the presence of various destabilizing factors.
  • the controller 10 When you press the brake pedal, the corresponding signal comes from the tractor 2 to the control unit 8 and the controller 10.
  • the controller 10 When the signal is received, the controller 10 generates a command for charging spring recuperators 9i-9m; the named command from the first control output of the controller 10 is supplied to the electromagnetic clutch 24.
  • the controller 10 At the same time, the controller 10 generates a command to block the rotation of the drum 21; the above command from the second control output of the controller 10 is fed to an adjustable drive 25.
  • the clutch 24 When the clutch 24 is actuated, the shaft 18 is connected to the axis 3, while the spring 23 is twisted in the drum 21.
  • controller 10 From the first information output of controller 10, information about the charging level of spring recuperators 9i-9m is supplied to the first additional information input of the control unit 8 and to the indicator 15 for charging mechanical energy recuperators, which is located in the driver's cab of the tractor 2. To the second additional information input of the control unit 8 the second information output of the controller 10 sends a signal to enable or disable the charging mode of the spring recuperators 9i-9m.
  • control unit 8 In braking mode, the control unit 8 generates control signals for the brake actuator 6, taking into account:
  • the driver of the tractor 2 activates the discharge mode of spring recuperators 9i-9m, and the corresponding signal is supplied to the second control input of the controller 10.
  • the controller 10 generates a command to unlock the drum 21, which enters through a second control output to an adjustable drive 25, and also generates a control signal for setting the gear ratio of the adjustable drive 25 and, as a result, the torque corresponding to forest 4 ⁇ -4 ⁇ trailer.
  • the magnitude of the control signal generated by the controller 10 is determined by the magnitude of the signal supplied to its second control input, and the ratio of the signals received from the sensor 17 of the speed of rotation of the wheels of the tractor and the sensors 7 ⁇ -7 ⁇ of the speed of rotation of the wheels of the trailer. This eliminates the "collision" ⁇ -axle trailer 1 on the tractor 2 with the subsequent loss of stability.
  • the controller 10 When the discharge mode of the spring recuperators 9i-9m is turned off, the controller 10 generates a command to block the rotation of the drum 21, which is transmitted through the second control output to the adjustable drive 25. In this case, the degree of twisting of the spring 21 remains in some intermediate state until the next braking, when it is ensured its full charge in accordance with the algorithm described above. In the case of a complete discharge of the spring 21, the overrunning clutch 26 ensures that the adjustable drive 25 is disconnected from the axis 3.
  • the adjustable drive 25 can be made in the form of a combination of a brake chamber (blocking the drum 21 on the housing) and various modifications of the variator.
  • the speed sensors 27 can be performed similarly to typical wheel speed sensors.
  • Spring recuperators 9i-9m can be made using both flat coil springs and torsion or compression springs, which allows to increase the amount of stored energy.
  • the proposed method and control device of the ⁇ -axle tractor can provide improved control dynamics through the use of regenerative braking energy when overcoming heavy sections of roads and moving away.
  • fuel consumption is reduced, the service life of the tractor engine is increased, environmental friendliness is improved due to a decrease in the volume of exhaust gases, the service life of the brake pads of the wheels of the tractor and the ⁇ -axle trailer is increased, since the braking energy is largely absorbed by spring recuperators with subsequent useful use.
  • the present invention may find application in the automotive industry to increase the carrying capacity and throughput of trucks equipped with trailers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Способ управления n-осным прицепом тягача заключается в том, что определяют скорость вращения колес n-осного прицепа, которую передают в блок управления, в который также передают сигналы от тормозной системы тягача, и вычисляют тормозное усилие для каждого из колес n-осного прицепа, которое передают на тормозной привод n-осного прицепа, в котором формируют управляющее воздействие и направляют на соответствующие тормоза n-осного прицепа. При торможении производят накопление механической энергии на m осях n-осного прицепа, где m≤n, при движении осуществляют регулируемую передачу накопленной механической энергии на m осей n-осного прицепа, а управление тормозами n-осного прицепа осуществляют с учетом текущего значения уровня накопленной механической энергии. Устройство управления n-осным прицепом тягача содержит блок (8) управления, датчик (11) педали тормоза тягача, датчики 71-7n скорости вращения колес n-осного прицепа, тормозной привод 6 n-осного прицепа, вход которого соединен с устройством (14) управления тормозной системой тягача, а выход подключен к тормозным механизмам 51-5n n-осного прицепа. Устройство также содержит m рекуператоров 91-9m механической энергии, закрепленных на m осях 31-3m n-осного прицепа, где m≤n, индикатор (15) зарядки рекуператоров механической энергии, регулятор (16) разрядки рекуператоров механической энергии, датчик (17) скорости вращения колес тягача, и контроллер (10).

