Блок управления тормозами

Полезная модель относится к области вычислительной техники и предназначена для обеспечения надежности работы транспортного средства в сложных эксплуатационно-дорожных условиях. Указанный технический результат достигается тем, что блок управления тормозами содержит первый и второй микроконтроллеры, приемопередатчик CAN, преобразователь питания, энергонезависимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, буферные каскады сигналов датчиков скорости вращения колес, два буферных каскада аналоговых сигналов, два электронных ключа с коммутацией на общий провод, электромагнитное реле, три группы буферных каскадов дискретных сигналов, три группы электронных ключей с коммутацией на питание, первую и вторую схемы И, супервизор питания, интерфейсы SPI и I2C. 1 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к области вычислительной техники и предназначена для обеспечения управления рабочей тормозной системой полноприводного автомобиля и других колесных транспортных средств в режимах антиблокировки колес при торможении и противобуксовки при трогании с места и разгоне в составе электронных систем управления тормозами.

Известно антиблокировочное устройство для тормозной системы транспортного средства (см. патент РФ 2254247 на изобретение, МПК 7, B60T 8/88, опубл. 20.06.2005 г. по заявке 2004100919/11 от 09.01.2004 г. на «Антиблокировочное устройство «Родина» для тормозной системы транспортного средства», патентообладатель ООО «Объединение «Родина»), содержащее электронный блок, к выводам электрического разъема которого подключены бортовая сеть, датчики частоты вращения ведомых и ведущих колес, электромагнитные клапаны модуляторов тормозного давления и контрольная лампа, и установленный в приводе рабочей тормозной системы манометрический включатель сигнала торможения, электрический контакт которого связан с обмоткой реле включения ламп стоп-сигнала, при этом электронный блок выполнен в виде размещенной на плате однокристальной микроЭВМ с энергонезависимым оперативно-запоминающим устройством параметров и эффективности торможения, при этом электронный блок снабжен дополнительным выводом и согласующим усилителем или логическим ключом с низким уровнем выходного сигнала.

Устройство обеспечивает возможность гарантированного включения ламп стоп-сигнала не только при нажатии педали тормоза, но и при другом внезапном замедлении транспортного средства в процессе движения, например, при резком сбросе газа, переключении передач, включении моторного тормоза и т.д. при одновременном повышении безопасности транспортного средства, особенно при движении в колонне. Кроме того, в режиме диагностики обеспечивается возможность вывода информации на контрольную лампу о замедлении или эффективности торможения транспортного средства независимо от срабатывания (исправности) манометрического включателя сигнала торможения.

Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, следующие: микроконтроллеры, энергонезависимое постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство.

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является то, что аналог, осуществляя функции управления в антиблокировочном режиме и обеспечивая возможность вывода информации на контрольную лампу, не обеспечивает противобуксовочный режим работы, что приводит к снижению надежности работы транспортного средства в сложных экспуатационно-дорожных условиях.

Известна антиблокировочная тормозная система транспортного средства (см. патент Республики Беларусь 8003 на изобретение, МПК 7, B60T 8/00, опубл. 30.04.2006 г. по заявке а 20030202 от 06.03.2003 г., патентообладатель Белорусский национальный технический университет (ВУ), содержащая электронный блок управления, связанный с датчиками определения угловых скоростей колес и исполнительными механизмами тормозной системы, реактивные датчики измерения силы сцепления каждого колеса, связанные с электронным блоком управления, при этом электронный блок управления выполнен с возможностью определения отношения производной коэффициента сцепления колеса m к производной коэффициента относительного скольжения s и управления исполнительными механизмами тормозной системы в зависимости от величины упомянутого отношения.

Признаком аналога, совпадающим с признаком заявляемой полезной модели, является электронный блок управления (в заявляемой полезной модели - это два микроконтроллера).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является то, что аналог основан на градиентном методе регулирования, который заключается в управлении на основе измеренной угловой скорости колеса и на основе измеренной тормозной окружной силы в точке контакта колеса с опорной поверхностью, а также не обеспечивает противобуксовочный режим работы, что приводит к снижению надежности работы транспортного средства в сложных эксплуатационно-дорожных условиях.

Известно устройство для автоматического управления торможением транспортной машины (см. патент РФ 2086441 на изобретение, МПК 6 В60Т 8/72, B60T 8/00, опубл. 10.08.1997 г. по заявке 94022029/11 от 17.06.1994 г. на «Способ автоматического управления торможением транспортной машины и устройство для его осуществления», патентообладатель Ставропольский политехнический институт). Известное устройство для автоматического управления торможением транспортной машины содержит тормозной кран, связанный с педалью торможения, датчик исходного положения педали торможения, модулятор давления, тормозной механизм, заторможенное колесо, датчик скорости колеса, устройство выборки-хранения, датчик давления, блок оценки вектора состояния затормаживаемого колеса, управляющее устройство.

