EN Новости приводной техники
и промышленной автоматизации
Всероссийский инженерный портал

Блок управления стояночным электротормозом

В современных автомобилях на ДВС, а также практически во всех электромобилях присутствуют блоки управления стояночным электротормозом. В зарубежной литературе стояночный электротормоз (электромеханический стояночный тормоз) имеет Аббревиатуру «EPB», что расшифровывается как Electromechanical Parking Brake. Существуют два основных вида электрического стояночного тормоза. В первом варианте (электромеханический ручник) – для активации стояночного тормоза используется трос, зажимающий тормозные колодки на задних колесах, но при этом активация тормоза осуществляется кнопкой. Во втором варианте реализуется полностью электрическая система стояночного тормоза, с задними тормозными суппортами, оснащенными электродвигателями перемещающими зажимы.

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»

http://mechatronica-pro.com

e-mail:nikolay.gusev@mechatronica-pro.com

Предыдущие статьи:

Новые высокоточные электроприводы для регулирующей арматуры на базе синхронных электродвигателей

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СЕРВОКОНТРОЛЛЕР AC-SERVO-200

Теги

Комментарии
Пока еще нет ни одного комментария. Ваш может быть первым!
Добавить комментарий