Description

Способ управления η-осным прицепом тягача
и устройство для его осуществления
Область техники
Изобретение относится к автомобильному транспорту, а именно к системам управления прицепными транспортными устройствами.
Предшествующий уровень техники
Известен способы и устройства управления прицепом, в которых для улучшения динамики управления при прохождении тяжелых участков дорог и решения проблем трогания с места используется привод от двигателя тягача на ведущие колеса прицепа посредством карданных валов, описанные, например, в патенте РФ .N° 2167779 и патенте РФ Jfe 2011558.
Описанные в названных патентах устройства управления прицепом характеризуются :
- значительной массой механических элементов конструкции привода, снижающей грузоподъемность прицепа в целом;
- снижением дорожного просвета из-за установки карданного вала, а также снижением общей надежности при нарушении его функционирования;
- ограничением углов поворота тягача с прицепом при использовании как карданного вала, оборудованного крестовинами, так и карданного вала, оборудованного шарниром равных угловых скоростей.
Известно устройство управления, в котором прицеп оборудуется самостоятельным приводным двигателем, который оснащается трансмиссией и совместно с двигателем тягача дополняется автоматической коробкой переключения передач, пульты управления которыми включаются в состав бортового комплекса автоматизированного системного управления, описанное в патенте РФ Ν° 2539702. Такое решение позволяет упростить кинематическую схему управления за счет исключения наличие карданного вала между тягачом и прицепом. Однако из-за наличия дополнительного приводного двигателя прицепа имеет место увеличение стоимости и снижение грузоподъемности прицепа из-за значительного увеличения его массы.
Известен способ и устройство управления прицепом с использованием рекуперации энергии торможения, описанные в патенте РФ 2291081. Согласно известному способу для торможения автопоезда с тягачом используется кинетическая энергия транспортного средства, замедляющегося при нажатии на педаль тормоза. Энергия преобразуется генератором в электрический ток для торможения прицепа посредством электромагнитных приводов колесных тормозов. Устройство управления содержит трансмиссию тягача, генератор постоянного тока независимого возбуждения, источник постоянного тока, реостат, электромагнитные приводы и тормозные механизмы колес с прицепом.
Недостатком данного решения является наличие в процессе рекуперации двойного преобразования энергии - механической в электрическую, а затем электрической в механическую, что приводит к значительным потерям накапливаемой энергии. Кроме того, накопленная энергия используется только для повышения эффективности торможения, а не для повышения проходимости тягача с прицепом. В данном способе и устройстве при управлении не анализируется и не учитывается информации о параметрах движения прицепа и состоянии привода прицепа для обеспечения устойчивости его движения.
Также известен способ приведения в действие тормоза на прицепе, который буксируется тягачом, и система для его осуществления, описанный в патентной заявке US 20080177454. В соответствии с известным способом осуществляют определение угловой скорости тягача по отношению к оси рыскания тягача, определение бокового ускорения тягача по отношению к оси тангажа тягача, определение угла поворота тягача, ввод в память процессора скорости рыскания, бокового ускорения тягача и угла поворота тягача, расчет нужного тормозного усилия для тормоза на прицепе в ответ на введенные скорость рыскания, боковое ускорение и угла поворота рулевого колеса и отправку сигнала на выход к тормозам на прицепе, приводящий в действие тормозное усилие, соразмерное с желаемой силой торможения.
Известная система управления для приведения в действие тормоза на прицепе, который буксируется тягачом, содержит электронный контроллер стабильности, в том числе датчик угловой скорости рыскания, боковой датчик ускорения, и датчик угла поворота рулевого для сбора данных об изменении в положении тягача по отношению к оси рыскания и тангажа оси тягача; контроллер тормозов прицепа, включающий процессор с памятью, с которым связаны контроллер тормозов прицепа и электронный контроллер стабильности, на выходе которого формируется сигнал, реагирующий на скорость рыскания, боковое ускорение, и угол поворота рулевого колеса, соразмерный с желаемой силой торможения для координации приведения в действие тормоза на прицепе по отношению к тягачу.
Такое решение позволяет стабилизировать движение тягача с прицепом в части компенсации нежелательных отклонений от продольной и поперечной оси движения прицепа.
Недостатком этого способа и устройства является низкая динамика управления при прохождении тяжелых участков дорог и трогании с места, обусловленная ограниченной конечной мощностью двигателя тягача, а также малой площадью сцепления ведущих колес с дорожным покрытием, что приводит к пробуксовке колес тягача, износу шин, перерасходу топлива, а в отдельных случаях к поломке деталей трансмиссии или тягово-сцепных устройств.