Сущность изобретения заключается в том, что в процессе непрерывного торможения оценивают моменты сил торможения каждого тормозного колеса, определяют оценку суммарной тормозной силы и оценку скорости движения транспортной машины. Для каждого колеса, при заданном постоянном проскальзывании, определяют оценку заданной скорости колеса, сравнивают заданную скорость с фактической и определяют ошибку регулирования скорости каждого тормозного колеса. Затем с использованием оценок момента сил торможения и ошибок регулирования скорости определяют заданное давление в тормозном приводе каждого тормозного колеса, сравнивают заданное давление с фактическим давлением и по сигналу ошибки формируют управляющие сигналы, которые подают на модуляторы давления каждого тормозного колеса.

Признак аналога, совпадающий с признаком заявляемой полезной модели - управляющее устройство (в заявляемой полезной модели - два микроконтроллера).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является то, что данное устройство, обеспечивая повышение эффективности торможения транспортного средства за счет формирования структуры системы автоматического управления на основе адаптивных методов оценки вектора состояния системы, не производит диагностирование технического состояния блока управления и периферийных устройств с выдачей сообщений о неисправностях и не имеет возможности работы в противобуксовочном режиме, чем не обеспечивает достаточную надежность работы транспортного средства в сложных эксплуатационно-дорожных условиях.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является управляющее устройство для противоблокировочной системы тормозов транспортного средства (см. патент Республики Беларусь 517, МПК 7 B60T 8/88, опубл. 30.03.2002 г., по заявке u 20010206 от 09.08.2001 г., патентообладатель Научно производственное республиканское унитарное предприятие «Экран»), содержащее плату с электрическими соединителями и размещенные на плате первый и второй микропроцессорные контроллеры, связанные между собой каналом информационного обмена источник питания, кварцевый резонатор, входные формирователи датчиков частоты вращения ведущих и ведомых колес, согласующие усилители электроуправляемых модуляторов давления (ЭУМД), согласующие усилители питающего реле, контрольных ламп и диагностических линий, блок фиксации предаварийных режимов работы и эффективности торможения, включающий энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с автономным источником питания и схемой контроля питания и приоритета, буферный инвертор и дополнительное устройство энергонезависимой памяти, входы согласующих усилителей подключены к одноименным портам ввода/вывода обоих микропроцессорных контроллеров через элементы «ИЛИ».

Устройство позволяет осуществлять наряду с управляющими функциями встроенную диагностику и вывод информации о неисправностях и эффективности работы системы как на контрольные лампы, так и на внешнее считывающее устройство. При этом обеспечивается дублирование хранения информации в энергонезависимом ОЗУ (за последние 40 с) и дополнительном электроперепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве (ЭППЗУ) (за все время работы, если не проводилось принудительное стирание информации по специальному коду), что существенно повышает возможность надежного получения оперативной и достоверной информации в процессе диагностирования системы или анализа ее функционирования, например, в случае возникновения дорожно-транспортного происшествия (ДТП).

Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, следующие: два микроконтроллера, источник питания, устройство энергонезависимой памяти (в заявляемой полезной модели - независимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).

Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является то, что устройство не имеет возможности использования внедорожного антиблокировочного режима и дополнительного противобуксовочного режима для полноприводных автотранспортных средств (АТС), чем не обеспечивает возможность повышения тормозной эффективности и улучшения устойчивости и управляемости полноприводных автотранспортных средств в сложных эксплуатационно-дорожных условиях.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании блока управления тормозами, позволяющего управлять тормозной системой полноприводного транспортного средства для предотвращения блокирования колес при торможении и пробуксовке колес при разгоне и трогании с места в сложных эксплуатационно-дорожных условиях.

Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в возможности повышения тормозной эффективности и улучшения устойчивости и управляемости, особенно на скользких, мокрых дорогах и сыпучих грунтах путем поддержания относительного скольжения тормозящих колес в узком диапазоне для сокращения тормозного пути и для поддержания управляемости автомобиля при торможении.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в блок управления тормозами, содержащий преобразователь питания, энергонезависимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, связанные между собой входами-выходами первый и второй микроконтроллеры, дополнительно введены n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес, каждый из которых имеет два входа и два выхода, причем первые входы n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес служат для связи с датчиками скорости вращения колес, вторые входы служат для связи с соответственными выходами первого микроконтроллера, два выхода каждого из n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес предназначены для соединения с соответствующими входами первого микроконтроллера, три группы буферных каскадов дискретных сигналов, причем первая группа состоит из m буферных каскадов дискретных сигналов, вторая группа состоит из двух буферных каскадов дискретных сигналов, третья группа состоит из четырех буферных каскадов дискретных сигналов, супервизор питания, первый и второй буферные каскады аналоговых сигналов, приемопередатчик CAN, первый и второй электронные ключи с коммутацией на общий провод, первую и вторую схемы И, три группы электронных ключей с коммутацией на питание, причем первая группа состоит из шести электронных ключей с коммутацией на питание, вторая группа состоит из q электронных ключей с коммутацией на питание, третья группа состоит из двух электронных ключей с коммутацией на питание, электромагнитное реле K1, причем каждый электронный ключ с коммутацией на питание первой группы имеет вход и два выхода, каждый электронный ключ с коммутацией на питание второй и третьей групп имеет два входа и два выхода, причем входы электронных ключей с коммутацией на питание первой группы электронных ключей с коммутацией на питание и первые входы электронных ключей с коммутацией на питание второй и третьей групп электронных ключей с коммутацией на питание соединены соответственно с соответствующими выходами первого микроконтроллера, первые выходы электронных ключей с коммутацией на питание первой, второй и третьей групп электронных ключей с коммутацией на питание соединены с соответствующими входами первого микроконтроллера, вторые выходы первой группы электронных ключей с коммутацией на питание через диоды служат для соединения с электропневмоклапанами включения блокировок дифференциалов, вторые выходы второй группы электронных ключей с коммутацией на питание служат для соединения соответственно с электропневмомодуляторами тормозных сил и с входами буферных каскадов дискретных сигналов первой группы буферных каскадов дискретных сигналов, вторые входы электронных ключей с коммутацией на питание второй группы электронных ключей с коммутацией на питание и вторые входы электронных ключей с коммутацией на питание третьей группы электронных ключей с коммутацией на питание объединены и соединены с электромагнитным реле K1 для питания от цепи K30 (клемма автотранспортного средства), причем выходы буферных каскадов дискретных сигналов первой и второй групп буферных каскадов дискретных сигналов соединены соответственно с входами второго микроконтроллера, выход которого служит для связи с объединенными входами-выходами первой и второй схем И, причем выход второй схемы И служит для соединения с электромагнитным реле K1, входы первой и второй схем И соединены с соответствующими выходами первого микроконтроллера, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого связаны соответственно с входами-выходами второго микроконтроллера через интерфейс SPI, с первыми входами-выходами приемопередатчика CAN, с входами-выходами энергонезависимого перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства через интерфейс I2C и супервизора питания, причем выходы буферных каскадов дискретных сигналов третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, выход второго буферного каскада аналогового сигнала, вторые выходы первого и второго электронных ключей с коммутацией на общий провод, выход первого буферного каскада аналогового сигнала соединены соответственно с соответствующими входами первого микроконтроллера, соответственные выходы которого соединены с первым входом преобразователя питания и входом первого электронного ключа с коммутацией на общий провод, причем вход первого буферного каскада аналогового сигнала соединен с электромагнитным реле K1 и объединен со вторыми входами q электронных ключей с коммутацией на питание второй группы электронных ключей с коммутацией на питание и вторыми входами двух электронных ключей с коммутацией на питание третьей группы электронных ключей с коммутацией на питание, вход второго буферного каскада аналогового сигнала соединен со вторым выходом преобразователя питания, первый выход которого соединен со входом четвертого буферного каскада дискретного сигнала третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, причем первый, второй и третий буферные каскады дискретных сигналов, кроме четвертого буферного каскада дискретного сигнала третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, имеют вход для дискретного сигнала, причем первый выход первого электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой АБС (антиблокировочная система), первый выход второго электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой ПБС (противобуксовочная система), причем вход второго электронного ключа с коммутацией на общий провод соединен с выходом первой схемы И, приемопередатчик CAN имеет дополнительный второй вход-выход для связи по интерфейсу CAN, преобразователь питания имеет дополнительные вторые и третьи входы для соединения с K15 (клемма автотранспортного средства) и K30 соответственно.

Предельные значения n, m, q находятся в следующем диапазоне: n=(4, 6), m=(8, 12), q=(8, 12).

Поскольку блок управления тормозами предназначен для работы в составе различных типов автотранспортных средств (АТС), то количество некоторых буферных каскадов и интеллектуальных электронных ключей блока управления тормозами зависит от количества буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес, установленных на данном типе АТС.

