противоблокировочная тормозная система автопоезда

Формула изобретения

ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА АВТОПОЕЗДА, содержащая противоблокировочные тормозные системы автомобиля-тягача и прицепа, каждая из которых содержит электронные узлы управления и узел коммутации, включающий в себя выключатели, подключающие через первый вход питания отдельными цепями электронные узлы управления к источнику тока, блок задержки, соединенный управляющим входом с выключателем стартера двигателя, причем токоснабжение управляющей схемы выключателей осуществлено от источника тока через замок зажигания и другой вход питания и информационный выход узла коммутации соединен с сигнальной лампой "Неисправность", при этом каждый электронный узел управления состоит из двух управляющих частей, к входу каждой управляющей части подключен датчик угловой скорости соответствующего колеса, к выходу - управляющий вход модулятора давления в тормозном приводе этого колеса, а выходы предохранительных частей, смонтированных в одном узле управления, подключены к управляющему входу выключателя в цепи указанного узла, а к входам и выходам каждого электронного узла управления подключены датчики и модуляторы давления, принадлежащие колесам одной оси, отличающаяся тем, что в противоблокировочную тормозную систему автопоезда введен выключатель "Контроль", между источником тока и электронными узлами коммутации систем автомобиля и прицепа установлен выключатель, управляющий вход которого подключен к выключателю приборов автомобиля, в электронных узлах коммутации каждой системы блок задержки дополнен схемой, подключающей управляющий вход указанного блока к выключателю стартера двигателя или к выключателю "Контроль" в системе автомобиля-тягача и к цепи токоснабжения электронных узлов управления в системе прицепа, а также противоблокировочная тормозная система автопоезда снабжена дополнительным информационно-коммутационным узлом, содержащим выключатель, формирователь информационных сигналов и два датчика тока, при этом выключатель установлен перед узлом коммутации системы прицепа в цепи токоснабжения электронных узлов управления этой системы и управляющим входом подключен к выключателю стартера двигателя автомобиля и к выключателю "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда, формирователь информационных сигналов управляющими входами подключен к информационным выходам датчиков тока, один из которых установлен перед узлом коммутации системы прицепа в цепи токоснабжения управляющей схемы выключателей узла коммутации, а другой установлен между выключателем сигнала торможения автомобиля и лампой сигнала торможения прицепа в цепи передачи стоп-сигнала, кроме того, выход формирователя информационных сигналов соединен с информационным выходом "Неисправность" узла коммутации системы прицепа и подключен к лампе индикации состояния и режимов работы противоблокировочной тормозной системы прицепа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано на автопоездах с пневматическим тормозным приводом.

Известны автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепа. Прицепы этих автопоездов снабжаются рабочей тормозной системой с пневматическим приводом и светотехническим сигнальным электрооборудованием. При этом функционирование тормозной системы и электрооборудования прицепа осуществляется за счет информационно-коммутационного взаимодействия автомобиля и прицепа (Высоцкий М.С. и др. Автомобили: Специализированный подвижной состав. Минск; Высшая школа, 1989).

Важнейшими характеристиками автопоездов, повышающими их безопасность, являются эффективность торможения и устойчивость движения. Эти характеристики повышаются при применении на автопоездах противоблокировочной тормозной системы, регулирующей тормозные силы на колесах как автомобиля, так и прицепа с обеспечением соответствующей информационно-коммутационной связи между регулирующими контурами (Закин Я.Х. и др. Автомобильный поезд и безопасность движения. М. Транспорт, 1991).

Известна противоблокировочная тормозная система автомобиля, содержащая электронные узлы управления и узел коммутации, включающий выключатели, подключающие через первый вход питания отдельными цепями электронные узлы управления к источнику тока, блок задержки, соединенный управляющим входом с выключателем стартера двигателя, причем токоснабжение управляющей схемы выключателей осуществляется от источника тока через замок зажигания (выключатель приборов) и другой вход питания и информационный выход узла коммутации соединен с сигнальной лампой "Неисправность", при этом каждый электронный узел управления состоит из двух управляющих частей, к входу каждой управляющей части подключен датчик угловой скорости соответствующего колеса, к выходу управляющий вход модулятора давления в тормозном приводе этого колеса, а выходы предохранительных частей, смонтированных в одном узле управления, подключены к управляющему входу выключателя в цепи питания указанного узла, кроме того, к входам и выходам каждого электронного узла управления подключены датчики и модуляторы давления, принадлежащие колесам только одной оси. Заявка N 4847247/11, кл. В 60 Т 8/62, 8/88, 1990).

