Блок управления стояночным электротормозом (БУСЭТ) предназначен для реализации функций полностью электрической системы стояночного тормоза, а именно включения и выключения электрического стояночного тормоза транспортных средств. Сжатие и ослабление тормозных колодок осуществляется электродвигателями актуаторов, встроенных в суппорты тормозных механизмов стояночного тормоза. Блок управления БУСЭТ позволяет организовать реверсивное управление одновременно двумя тормозными актуаторами, установленными в суппортах тормозных механизмов на оси транспортного средства. В процессе работы БУСЭТ происходит непрерывный контроль за режимами работы электродвигателей актуаторов, мониторинг токов, напряжения и температуры.
На рисунке 1 представлена функциональная схема БУСЭТ. Входное напряжение питания постоянного тока +12…24 В через защитный предохранитель FU поступает к силовым транзисторным ключам, формирующим два отдельных H-моста для независимого ШИМ управления нагрузкой в выходных цепях. В составе механизмов актуаторов стояночного тормоза применяются двигатели постоянного тока с реверсивным управлением.
Рисунок 1 – Функциональная схема БУСЭТ
Для организации системы управления используется микропроцессорная система управления с обратными связями от датчиков выходных токов и питающего напряжения. Функции связи и обмена информации БУСЭТ реализованы с применением CAN интерфейса. В режиме работы без подключения к CAN-шине транспортного средства для управления и мониторинга состояний БУСЭТ могут использоваться дискретные входы и выходы. Дополнительно применяется отдельный импульсный вход для прямого подключения к импульсному датчику скорости транспортного средства.
Настройки режимов работы БУСЭТ сохраняются в отдельной микросхеме энергонезависимой памяти EEPROM. Для контроля за тепловым состоянием используется датчик температуры охлаждающего радиатора. Встроенная система защит БУСЭТ позволяет контролировать и отслеживать возможные аварийные ситуации, возникающие в процессе работы тормозных механизмов.
Индикация режимов работы, текущего состояния, предупреждений и аварийных ситуаций осуществляется контрольными светодиодами, выведенными на внешней стороне корпуса, рисунок 2.
Рисунок 2 – Внешний вид БУСЭТ
Все необходимые внешние подключения осуществляются быстросъёмными разъёмами. На рисунке 3 представлена схема внешних подключений БУСЭТ для применения в составе транспортного средства.
Рисунок 3 – Схема внешних подключений БУСЭТ
При изменении внутренних настроек БУСЭТ можно формировать требуемый профиль кривой изменения усилий, создаваемых актуаторами тормозных механизмов при работе с тормозными колодками при работе стояночного тормоза. На рисунке 4 представлен график переходных процессов тока актуаторов при включении стояночного тормоза в работу.
Рисунок 4 – График переходных процессов тока при работе БУСЭТ
На графике показан переходный процесс изменения токов при включении стояночного тормоза с поджатием тормозных колодок. После поступления команды на включение стояночного тормоза, на начальном этапе в зоне свободного движения происходит выбор свободного зазора в кинематических узлах актуаторов. Далее при увеличении токов происходит переход в зону постепенного поджатия тормозных колодок с последующим увеличением токов потребления до предельного значения, соответствующего заданному усилию поджатия колодок стояночного тормоза. При достижении предельного значения электроприводы прекращают своё дальнейшее движение, и происходит переход в зону упора с формированием требуемого усилия в течение заданного времени. По окончании установленной задержки времени упора устройство отключает питание актуаторов с выставлением статуса «Заторможено».
При поступлении команды на выключение стояночного тормоза происходит изменение полярности напряжения, подводимого к электродвигателям актуаторов и движение происходит в противоположном направлении, до полного ослабления тормозных колодок и выставлением статуса «Расторможено».
В таблице 1 представлены основные технические эксплуатационные характеристики БУСЭТ.
Таблица 1 – Основные технические характеристики БУСЭТ
|
Параметр |
Описание |
|
|
Питающее напряжение |
10-28 VDC |
|
|
Основные типы двигателей |
2 двигателя постоянного тока |
|
|
Допустимый выходной ток для каждого электромотора |
Длительный |
5,6 А |
|
Кратковременный |
15 А |
|
|
Количество дискретных входов |
– 2 шт., цифровой VDC 24 В |
|
|
Количество импульсных входов |
– 1 шт. цифровой VDC 24 В |
|
|
Количество дискретных выходов |
– 2 шт. открытый коллектор, до 0.3 А, до 28 VDC |
|
|
Коммуникации |
– CAN - интерфейс |
|
|
Светодиодная индикация на блоке |
– наличие питания, – защита, – режим работы блока. |
|
Полное наименование изделия: БУСЭТ – 2 – 15
Расшифровка наименования изделия:
- «БУСЭТ», блок управления стояночным электротормозом;
- «2», количество управляемых электромоторов;
- «15», максимальный рабочий ток.
Шифр изделия: НПФТ.426471.013
Применение блоков управления стояночным тормозом в составе транспортных средств на основе систем с электромеханическими актуаторами для сжатия тормозных колодок позволяет реализовать новые функции:
- автоматическое управление стояночным тормозом при начале/окончании движения (функция AUTO HOLD);
- функция помощи водителю при начале движения на подъёме с предотвращением отката транспортного средства назад;
- функция аварийного останова;
- автоматический выбор зазоров при изнашивании элементов в механической части системы торможения.
Использование новых функций позволяет улучшить комфортность управления транспортным средством, возрастает надёжность работы стояночного тормоза и повышается общий уровень безопасности движения.
Применение БУСЭТ для управления работой электромеханических актуаторов в составе тормозных механизмов позволяет получить эффективное и готовое решение для организации систем стояночного тормоза при разработке транспортных средств с дистанционным управлением и в составе транспортных средств с беспилотными алгоритмами управления.
Николай Владимирович Гусев,
к.т.н., директор ООО «Мехатроника-Томск»
Сергей Владимирович Ланграф,
к.т.н., руководитель сектора разработки ПО ООО «Мехатроника-Томск»
e-mail:nikolay.gusev@mechatronica-
Предыдущие статьи:
Новые высокоточные электроприводы для регулирующей арматуры на базе синхронных электродвигателей