Один из вариантов исполнения структурной схемы блока управления тормозами представлен на чертеже в качестве примера, для случая, когда n=6, m=12, q=12.

Блок управления тормозами 1 содержит первый и второй микроконтроллеры 2, 3, шесть буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес 4, 5, 6, 7, 8, 9, буферные каскады дискретных сигналов 10₁ 10₂, 10₃, 10 ₄, 10₅, 10₆, 10₇, 10 ₈, 10₉, 10₁₀, 10₁₁, 10 ₁₂, 10₁₃, 10₁₄, 10₁₅, 10₁₆, 10₁₇, 10₁₈, супервизор питания 11, первый и второй буферные каскады аналоговых сигналов 12₁ 12₂, энергонезависимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 13, преобразователь питания 14, приемопередатчик CAN 15, первый и второй электронные ключи с коммутацией на общий провод 16, 17, первую и вторую схемы И 18₁, 18₂, электромагнитное реле К1 19, предназначенное для подачи питания, электронные ключи с коммутацией на питание 20₁, 20₂, 20₃, 20 ₄, 20₅, 20₆, 20₇, 20 ₈, 20₉, 20₁₀, 20₁₁, 20 ₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅, 20₁₆, 20₁₇, 20₁₈, 20₁₉ , 20₂₀, причем буферные каскады дискретных сигналов объединены в три группы 21, 22, 23, к первой группе 21 относятся двенадцать буферных каскадов дискретных сигналов 10₁ 10₂, 10₃, 10₄, 10₅ , 10₆, 10₇, 10₈, 10₉ , 10₁₀, 10₁₁, 10₁₂, ко второй 22 группе буферных каскадов дискретных сигналов относятся два буферных каскада дискретных сигналов 10₁₃, 10 ₁₄, к третьей группе 23 буферных каскадов дискретных сигналов относятся четыре буферных каскада дискретных сигналов 10 ₁₅, 10₁₆, 10₁₇, 10₁₈, электронные ключи с коммутацией на питание объединены в три группы 24, 25, 26, к первой группе 24 относятся шесть электронных ключей с коммутацией на питание 20₁, 20₂, 20 ₃, 20₄, 20₅, 20₆, ко второй группе 25 относятся двенадцать электронных ключей с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20 ₁₀, 20₁₁, 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅, 20₁₆, 20₁₇ , 20₁₈, к третьей группе 26 относятся два электронных ключа с коммутацией на питание 20₁₉, 20₂₀ , интерфейс SPI 27, диоды 28₁-28₆, интерфейс I2C 29.