Кроме того, органы управления и контроля движения прицепа известного устройства расположены только на тягаче, вследствие чего управляющий сигнал на тормозные механизмы всех колес прицепа формируется без учета скорости вращения каждого из них, что может привести к их блокировке и потере устойчивости движения прицепа. И только после этого по сигналам датчиков, установленных на тягаче, будет сформирован корректирующий сигнал управления на тормозные механизмы колес прицепа. То есть система управления известного устройства имеет повышенную инерционность (низкую динамику управления) еще и вследствие того, что принципиально формирует корректирующий сигнал только после того, как нарушилась устойчивость движения прицепа.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство управления η-осным прицепом тягача, описанная в патентной заявке US20080067862. Известное устройство содержит блок управления тормозами, соответствующие входы которого подключены к датчику педали тормоза тягача и к датчикам скорости вращения колес η-осного прицепа, тормозной привод η-осного прицепа, вход которого соединен с устройством управления тормозной системой тягача, а выход подключен к тормозным механизмам, установленным на каждой оси η-осного прицепа. Блок управления тормозами, установленный на прицепе, вырабатывает управляющий сигнал для тормозных механизмов колес прицепа с учетом электрических сигналов датчиков установленных на прицепе, а также электрических управляющих сигналов с устройства управления тормозами, установленного на тягаче.
Принцип действия описанного устройства управления η-осным прицепом тягача, заключается в том, что определяют скорость вращения колес п-осного прицепа, которую передают в блок управления, в который также передают сигналы от тормозной системы тягача. По переданным сигналам вычисляют тормозное усилие для каждого из колес п-осного прицепа, которое передают на тормозной привод η-осного прицепа, в котором формируют управляющее воздействие и направляют на соответствующие тормоза п-осного прицепа.
При этом необходимый сигнал управления для стабилизации движения прицепа, в частности сигнал для предотвращения блокировки колес прицепа, может вырабатываться даже в отсутствие управляющих сигналов со стороны оператора. Такое решение позволяет в значительной степени повысить динамику управления в процессе движения тягача с прицепом на не сильно пересеченных участках дорог и в нормальных погодных условиях.
Однако известный способ и устройство не обеспечивают необходимую динамику управления на тяжелых участках дорог, а также при трогании с места с груженым прицепом. Это объясняется тем обстоятельством, что тяговое усилие в известном способе и устройство приложено только к ведущими колесами тягача, которые имеют ограниченную площадь соприкосновения с полотном дороги, что приводит к их проскальзыванию как при трогании с места, так и при движении в подъем по скользкой дороге. Кроме того, при трогании с места и при движении в подъем с сильно загруженным прицепом двигатель эксплуатируется на пониженных передачах при предельных значениях мощности. При этом колеса прицепа не участвуют в создании тягового усилия.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача разработать способ управления п- осным прицепом тягача и создать устройство, в котором реализуется данный способ, в которых благодаря использованию дополнительного тягового усилия, приложенного колесам п-осного прицепа, улучшается динамика управления при прохождении тяжелых участков дорог и при трогании с места. Поставленная техническая задача решается тем, что в способе управления п- осным прицепом тягача, заключающемся в том, что определяют скорость вращения колес η-осного прицепа, которую передают в блок управления, в который также передают сигналы от тормозной системы тягача, и вычисляют тормозное усилие для каждого из колес η-осного прицепа, которое передают на тормозной привод п-осного прицепа, в котором формируют управляющее воздействие и направляют на соответствующие тормоза η-осного прицепа, согласно изобретению, при торможении производят накопление механической энергии на m осях η-осного прицепа, где m<n, при движении осуществляют регулируемую передачу накопленной механической энергии на m осей η-осного прицепа, а управление тормозами η-осного прицепа осуществляют с учетом текущего значения уровня накопленной механической энергии.
Поставленная техническая задача также решается тем, что устройство управления η-осным прицепом тягача, содержащее блок управления, соответствующие входы которого подключены к датчику педали тормоза тягача и к датчикам скорости вращения колес η-осного прицепа, тормозной привод η-осного прицепа, вход которого соединен с устройством управления тормозной системой тягача, а выходы подключены к тормозным механизмам, установленным на каждой оси η-осного прицепа, согласно изобретению, дополнительно содержит m рекуператоров механической энергии, закрепленных на m осях п- осного прицепа, где m<n, индикатор зарядки рекуператоров механической энергии, регулятор разрядки рекуператоров механической энергии, датчик скорости вращения колес тягача, и контроллер, к одним входам которого подключены датчик скорости вращения колес тягача, регулятор разрядки рекуператоров механической энергии и датчик педали тормоза тягача, а ко вторым, являющихся информационными входами, подключены датчики скорости вращения колес п-осного прицепа и выходы рекуператоров механической энергии, при этом управляющие выходы контроллера подключены ко входам соответствующих рекуператоров механической энергии, дополнительным входам блока управления и индикатору зарядки рекуператоров механической энергии.