Ограничением распространения на автопоездах известной противоблокировочной тормозной системы автомобиля является то, что при ее установке на прицеп не обеспечивается информационно-коммутационная совместимость автомобиля-тягача и прицепа с учетом требований по повышению безопасности движения автопоезда.

Цель предлагаемого изобретения повышение безопасности движения автопоезда.

Цель достигается тем, что автопоезд снабжен противоблокировочной тормозной системой, состоящей из противоблокировочных тормозных систем автомобиля-тягача и прицепа, каждая из которых содержит электронные узлы управления и узел коммутации, включающий выключатели, подключающие через первый вход питания отдельными цепями электронные узлы управления к источнику тока, блока задержки, соединенный управляющим входом с выключателем стартера двигателя, причем токоснабжение управляющей схемы выключателей осуществляется от источника тока через замок зажигания (выключатель приборов) и другой вход питания и информационный выход узла коммутации соединен с сигнальной лампой "Неисправность", при этом каждый электронный узел управления состоит из двух управляющих частей, к входу каждой управляющей части подключен датчик угловой скорости соответствующего колеса, к выходу управляющий вход модулятора давления в тормозном приводе этого колеса, а выходы предохранительных частей, смонтированных в одном узле управления, подключены к управляющему входу выключателя в цепи указанного узла, кроме того, к входам каждого электронного узла управления подключены датчики и модуляторы давления, принадлежащие колесам только одной оси, причем в противоблокировочную тормозную систему автопоезда введен выключатель "Контроль", между источником тока и электронными узлами коммутации систем автомобиля и прицепа установлен выключатель, управляющий вход которого подключен к замку зажигания (выключателю приборов) автомобиля, в электронных узлах коммутации каждой системы блок задержки дополнен схемой, подключающей управляющий вход блока задержки к выключателю стартера двигателя или выключателю "Контроль" в системе автомобиля-тягача и к цепи токоснабжения электронных узлов управления в системе прицепа, а также противоблокировочная тормозная система автопоезда снабжена дополнительным информационно-коммутационным узлом, содержащим выключатель, формирователь информационных сигналов и два датчика тока, при этом выключатель установлен перед узлом коммутации системы прицепа в цепи токоснабжения электронных узлов управления этой системы и управляющим входом подключен к выключателю стартера двигателя автомобиля и выключателю "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда, формирователь информационных сигналов управляющими входами подключен к информационным выходам датчиков тока, один из которых установлен перед узлом коммутации системы прицепа в цепи токоснабжения управляющей схемы выключателей узла коммутации этой системы, а другой установлен между выключателем сигнала торможения автомобиля и лампой сигнала торможения прицепа в цепи передачи сигнала, кроме того, выход формирователя информационных сигналов соединен с информационным выходом "Неисправность" узла коммутации системы прицепа и подключен к расположенной на щите приборов автомобиля лампе индикации состояния противоблокировочной тормозной системы прицепа.

На фиг.1 приведена функциональная блок-схема противоблокировочной тормозной системы автопоезда; на фиг.2-5 отдельные блоки и элементы.

Противоблокировочная тормозная система автопоезда включает противоблокировочные тормозные системы автомобиля-тягача и прицепа. Колеса 1-4 (фиг.1) каждого двухосного транспортного средства снабжены датчиками 5-8 и модуляторами давления с электромагнитными клапанами 9-12. Выходные сигналы датчиков 5 и 8 одной оси подаются в электронный узел 13. Датчики 6 и 7 подключены к электронному узлу 14. Электронные узлы 13 и 14 содержат управляющие части 15-18, а также предохранительные части 19-22. Причем управляющие части 15 и 16 и предохранительные части 19 и 20 расположены в узле 13, а управляющие части 17 и 18 и предохранительные части 21 и 22 в узле 14. Электронные узлы 13 и 14 могут быть выполнены в отдельных корпусах или в одном корпусе, но на отдельных подложках. Токоснабжение узлов 13 и 14 автомобиля осуществляется расположенным на автомобиле электронным узлом 23 коммутации. Узел 23 коммутации первым и вторым входами питания подключен через предохранитель 24, нормально разомкнутый выключатель 25 к батарее 26, первым управляющим входом к выключателю стартера двигателя (не показан), вторым управляющим входом к выключателю "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда (не показан), третьим управляющим входом к электронному узлу 13, четвертым управляющим входом к электронному узлу 14, а выходами соединен с узлами 13 и 14 и расположенной на щитке приборов автомобиля индикаторной лампой 27 неисправности противоблокировочной тормозной системы автомобиля.