Каждый буферный каскад сигнала датчика скорости вращения колес имеет два входа и два выхода, причем первые входы 4₁, 5₁, 6₁, 7 ₁, 8₁, 9, буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес 4, 5, 6, 7, 8, 9 служат для связи с датчиками скорости вращения колес, вторые входы 4₂, 5₂ , 6₂, 7₂, 8₂, 9₂ служат для связи с соответственными выходами 2₁, 2 ₂, 2₃, 2₄, 2₅, 2₆ первого микроконтроллера 2, выходы вых. 1, вых. 2 каждого 4, 5, 6, 7, 8, 9 из буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес предназначены для соединения с соответствующими входами 2₃₁, 2₃₂, 2₃₃, 2 ₃₄, 2₃₅, 2₃₆, 2₃₇, 2 ₃₈, 2₃₉, 2₄₀, 2₄₁, 2 ₄₂ первого микроконтроллера 2, каждый электронный ключ с коммутацией на питание 20₁, 20₂, 20 ₃, 20₄, 20₅, 20₆ первой группы 24 имеет вход и два выхода вых. 1, вых. 2, каждый электронный ключ с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20₁₀, 20₁₁, 20₁₂ , 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅, 20₁₆ , 20₁₇, 20₁₈, 20₁₉, 20₂₀ второй и третьей групп 25, 26 имеет два входа вх. 1, вх. 2 и два выхода вых. 1, вых. 2, причем входы электронных ключей с коммутацией на питание 20₁, 20₂, 20 ₃, 20₄, 20₅, 206 первой группы 24 электронных ключей с коммутацией на питание и первые входы вх. 1 электронных ключей с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20₁₀, 20₁₁ , 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅ , 20₁₆, 20₁₇, 20₁₈, 20₁₉ , 20₂₀ второй и третьей групп 25, 26 электронных ключей с коммутацией на питание соединены соответственно с соответствующими выходами 2₁₁, 2₁₂, 2₁₃, 2 ₁₄, 2₁₅, 2₁₆, 2₁₇, 2 ₁₈, 2₁₉, 2₂₀, 2₂₁, 2 ₂₂, 2₂₃, 2₂₄, 2₂₅, 2 ₂₆, 2₂₇, 2₂₈, 2₂₉, 2 ₃₀ первого микроконтроллера 2, первые выходы вых. 1 электронных ключей с коммутацией на питание 20₁, 20₂ , 20₃, 20₄, 20₅, 20₆ , 20₇, 20₈, 20₉, 20₁₀ , 20₁₁, 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄ , 20₁₅, 20₁₆, 20₁₇, 20₁₈ , 20₁₉, 20₂₀ первой, второй и третьей групп 24, 25, 26 электронных ключей с коммутацией на питание соединены с соответствующими входами 2₅₀, 2₅₁, 2 ₅₂, 2₅₃, 2₅₄, 2₅₅, 2 ₅₆, 2₅₇, 2₅₈, 2₅₉, 2 ₆₀, 2₆₁, 2₆₂, 2₆₃, 2 ₆₄, 2₆₅, 2₆₆, 2₆₇, 2 ₆₈, 2₆₉ первого микроконтроллера 2, вторые выходы вых. 2 электронных ключей 20₁, 20₂, 20 ₃, 20₄, 20₅, 20₆ первой группы 24 электронных ключей с коммутацией на питание через диоды 28₁-28₆ служат для соединения с электропневмоклапанами включения блокировок дифференциалов, вторые выходы вых. 2 электронных ключей с 20₇ по 20₁₈ с коммутацией на питание второй группы 25 электронных ключей с коммутацией на питание служат для соединения с электропневмомодуляторами тормозных сил и для соединения с входами буферных каскадов с 10₁ по 10₁₂ дискретных сигналов первой группы 21 буферных каскадов дискретных сигналов, вторые входы вх. 2 электронных ключей с 20₇ по 20₁₈ с коммутацией на питание второй группы 25 электронных ключей с коммутацией на питание и вторые входы вх. 2 электронных ключей 20₁₉, 20 ₂₀ с коммутацией на питание третьей группы 26 электронных ключей с коммутацией на питание объединены и соединены с электромагнитным реле K1 19 для питания от цепи K30 (клемма автотранспортного средства), причем выходы буферных каскадов с 10₁ по 10₁₄ дискретных сигналов первой 21 и второй 22 групп буферных каскадов дискретных сигналов соединены соответственно с входами 3₁, 3₂, 3₃, 3 ₄, 3₅, 3₆, 3₇, 3₈ , 3₉, 3₁₀, 3₁₁, 3₁₂ 3₁₃, 3₁₄ второго микроконтроллера 3, выход 3₁₆ которого служит для связи с объединенными входами-выходами первой 18₁ и второй 18₂ схем И, причем выход второй 18₂ схемы И служит для соединения с электромагнитным реле K1 19, входы первой 18₁ и второй 18₂ схем И соединены с соответствующими выходами 2₉, 2 ₁₀ первого микроконтроллера 2, первые, вторые, третьи и четвертые 2₇₁, 2₇₂, 2₇₃, 2 ₇₄ входы-выходы которого связаны соответственно с входами-выходами 3₁₅ второго микроконтроллера 3 через интерфейс SPI 27, с первыми входами-выходами 15₁ приемопередатчика CAN, с входами-выходами энергонезависимого перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства 13 через интерфейс I2C 29 и супервизора питания 11, причем выходы буферных каскадов 10 ₁₅, 10₁₆, 10₁₇, 10₁₈ дискретных сигналов третьей группы 23 буферных каскадов дискретных сигналов, выход второго 12₂ буферного каскада аналогового сигнала, вторые 16₂, 17₂ выходы первого и второго 16, 17 электронных ключей с коммутацией на общий провод, выход первого 12₁ буферного каскада аналогового сигнала соединены соответственно с соответствующими входами 2₄₃ , 2₄₄, 2₄₅, 2₄₆, 2₄₇ , 2₄₈, 2₄₉, 2₇₀ первого микроконтроллера 2, соответственные выходы 2₇, 2₈ которого соединены с первым входом 14₁ преобразователя питания 14 и входом первого электронного ключа 16 с коммутацией на общий провод, причем вход первого буферного каскада 12₁ аналогового сигнала соединен с электромагнитным реле K1 19 и объединен со вторыми входами вх. 2 электронных ключей с 20 ₇ по 20₁₈ с коммутацией на питание второй группы 25 электронных ключей с коммутацией на питание и вторыми входами вх. 2 двух электронных ключей 20₁₉, 20₂₀ с коммутацией на питание третьей группы 26 электронных ключей с коммутацией на питание, вход второго буферного каскада 12 ₂ аналогового сигнала соединен со вторым выходом 14 ₅ преобразователя питания 14, первый выход 14₄ которого соединен со входом четвертого 10₁₈ буферного каскада дискретного сигнала третьей группы 23 буферных каскадов дискретных сигналов, причем первый, второй и третий 10₁₅ , 10₁₆, 10₁₇ буферные каскады дискретных сигналов, кроме четвертого 10₁₈ буферного каскада дискретного сигнала третьей группы 23 буферных каскадов дискретных сигналов, имеют вход вх. для дискретного сигнала, причем первый выход 16₁ первого 16 электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой АБС (антиблокировочная система), первый выход 17₁ второго 17 электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой ПБС (противобуксовочная система), причем вход второго 17 электронного ключа с коммутацией на общий провод соединен с выходом первой 18] схемы И, приемопередатчик CAN 15 имеет дополнительный второй 15₂ вход-выход для связи по интерфейсу CAN, преобразователь питания 14 имеет дополнительные вторые 14₂ и третьи 14₃ входы для соединения с K15 (клемма автотранспортного средства) и K30 соответственно.