Целесообразно, чтобы каждый рекуператор механической энергии представлял собой пружинный рекуператор и содержал установленный на соответствующей оси прицепа вал с жестко закрепленным на нем входным фланцем, установленный на валу барабан с жестко закрепленным на нем выходным фланцем, пружину, один конец которой жестко закреплен на валу, а другой конец на барабане, электромагнитную муфту с храповым механизмом, одна из полумуфт которой жестко соединена с входным фланцем, а вторая закреплена на оси прицепа с возможностью осевого перемещения, регулируемый привод с управляемым фиксатором положения барабана, кинематический вход которого жестко соединен с выходным фланцем, обгонную муфту, одна из полумуфт которой жестко соединена с кинематическим выходом регулируемого привода с управляемым фиксатором положения барабана, а вторая закреплена на оси прицепа, и датчики числа оборотов входного и выходного фланцев, подключенные к информационным входам контроллера.
Предпочтительно, чтобы к управляющим выходам контроллера подключены вход электромагнитной муфты с храповым механизмом, первый и второй входы регулируемого привода с регулируемым фиксатором положения барабана.
Технический результат заявленного способа управления η-осным прицепом тягача и устройства для осуществления способа заключается в том, что повышается динамика управления η-осным прицепом путем накопления механической энергии в процессе торможения, а при трогании с места и при движении на тяжелых участках дорог - путем отдачи механической энергии. Такая рекуперация механической энергии создает дополнительный крутящий момент на колесах η-осного прицепа и увеличивает крутящий момент тягача с прицепом в целом. При этом создание дополнительного крутящего момента на колеса η-осного прицепа для повышения динамики управления производится без дополнительных затрат энергии двигателя тягача или дополнительных двигателей установленных на прицепе, как было описано выше.
Использование частного варианта выполнения рекуператоров механической энергии в виде пружинных рекуператоров отличается простотой выполнения и надежностью функционирования, в отличие, например, от маховичных аккумуляторов механической энергии (патентная заявка US 20100151980), которые также позволяют при торможении аккумулировать кинетическую энергию движения транспортных средств, однако имеют низкую надежность ввиду сложности конструкции маховика и передаточного механизма, который должен обеспечить плавность разгона транспортного средства при присоединении его к маховику. Пружинные рекуператоры, в отличие от маховичных аккумуляторов механической энергии имеют больший КПД, так как только незначительная часть энергии расходуется на нагрев деталей и окружающей среды. Предложенный способ и устройство управления η-осным прицепом тягача позволяют обеспечить улучшение динамики управления за счет использования энергии рекуперативного торможения при преодолении тяжелых участков дорог и трогании с места. При этом снижается расход топлива, повышается срок службы двигателя тягача, улучшается экологичность из-за снижения объема выхлопных газов, повышается срок эксплуатации тормозных колодок колес тягача и η-осного прицепа, так как энергия торможения в значительной степени поглощается пружинными рекуператорами с последующим полезным использованием
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения. Связи, указанные между функциональными блоками, в общем случае являются многоканальными, для обеспечения алгоритма функционирования отраженного в формуле и описании изобретения. Питание функциональных блоков может осуществляться от бортовой сети (аккумулятора тягача), которая на чертежах не показана.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства управления п-осным прицепом тягача, согласно изобретению;
На фиг. 2 приведена функциональная схема одного из возможных вариантов выполнения пружинного рекуператора, согласно изобретению.
Лучший вариант осуществления изобретения
Способ управления η-осным прицепом тягача заключается в том, что определяют скорость вращения колес η-осного прицепа, которую передают в блок управления, в который также передают сигналы от тормозной системы тягача; в процессе торможения производят накопление механической энергии на m осях п-осного прицепа, где m<n, а при движении осуществляют регулируемую передачу накопленной механической энергии на m осей п-осного прицепа. Вычисляют тормозное усилие для каждого из колес п-осного прицепа и передают на тормозной привод п-осного прицепа, в котором формируют управляющее воздействие с учетом текущего значения уровня накопленной механической энергии. Благодаря тому, что сформированное управляющее воздействие несет информацию об текущем значении уровня накопленной механической энергии, создается дополнительный крутящий момент на колесах п- осного прицепа при преодолении тяжелых участков дорог и трогании с места.