Токоснабжение электронных узлов 13 и 14 управления прицепа осуществляется узлом 23 коммутации, расположенным на прицепе и подключенным первым и вторым входами питания к батарее 26 через размещенные на автомобиле разъемное соединение (на фиг.1 не показано), информационно-коммутационный узел 28, предохранитель 24 и выключатель 25. При этом в информационно-коммутационном узле 28 в цепи токоснабжения электронных узлов 13 и 14 прицепа установлен электронно-управляемый нормально замкнутый выключатель 29, первый управляющий вход которого подключен к выключателю стартера двигателя автомобиля, а второй управляющий вход к выключателю "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда. В узле 28 также установлен датчик 30 тока, реагирующий на наличие или отсутствие тока между батареей 26 и вторым входом питания узла 23 прицепа, т.е. в цепи питания управляющей схемы выключателей узла 23 коммутации прицепа. Выход датчика 30 тока подсоединен к первому управляющему входу формирователя 31 информационных сигналов, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго датчика 32 тока, установленного в цепи передачи сигнала торможения от выключателя (не показан) к лампе 33 стоп-сигнала прицепа, а выход соединен с информационным выходом "Неисправность" узла 23 коммутации прицепа и подключен к расположенной на щитке приборов автомобиля лампе 34 индикации состояния и режимов работы противоблокировочной тормозной системы прицепа.

Блок задержки со схемой сброса электронного узла 23 коммутации включает транзистор 35, резисторы 36-38, конденсатор 39 (фиг.2). При включении питания через резистор 36 начинает заряжаться конденсатор 39. Длительность процесса зарядки задерживает рост выходного сигнала до заданной величины. Поступление сигнала высокого уровня через резистор 37 на базу транзистора 35 вызывает открытие этого транзистора с изменением сигнала на выходе блока задержки (на входе в блок формирования опорного сигнала) с высокого уровня на низкий. Дополнительные диоды 40, конденсатор 41 и резистор 42 обеспечивают поступление сигнала высокого уровня на управляющий вход (на базу транзистора 35) по трем независимым цепям: через первый управляющий вход узла коммутации от выключателя стартера двигателя; через второй управляющий вход от выключателя "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда; через первый вход питания от цепи токоснабжения электронных узлов управления.

Электронно-управляемый выключатель 29 представляет собой известное электромагнитное устройство, содержащее управляющую катушку 43, подпружиненный якорь 44 с подвижным контактом 45 (фиг.3). При отсутствии тока в катушке 43 подвижный контакт 45 постоянно замкнут с коммутирующим контактом, обеспечивая токоснабжение электронных узлов 13 и 14 прицепа через узел 23 прицепа. При появлении тока в катушке 43 якорь 44 перемещается и подвижный контакт размыкает цепь токоснабжения. Диоды 46 обеспечивают подключение катушки 43 к выключателю стартера двигателя или выключателю "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда.

Выключатель 25 по устройству аналогичен выключателю 29. Отличие заключается в схеме использования. Выключатель 29 используется при подключении цепи токоснабжения к нормально замкнутым коммутирующим контактам, выключатель 25 к нормально разомкнутым.

Датчик 30 тока выполнен по известной схеме и включает диод 47, транзистор 48 и резисторы 49-51 (фиг.4). При протекании тока через диод 47 под воздействием возникшей разности потенциалов между анодом и катодом диода открывается транзистор 48 и на коллекторе транзистора (на выходе датчика) появляется сигнал высокого уровня. Резистор 49 обеспечивает закрытое состояние транзистора 48 при отсутствии тока через диод 47. Резисторы 50 и 51 выполняет функцию ограничения тока.

Формирователь 31 информационных сигналов представляет собой усилитель по известной схеме и содержит транзисторы 52 и 53 и резисторы 54 и 55. Эмиттер транзистора 52 связан с массой, коллектор соединен с выходом на индикаторную лампу 34, а на базу подается напряжение с выхода датчика 32 тока. При наличии на выходе датчика 32 напряжения высокого уровня транзистор 52 открыт, обеспечивая протекание тока через лампу 34. Транзистор 53 эмиттером связан с массой, коллектором соединен с базой транзистора 52, а базой подключен к выходу датчика 30 тока.