Блок управления тормозами 1 работает следующим образом.

На входы 14 ₂, 14₃ преобразователя питания 14 поступает напряжение питания от K15 и K30 (клеммы автотранспортного средства). Преобразователь питания 14 содержит элементы защиты от кондуктивных помех в питающих цепях, а также элементы защиты от обратной полярности питающего напряжения. Преобразователь питания 14 вырабатывает напряжения 5 В и 2,5 В для питания внутренних узлов блока управления тормозами 1.

Через буферный каскад дискретного сигнала 10₁₈ состояние входа 14₂ преобразователя питания 14 в блоке управления тормозами 1, к которому подключается К15 автомобиля, передается на вход 2₄₆ первого микроконтроллера 2 с целью фиксации момента выключения приборов автомобиля.

Уровень напряжения на входе 14₃ преобразователя питания 14 в блоке управления тормозами 1, к которому подключается K30 автомобиля, нормируется буферным каскадом аналогового сигнала 12₂ для подключения к входу 2₄₇ (вход АЦП) первого микроконтроллера 2, что позволяет контролировать уровень питающего напряжения K30, для диагностирования неисправностей цепей питания блока управления тормозами 1.

Супервизор питания 11 вырабатывает сигнал сброса для первого микроконтроллера 2 при включении питания.

Буферные каскады 10 ₁₅, 10₁₆, 10₁₇ служат для нормирования сигналов на входах вх. буферных каскадов в блоке управления тормозами 1, к которым подключаются органы управления режимами работы блока управления тормозами 1 (например включение внедорожного режима АБС и отключение режима ПБС) для подключения к входам 2₄₃ -2₄₅ первого микроконтроллера 2.

Буферные каскады сигналов датчиков скорости 4-9 выполняют следующие функции:

- преобразование синусоидальной формы сигнала от датчиков скорости вращения колес в прямоугольную для подачи на входы 2₃₂, 2₃₄, 2₃₆, 2₃₈ , 2₄₀, 2₄₂ (счетные входы) первого микроконтроллера 2 для расчета скорости вращения колес;

- нормирование уровня сигналов от датчиков скорости вращения колес для подключения к входам 2₃₁, 2₃₃, 2₃₅, 2 ₃₇, 2₃₉, 2₄₁ (входы АЦП) первого микроконтроллера 2 с целью вычисления амплитуд выходных сигналов датчиков скорости вращения колес, что позволяет определять неисправности самих датчиков скорости вращения колес;

- вырабатывание тестовых импульсов для диагностирования состояния датчиков скорости вращения колес. Тестовые импульсы формируются из сигналов на выходах 2₁-2₆ первого микроконтроллера 2.

Электромагнитное реле K1 19 предназначено для подачи питания для второй 25 и третьей 26 групп электронных ключей с коммутацией на питание.

Приемопередатчик CAN 15 обеспечивает физическое подключение блока управления тормозами 1 к интерфейсу CAN автотранспортного средства.

Сохранение конфигурационной информации и истории событий осуществляется в энергонезависимом перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве 13 (ЭНППЗУ). Обмен донными между ЭНППЗУ 13 и первым микроконтроллером 2 выполняется по последовательному интерфейсу I2C 29.