Устройство управления η-осным прицепом тягача, в котором реализуется патентуемый способ, схематично представлено на фиг.1 , где условно изображены п- осный прицеп 1 тягача (далее η-осный прицеп 1) и тягач 2. На осях 3ι-3η п-осного прицепа смонтированы колеса 4ι-4η с тормозными механизмами 5ι-5η колес п-осного прицепа (далее тормозные механизмы 5ι-5π). η-осный прицеп 1 включает тормозной привод 6, связанный с тормозными механизмами 5 ι-5η . датчики 7ι-7η скорости вращения колес п-осного прицепа (далее датчики 7ι-7η скорости вращения колес прицепа), блок 8 управления, m рекуператоров 9i-9m механической энергии, закрепленных на m осях 3 ι- 3m п- осного прицепа, где m<n, и контроллер 10.
Выбор числа осей ш, на которых установлены рекуператоры 9i-9m механической энергии, определяется исходя из общей грузоподъемности прицепа 1 и предполагаемых условий его эксплуатации, а также мощности тягача 2, с которым он будет использован. Установка рекуператоров 9i-9m механической энергии без учета указанных технических характеристик в общем случае нецелесообразна, так как может привести к необоснованному снижению надежности прицепа 1.
Тягач 2 содержит датчик 1 1 педали тормоза тягача, колеса 12 с тормозными механизмами 13, связанными с устройством 14 управления тормозной системой тягача, индикатор 15 зарядки рекуператоров механической энергии, регулятор 16 разрядки рекуператоров механической энергии и датчик 17 скорости вращения колес тягача. Датчик 1 1 педали тормоза совместно с тормозными механизмами 13 и устройством 14 управления тормозной системой образует тормозную систему тягача.
Под термином «зарядка» рекуператоров 9i-9m механической энергии понимается накопление механической энергии, а под термином «разрядка» рекуператоров 9i-9m механической энергии понимается расходование механической энергии.
К одним входам контроллера 10 подключены датчик 17 скорости вращения колес тягача, регулятор 16 разрядки рекуператоров механической энергии и датчик 1 1 педали тормоза тягача. К другим входам контроллера 10, являющихся информационными входами, подключены датчики 7ι-7η скорости вращения колес прицепа и выходы рекуператоров 9i-9m механической энергии. Выходы контроллера 10 подключены к управляющим входам соответствующих рекуператоров 9i-9m механической энергии, индикатору 15 зарядки рекуператоров механической энергии и управляющим входам блока 8 управления.
К другим входам блока 8 управления подключены датчик 1 1 педали тормоза тягача, датчики 7ι-7η скорости вращения колес прицепа и индикатор 15 зарядки рекуператоров механической энергии. Выходы блока 8 управления подключены к тормозному приводу 6, вход которого соединен с устройством 14 управления тормозной системой тягача. Выходы тормозного привода 6 подключены к тормозным механизмам 5 ι-5η соответствующих колес 4ι-4η прицепа.
В описываемом варианте осуществления изобретения каждый из рекуператоров 9i-9m механической энергии представляет собой пружинный рекуператор, далее по тексту для удобства изложения пружинный рекуператор 9i-9m . В качестве иллюстрации на фиг.2 представлен один из пружинных рекуператоров
Figure imgf000011_0001
который содержит вал 18, установленный на оси 3ι прицепа в подшипниках 19 с жестко закрепленным на нем входным фланцем 20, барабан 21 с жестко закрепленным на нем выходным фланцем 22, установленный на валу 18 в подшипниках 19, пружину 23, один конец которой жестко закреплен на валу 18, а другой конец - на барабане 21 , электромагнитную муфту 24 с храповым механизмом, одна из полумуфт которой жестко соединена с входным фланцем 20, а вторая закреплена на оси 3 с возможностью осевого перемещения, регулируемый привод 25 с управляемым фиксатором положения барабана, кинематический вход которого жестко соединен с выходным фланцем 22, обгонную муфту 26, одна из полумуфт которой жестко соединена с кинематическим выходом регулируемого привода 25, а вторая закреплена на оси 3, и датчики 27 числа оборотов входного и выходного фланцев.
Датчики 27 числа оборотов входного и выходного фланцев подключены к информационным входам контроллера 10 (фиг.1 ), к управляющим выходам которого подключены вход электромагнитной муфты 24 с храповым механизмом, первый и второй входы регулируемого привода 25 с фиксатором положения барабана.