Сигнал высокого уровня с датчика 30 обеспечивает открытое состояние транзистора 53, причем при открытии транзистора 53 транзистор 52 закрывается. Закрытое состояние транзисторов 52 и 53 при отсутствии напряжения высокого уровня на их базах обеспечивается резисторами 55 и 54 соответственно.

Датчик 32 тока по устройству аналогичен датчику 30 и формирует на выходе сигнал высокого уровня при протекании тока в цепи лампы 33 стоп-сигнала.

Противоблокировочная тормозная система автопоезда работает следующим образом.

При включении замка зажигания (выключателя приборов) автомобиля напряжение высокого уровня подается на управляющую катушку выключателя 25, обеспечивая замыкание цепи токоснабжения электронных узлов 23 коммутации, электронных узлов 13 и 14 управления автомобиля и прицепа.

При поступлении напряжения питания в электронные узлы 13 и 14 предохранительные части 19-22 регулирующих контуров проверяют целостность цепей питания модуляторов и соответствующие выходные сигналы поступают на управляющие входы узлов 23 коммутации. При отсутствии неисправности в цепях модуляторов коммутирующие контакты электронно-управляемых выключателей в узлах 23 коммутации остаются в замкнутом состоянии, сохраняя токоснабжение электронных узлов 13 и 14.

В случае наличия неисправности (обрыва, короткого замыкания) в цепи питания модуляторов регулирующих контуров на соответствующие управляющие входы узлов 23 коммутации поступают сигналы низкого уровня, что приводит к размыканию контактов соответствующих выключателей узлов 23 коммутации и включению индикаторной лампы 27 или 34 "Неисправность". Если неисправность выявлена в системе автомобиля-тягача, то загорается лампа 27, если в системе прицепа лампа 34. При этом неисправность в регулирующих контурах передней оси отражается миганием лампы 27 или 34 и токоснабжение электронных узлов 14 сохраняется. В случае неисправности в цепи одного из модуляторов регулирующих контуров колес задней оси автомобиля или прицепа отключается токоснабжение обоих электронных узлов 13 и 14 управления системы автомобиля или прицепа и загорается без мигания одна из ламп 27 или 34.

При включении стартера двигателя на первый управляющий вход узла 23 коммутации автомобиля подается сигнал высокого уровня, который приводит к открытию транзистора 35 блока задержки со схемой сброса, изменению выходного сигнала данного блока, отключению токоснабжения электронных узлов 13 и 14 автомобиля, включению индикаторной лампы 27 автомобиля. Одновременное от выключателя стартера сигнал высокого уровня подается на катушку выключателя 29 через первый управляющий вход информационно-коммутационного узла 28, цепь токоснабжения электронных узлов 13 и 14 прицепа размыкается, однако сохраняется токоснабжение управляющей схемы выключателей узла 23 коммутации прицепа через датчик 30 тока и второй вход питания, что обеспечивает возможность данному узлу коммутации среагировать на сигнал низкого уровня от предохранительных частей 19-22 электронных узлов 13 и 14 прицепа, обесточив управляющие катушки выключателей узла коммутации и сформировав сигнал включения индикаторной лампы 34. В данном случае состояние индикаторной лампы 34 определяется только сигналом из узла 23 коммутации прицепа, так как наличие тока через датчик 30 обеспечивает на его выходе сигнал высокого уровня, который открывает транзистор 53 и блокирует открытие транзистора 52 в формирователе информационных сигналов информационно-коммутационного узла 28. Таким образом, на время работы стартера двигателя токоснабжение электронных узлов управления противоблокировочной тормозной системы автопоезда отключается, снижая нагрузку на аккумуляторную батарею и предохраняя систему от воздействия импульсных перенапряжений в цепи питания во время пуска двигателя. Кроме того, загорание ламп 27 и 34 во время включения стаpтера двигателя позволяет проверить целостность предохранителя 24 и ламп 27 и 34.