Управление выходом 16, в блоке управления тормозами 1 (для подключения контрольной лампы ПБС) выполняется выходом 2₈ первого микроконтроллера 2 через первый ключ с коммутацией на общий провод 16, от которого на вход 2 ₄₈ первого микроконтроллера 2 передается диагностическая информация о состоянии подключенной нагрузки (обрыв, короткое замыкание).

Управление выходом 17₁ в блоке управления тормозами 1 (для подключения контрольной лампы АБС) выполняется через второй ключ с коммутацией на общий провод 17, от которого на вход 2₄₉ первого микроконтроллера 2 передается диагностическая информация о состоянии подключенной нагрузки (обрыв, короткое замыкание). Сигнал включения второго ключа с коммутацией на общий провод 17 вырабатывается на выходе первой схемы И 18₁ из сигналов на выходе 2₉ первого микроконтроллера 2 и выходе 3_]6 второго микроконтроллера 3. Такое решение позволяет увеличить надежность включения контрольной лампы АБС, сигнализирующей о неисправностях в блоке управления тормозами 1 или аппаратуре, подключенной к нему.

Управление выходами вых. 2 электронных ключей с коммутацией на питание 20₁, 20₂, 20₃, 20 ₄, 20₅, 20₆ для подключения к электромагнитным клапанам включения блокировок дифференциалов автомобиля выполняется выходами 2₁₁-2₁₆ первого микроконтроллера 2 через ключи с коммутацией на питание 20₁-20 ₆, от которых на входы 2₅₀-2₅₅ первого микроконтроллера 2 передается диагностическая информация о состоянии подключенных нагрузок (обрыв, короткое замыкание).

Управление выходами вых. 2 электронных ключей с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20 ₁₀, 20₁₁, 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅, 20₁₆, 20₁₇ , 20₁₈, 20₁₉, 20₂₀ в блоке управления тормозами 1 для подключения к электропневмомодуляторам тормозных сил и двум дифференциальным клапанам выполняется выходами 2 ₁₇-2₃₀ первого микроконтроллера 2 через ключи с коммутацией на питание 20₇-20₂₀, от которых на входы 2₅₆-2₆₉ первого микроконтроллера 2 передается диагностическая информация о состоянии подключенных нагрузок (обрыв, короткое замыкание). Состояние выходов вых. 2 электронных ключей с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20₁₀, 20₁₁ , 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅ , 20₁₆, 20₁₇, 20₁₈, 20₁₉ , 20₂₀ в блоке управления тормозами 1 дополнительно (с целью диагностирования) считывается вторым микроконтроллером 3 через буферные каскады дискретных сигналов 10₁-10 ₁₄.

Питающее напряжение подается на вторые входы (вх. 2) ключей с коммутацией на питание с 20₇ по 20₂₀ от цепи питания K30 через реле K1 19. Сигнал включения реле К1 19 вырабатывается на выходе второй схемы И 18₂ из сигналов на выходе 2₁₀ первого микроконтроллера 2 и выходе 3₁₆ второго микроконтроллера 3. Отключение питающего напряжения ключей с коммутацией на питание 20₇ -20₂₀ с помощью реле K1 19 позволяет повысить безопасность работы блока управления тормозами 1 при диагностировании неисправностей в блоке управления тормозами 1 либо в электропневмомодуляторах тормозных сил и дифференциальных клапанах.

Питающее напряжение ключей с коммутацией на питание 20₇-20 ₂₀ контролируется первым микроконтроллером 2 на входе 2 ₇₀ (вход АЦП) через буферный каскад аналогового сигнала 12₁ с целью диагностирования состояния реле K1 19.

Первый и второй микроконтроллеры 2, 3 соединены через интерфейс SPI 27 для контроля состояния друг-друга, а также дополнительного контроля состояния выходов вых. 2 электронных ключей с коммутацией на питание 20₇, 20₈, 20₉, 20 ₁₀, 20₁₁, 20₁₂, 20₁₃, 20₁₄, 20₁₅, 20₁₆, 20₁₇ , 20₁₈, 20₁₉, 20₂₀ в блоке управления тормозами 1 первым микроконтроллером 2. Это позволяет увеличить безопасность работы блока управления тормозами 1.

Таким образом, из рассмотренного материала видно, что заявляемая полезная модель является новой, промышленно применимой и решает поставленную техническую задачу с заявленным техническим результатом.