Устройство управления η-осным прицепом тягача, в котором реализуется способ управления η-осным прицепом тягача, работает следующим образом. При движении тягача 2 с η-осным прицепом 1 в штатном режиме контроллер 10 по информации от датчиков 7ι-7η скорости вращения колес прицепа вычисляет требуемое тормозное усилие для каждого из колес 4ι-4η, направляя соответствующие сигналы на тормозной привод 6, который формирует, и передает управляющее воздействие на соответствующие тормозные механизмы 5ι-5η. Это позволяет обеспечить устойчивое движение тягача 2 с η-осным прицепом 1 при наличии различных дестабилизирующих факторов.
При нажатии на педаль тормоза соответствующий сигнал поступает от тягача 2 в блок 8 управления и контроллер 10. При поступлении сигнала контроллер 10 формирует команду на зарядку пружинных рекуператоров 9i-9m; названная команда с первого управляющего выхода контроллера 10 поступает на электромагнитную муфту 24. Одновременно контроллер 10 формирует команду на блокировку вращения барабана 21 ; названная команда со второго управляющего выхода контроллера 10 поступает на регулируемый привод 25. При срабатывании муфты 24 вал 18 соединяется с осью 3, при этом происходит закрутка пружины 23 в барабане 21. Информация о числе оборотов пружины 23 при зарядке пружинных рекуператоров 9i-9m и числе оборотов раскрутки пружины 23 при разрядке пружинных рекуператоров 9i-9m с датчиков 27 числа оборотов подается на информационные входы контроллера 10. По этим сигналам вычисляется уровень зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m , и при достижении заданного уровня с первого управляющего выхода контроллера 10 подается команда на зарядку пружинных рекуператоров 9i-9m. При этом муфта 26 выключается, а ее храповой механизм удерживает пружину 23 посредством вала 18 от раскручивания. С первого информационного выхода контроллера 10 информация об уровне зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m подается на первый дополнительный информационный вход блока 8 управления и на индикатор 15 зарядки рекуператоров механической энергии, который находится в кабине водителя тягача 2. На второй дополнительный информационный вход блока 8 управления со второго информационного выхода контроллера 10 подается сигнал о включении или выключении режима зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m.
В режиме торможения блок 8 управления формирует управляющие сигналы для тормозного привода 6 с учетом:
- величины сигнала, поступающего с датчика 1 1 педали тормоза тягача;
- величины сигнала об уровне зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m, поступающего с индикатора 15 зарядки рекуператоров механической энергии, причем тормозное усилие со стороны пружинных рекуператоров 9i-9m увеличивается по мере их зарядки;
- величины сигнала о включении или выключении режима зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m, поступающего с регулятора 16 разрядки рекуператоров механической энергии;
- величины сигналов с датчиков 7ι-7η скорости вращения колес прицепа.
При трогании с места или при движении на тяжелых участках дороги водитель тягача 2 включает режим разрядки пружинных рекуператоров 9i-9m, при этом соответствующий сигнал поступает на второй управляющий вход контроллера 10. В соответствии с этим сигналом контроллер 10 формирует команду на разблокировку барабана 21 , которая поступает через второй управляющий выход на регулируемый привод 25, а также формирует управляющий сигнал для установки передаточного отношения регулируемого привода 25 и, как следствие - крутящего момента соответствующих колес 4ι-4η прицепа. При этом величина управляющего сигнала, сформированного контроллером 10, определяется величиной сигнала, поступающего на его второй управляющий вход, и соотношением сигналов, поступающих с датчика 17 скорости вращения колес тягача и датчиков 7ι-7η скорости вращения колес прицепа. Это позволяет исключить «наезд» η-осного прицепа 1 на тягач 2 с последующей потерей устойчивости движения.
При выключении режима разрядки пружинных рекуператоров 9i-9m контроллер 10 формирует команду на блокировку вращения барабана 21 , которая поступает через второй управляющий выход на регулируемый привод 25. В этом случае степень закручивания пружины 21 остается в некотором промежуточном состоянии до момента следующего торможения, когда будет обеспечена ее полная зарядка в соответствии с описанным выше алгоритмом. В случае полной разрядки пружины 21 обгонная муфта 26 обеспечивает отключение регулируемого привода 25 от оси 3.
Используя информацию с индикаторов 15 зарядки рекуператоров механической энергии, водитель тягача 2 перед тяжелым участком дороги или перед заездом на стоянку может произвести несколько циклов торможения для обеспечения полной зарядки пружинных рекуператоров 9i-9m. Регулируемый привод 25 может быть выполнен в виде совокупности тормозной камеры (блокировка барабана 21 на корпус) и различных модификаций вариатора.