Выключение стартера после запуска двигателя означает изменение сигнала на первом управляющем входе узла 23 коммутации автомобиля с высокого уровня на низкий с последующим восстановлением токоснабжения электронных узлов 13 и 14 и повторением проверки целостности цепей питания модуляторов автомобиля. При выключении стартера сигнал с высокого уровня на низкий изменяется и на управляющей катушке выключателя 29 информационно-коммутационного узла 28. Коммутирующие контакты выключателя 29 замыкаются, и напряжение питания поступает сначала на первый вход питания узла 23 коммутации прицепа, а затем на дополнительную схему управления блоком узла 23 коммутации прицепа, а затем на дополнительную схему управления блоком задержки со схемой сброса. Поступление напряжения высокого уровня на конденсатор 41 и резистор 42 дополнительной схемы указанного блока вызывает импульсное изменение напряжения на базе транзистора 35, открытие последнего и обнуление сигнала на выходе блока задержки (на входе в блок формирования опорного сигнала). В результате обеспечиваются появление тока в управляющих катушках выключателей узла коммутации и восстановление токоснабжения электронных узлов 13 и 14 прицепа с повторением проверки целостности цепей питания модуляторов прицепа.

При включении выключателя "Контроль" противоблокировочной тормозной системы автопоезда сигнал высокого уровня подается через второй управляющий вход узла 23 коммутации автомобиля на вход блока задержки со схемой сброса этого узла, а также через второй управляющий вход информационно-коммутационного узла 28 на управляющую катушку выключателя 29. В дальнейшем изменение состояния противоблокировочной тормозной системы автопоезда происходит, как в случае включения статора двигателя, т.е. подача команды "Контроль" позволяет независимо от пуска двигателя проверить наличие напряжения питания в системах автомобиля и прицепа, а также проверить работоспособность самих сигнализаторов неисправности обеих систем.

При трогании с места автопоезда с подключенными к источнику тока электронными узлами 13 и 14 предохранительные части 19-22 проверяют наличие сигналов от датчиков. Отсутствие в течение заданного времени сигнала от одного из двух датчиков передней или задней оси автомобиля или прицепа вызывает отключение токоснабжения соответствующего электронного узла управления (электронных узлов управления) автомобиля или прицепа и выключение индикаторной лампы 27 или 34 в соответствующем режиме (в мигающем режиме или без мигания).

При движении автопоезда с подключенными к источнику тока электронными узлами 13 и 14 в предохранительных частях 19-22 постоянно контролируется стабильность следования импульсов сигнала от датчиков. Пропадание из-за превышения допустимого предела зазора между датчиком и возбудителем хотя бы одного импульса в сигнале или нарушения целостности цепи от любого датчика колес автопоезда вызывает последствия, аналогичные описанным выше.

В процессе торможения автопоезда с перетормаживанием его колес противоблокировочная тормозная система функционирует, предотвращая блокировку колес. При этом в регулирующих контурах производится контроль времени растормаживания в каждом цикле работы. Если длительность сигнала "Растормаживание" из-за неисправности в управляющих частях 15-18 электронных узлов 13 и 14 превышает заданное значение, то в предохранительных частях 19-22 формируется сигнал, приводящий к изменению состояния системы автомобиля или прицепа, как описано выше.

В случае движения автомобиля-тягача без прицепа идентификации отсутствия прицепа осуществляется в информационно-коммутационном узле 28 с помощью датчиков 30 и 32 тока. В данном случае сигналы датчиков 30 и 32 имеют низкий уровень, транзистор 52 формирователя 31 информационных сигналов закрыт, индикаторная лампа прицепа не горит.

В случае сцепки в автопоезд автомобиля-тягача с противоблокировочной тормозной системой и прицепа без нее при каждом торможении автопоезда на выходе датчика 32 тока в информационно-коммутационном узле 28 появляется сигнал высокого уровня, открывается транзистор 52 формирователя 31 информационных сигналов и индикаторная лампа 34 прицепа загорается, предупреждая водителя о возможности "накатывания" прицепа на тягач и призывая двигаться осторожно.

Таким образом, предлагаемая противоблокировочная тормозная система автопоезда, включающая две одинаковые противоблокировочные тормозные системы, установленные на автомобиле-тягаче и прицепе с введением "Контроль", с токоснабжением систем от источника тока автомобиля через дополнительные выключатель и информационно-коммутационный узел и с дополнением в схеме блока задержки электронных узлов коммутации каждой системы, обеспечивает повышение безопасности движения автопоезда.