1. Блок управления тормозами, содержащий преобразователь питания, энергонезависимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, связанные между собой входами-выходами первый и второй микроконтроллеры, отличающийся тем, что в него дополнительно введены n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес, каждый из которых имеет два входа и два выхода, причем первые входы n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес служат для связи с датчиками скорости вращения колес, вторые входы служат для связи с соответственными выходами первого микроконтроллера, два выхода каждого из n буферных каскадов сигналов датчиков скорости вращения колес предназначены для соединения с соответствующими входами первого микроконтроллера, три группы буферных каскадов дискретных сигналов, причем первая группа состоит из m буферных каскадов дискретных сигналов, вторая группа состоит из двух буферных каскадов дискретных сигналов, третья группа состоит из четырех буферных каскадов дискретных сигналов, супервизор питания, первый и второй буферные каскады аналоговых сигналов, приемопередатчик CAN, первый и второй электронные ключи с коммутацией на общий провод, первую и вторую схемы И, три группы электронных ключей с коммутацией на питание, причем первая группа состоит из шести электронных ключей с коммутацией на питание, вторая группа состоит из q электронных ключей с коммутацией на питание, третья группа состоит из двух электронных ключей с коммутацией на питание, электромагнитное реле К1, причем каждый электронный ключ с коммутацией на питание первой группы имеет вход и два выхода, каждый электронный ключ с коммутацией на питание второй и третьей групп имеет два входа и два выхода, причем входы электронных ключей с коммутацией на питание первой группы электронных ключей с коммутацией на питание и первые входы электронных ключей с коммутацией на питание второй и третьей групп электронных ключей с коммутацией на питание соединены соответственно с соответствующими выходами первого микроконтроллера, первые выходы электронных ключей с коммутацией на питание первой, второй и третьей групп электронных ключей с коммутацией на питание соединены с соответствующими входами первого микроконтроллера, вторые выходы первой группы электронных ключей с коммутацией на питание через диоды служат для соединения с электропневмоклапанами включения блокировок дифференциалов, вторые выходы второй группы электронных ключей с коммутацией на питание служат для соединения соответственно с электропневмомодуляторами тормозных сил и с входами буферных каскадов дискретных сигналов первой группы буферных каскадов дискретных сигналов, вторые входы электронных ключей с коммутацией на питание второй группы электронных ключей с коммутацией на питание и вторые входы электронных ключей с коммутацией на питание третьей группы электронных ключей с коммутацией на питание объединены и соединены с электромагнитным реле К1 для питания от цепи К30 (клемма автотранспортного средства), причем выходы буферных каскадов дискретных сигналов первой и второй групп буферных каскадов дискретных сигналов соединены соответственно с входами второго микроконтроллера, выход которого служит для связи с объединенными входами-выходами первой и второй схем И, причем выход второй схемы И служит для соединения с электромагнитным реле К1, входы первой и второй схем И соединены с соответствующими выходами первого микроконтроллера, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого связаны соответственно с входами-выходами второго микроконтроллера через интерфейс SPI, с первыми входами-выходами приемопередатчика CAN, с входами-выходами энергонезависимого перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства через интерфейс I2C и супервизора питания, причем выходы буферных каскадов дискретных сигналов третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, выход второго буферного каскада аналогового сигнала, вторые выходы первого и второго электронных ключей с коммутацией на общий провод, выход первого буферного каскада аналогового сигнала соединены соответственно с соответствующими входами первого микроконтроллера, соответственные выходы которого соединены с первым входом преобразователя питания и входом первого электронного ключа с коммутацией на общий провод, причем вход первого буферного каскада аналогового сигнала соединен с электромагнитным реле К1 и объединен со вторыми входами q электронных ключей с коммутацией на питание второй группы электронных ключей с коммутацией на питание и вторыми входами двух электронных ключей с коммутацией на питание третьей группы электронных ключей с коммутацией на питание, вход второго буферного каскада аналогового сигнала соединен со вторым выходом преобразователя питания, первый выход которого соединен со входом четвертого буферного каскада дискретного сигнала третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, причем первый, второй и третий буферные каскады дискретных сигналов, кроме четвертого буферного каскада дискретного сигнала третьей группы буферных каскадов дискретных сигналов, имеют вход для дискретного сигнала, причем первый выход первого электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой АБС (антиблокировочная система), первый выход второго электронного ключа с коммутацией на общий провод служит для соединения с контрольной лампой ПБС (противобуксовочная система), причем вход второго электронного ключа с коммутацией на общий провод соединен с выходом первой схемы И, приемопередатчик CAN имеет дополнительный второй вход-выход для связи по интерфейсу CAN, преобразователь питания имеет дополнительные вторые и третьи входы для соединения с К15 (клемма автотранспортного средства) и К30 соответственно.

2. Блок управления тормозами по п. 1, отличающийся тем, что предельные значения n, m, q находятся в следующем диапазоне: n=(4, 6), m=(8, 12), q=(8, 12).