Датчики 27 числа оборотов могут быть выполнены аналогично типовым датчикам скорости вращения колес.
Пружинные рекуператоры 9i-9m могут быть выполнены как с использованием плоских спиральных пружин, так и пружин скручивания или сжатия, что позволяет увеличить величину запасаемой энергии.
Предложенный способ и устройство управления η-осного тягача позволяют обеспечить улучшение динамики управления за счет использования энергии рекуперативного торможения при преодолении тяжелых участков дорог и трогании с места. При этом снижается расход топлива, повышается срок службы двигателя тягача, улучшается экологичность из-за снижения объема выхлопных газов, повышается срок эксплуатации тормозных колодок колес тягача и η-осного прицепа, так как энергия торможения в значительной степени поглощается пружинными рекуператорами с последующим полезным использованием.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может найти применение в автомобильной промышленности для увеличения грузоподъемности и проходимости грузовых автомобилей, оснащенных прицепами.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ управления η-осным прицепом тягача, заключающийся в том, что определяют скорость вращения колес п-осного прицепа, которую передают в блок управления, в который также передают сигналы от тормозной системы тягача, и вычисляют тормозное усилие для каждого из колес п-осного прицепа, которое передают на тормозной привод п-осного прицепа, в котором формируют управляющее воздействие и направляют на соответствующие тормоза п-осного прицепа, отличающийся тем, что при торможении производят накопление механической энергии на m осях п-осного прицепа, где m<n, при движении осуществляют регулируемую передачу накопленной механической энергии на m осей п-осного прицепа, а управление тормозами п-осного прицепа осуществляют с учетом текущего значения уровня накопленной механической энергии.
2. Устройство управления η-осным прицепом тягача, содержащее блок 8 управления, соответствующие входы которого подключены к датчику 1 1 педали тормоза тягача и к датчикам 7ι-7η скорости вращения колес п-осного прицепа, тормозной привод 6 п-осного прицепа, вход которого соединен с устройством 14 управления тормозной системой тягача, а выходы подключены к тормозным механизмам 5\-5п, установленным на каждой оси 3ι-3η п-осного прицепа, отличающееся тем, что дополнительно содержит m рекуператоров 9i-9m механической энергии, закрепленных на m осях 3ι-3η п- осного прицепа, где m<n, индикатор 15 зарядки рекуператоров механической энергии, регулятор 16 разрядки рекуператоров механической энергии, датчик 17 скорости вращения колес тягача, и контроллер 10, к одним входам которого подключены датчик 17 скорости вращения колес тягача, регулятор 16 разрядки рекуператоров механической энергии и датчик 1 1 педали тормоза тягача, а к другим входам, являющимися информационными входами, подключены датчики 7ι-7η скорости вращения колес п-осного прицепа и выходы рекуператоров 9i-9m механической энергии, при этом управляющие выходы контроллера 10 подключены ко входам соответствующих рекуператоров 9i-9m механической энергии, дополнительным входам блока 8 управления и индикатору 15 зарядки рекуператоров механической энергии.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый рекуператор 9i-9m механической энергии представляет собой пружинный рекуператор и содержит установленный на соответствующей оси 3 i-3m прицепа вал 18 с жестко закрепленным на нем входным фланцем 20, установленный на валу 18 барабан 21 с жестко закрепленным на нем выходным фланцем 22, пружину 23, один конец которой жестко закреплен на валу 18, а другой конец жестко закреплен на барабане 21 , электромагнитную муфту 24 с храповым механизмом, одна из полумуфт которой жестко соединена с входным фланцем 20, а вторая закреплена на оси 3i-3m прицепа с возможностью осевого перемещения, регулируемый привод 25 с управляемым фиксатором положения барабана, кинематический вход которого жестко соединен с выходным фланцем 22, обгонную муфту 26, одна из полумуфт которой жестко соединена с кинематическим выходом регулируемого привода 25 с управляемым фиксатором положения барабана, а вторая закреплена на оси 3i-3m прицепа, и датчики 27 числа оборотов входного и выходного фланцев.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что к информационным входам контроллера 10 подключены датчики 27 числа оборотов входного и выходного фланцев, к управляющим выходам которого подключены вход электромагнитной муфты 24 с храповым механизмом, а также первый и второй входы регулируемого привода 25 с управляемым фиксатором положения барабана.
PCT/RU2016/000734 2015-11-11 2016-10-27 Способ управления n-осным прицепом тягача и устройство для его осуществления WO2017082768A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112016005158.1T DE112016005158T5 (de) 2015-11-11 2016-10-27 Verfahren zur Steuerung eines n-achsigen Anhängers einer Zugmaschine und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148463 2015-11-11
RU2015148463A RU2609643C1 (ru) 2015-11-11 2015-11-11 СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ n-ОСНЫМ ПРИЦЕПОМ ТЯГАЧА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017082768A1 true WO2017082768A1 (ru) 2017-05-18

Family

ID=58457189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000734 WO2017082768A1 (ru) 2015-11-11 2016-10-27 Способ управления n-осным прицепом тягача и устройство для его осуществления

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112016005158T5 (ru)
RU (1) RU2609643C1 (ru)
WO (1) WO2017082768A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019183678A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Gajic Alan A drive system and method for driving a trailer

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653221C1 (ru) * 2017-05-29 2018-05-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Рекуператор транспортного средства с упругими элементами
DE102022104073A1 (de) * 2022-02-22 2023-08-24 Zf Cv Systems Global Gmbh Bremssystem, Verfahren zum Betreiben des Bremssystems und Fahrzeug
WO2023242738A1 (en) * 2022-06-13 2023-12-21 Dorado S.R.L. Actuating device which can be coupled to a rotating shaft, preferably of a motor transport vehicle, for the reduction of energy consumption

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080067862A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Thomas Parrott Trailer brake system
US20100151980A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Timothy James Bowman Flywheel drive control arrangement
RU2439391C1 (ru) * 2010-07-02 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) Рекуперативный тормоз
RU2509241C1 (ru) * 2012-10-01 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Маховик переменного момента инерции
US20150087476A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Volvo Car Corporation Rear drive unit for a hybrid electric motor vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080067862A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Thomas Parrott Trailer brake system
US20100151980A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Timothy James Bowman Flywheel drive control arrangement
RU2439391C1 (ru) * 2010-07-02 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) Рекуперативный тормоз
RU2509241C1 (ru) * 2012-10-01 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Маховик переменного момента инерции
US20150087476A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Volvo Car Corporation Rear drive unit for a hybrid electric motor vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. M. POPOVIC: "Generalized chirp-like polyphase sequences with optimum correlation properties", IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, vol. 38, no. 4, July 1992 (1992-07-01), pages 1406 - 1409, XP000287157, DOI: doi:10.1109/18.144727

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019183678A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Gajic Alan A drive system and method for driving a trailer

Also Published As

Publication number Publication date
DE112016005158T5 (de) 2018-09-06
RU2609643C1 (ru) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11833924B2 (en) Method and apparatus for an active convertor dolly
US20220041069A1 (en) Fuel efficiency optimization apparatus and method for hybrid tractor trailer vehicles
CN102481860B (zh) 用于控制电驱动机械的驾驶方向的方法和系统
US8504238B2 (en) Vehicle stability and steerability control via electronic torque distribution
WO2017082768A1 (ru) Способ управления n-осным прицепом тягача и устройство для его осуществления
US6516925B1 (en) System and method for braking a towed conveyance
US20240140543A1 (en) Anti-jackknifing control apparatus and method for active converter dolly
CN114454866A (zh) 用于重型车辆的基于车轮滑移的车辆运动管理
US11007894B2 (en) Electrified vehicle control during towing
JP2003063265A (ja) ハイブリッド車両の駆動力分配装置
CN102159439A (zh) 用于调节机动车中发动机驱动装置的方法
EA007823B1 (ru) Система управления сельскохозяйственного или промышленного транспортного средства и способ эксплуатации системы управления
CN100515815C (zh) 电动车空调电机驱动系统及该系统的控制方法
CN101795888A (zh) 车辆的制动驱动力控制装置
KR101801836B1 (ko) 차량 주행 시의 에너지 소비량을 결정하기 위한 방법 및 장치
US20230112013A1 (en) Methods for controlling a power level in an energy source of a vehicle unit
WO2022051852A1 (en) Apparatus and method for shifting trailers
WO2019053025A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR A TRAILER REMORABLE BY A VEHICLE
EP3383716A1 (en) Method and device for determining a measure of brake system usage during operation of a vehicle
CN102555758A (zh) 公交汽车液电混合动力系统
WO2016007072A1 (en) Control of preparatory measures in a vehicle
EP2903874A1 (en) Device and method for comfortable and/or fuel saving driving of a motor vehicle
CN105189171A (zh) 转弯时混合动力车辆的电机与后车轮连接的方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16864654

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016005158

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16864654

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1