CN110606066A - 一种线控制的主动式挂车制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车制动领域，具体涉及一种线控制的主动式挂车制动系统。包括：15芯电连接器，联接构件，电控单元，液压系统；挂车蓄电池，牵引车制动强度测量设备，牵引车蓄电池。电控单元的信号输入端与牵引车制动强度测量设备和15芯电连接器的信号输出端相连，电控单元的信号输出端与液压系统的信号输入端相连，15芯电连接器的电源输出端分别与挂车蓄电池和液压系统的电源输入端相连，挂车蓄电池的电源输出端分别与电控单元和液压系统的电源输入端相连，牵引车制动强度测量设备的电源输入端与牵引车蓄电池相连，信号输出端与电控单元的信号输入端相连。本发明的制动系统，制动灵敏、平顺性和舒适性好、倒车时无制动且制动特性可调。

Description

一种线控制的主动式挂车制动系统

技术领域

本发明属于汽车制动领域，具体涉及一种线控制的主动式挂车制动系统。

背景技术

为配合不同形式制动系统的牵引车，国内外挂车制动系统一般采用惯性制动系统。

惯性制动系统又分为机械式惯性制动系统和液压式惯性制动系统。

机械式惯性制动系统结构简单，制动可随牵引车制动减速度变化而产生相应的制动力。中国发明专利申请“挂车”(申请号：200810054115.3，公开日：2010.09.08)公开了一种机械式惯性制动系统，利用牵引车制动时产生对挂车牵引环的推力，推动牵引机构向后运动，同时带动转臂使之转动；转臂另一端拉动制动拉索使制动器的制动蹄张开并与制动鼓摩擦，产生制动力。但是该机械式惯性制动系统制动效能低，有一定的滞后性，容易出现侧滑，制动协调性差，易产生制动冲击。

液压式惯性制动系统结构相对复杂，如中国实用新型专利申请“具有撞击制动功能的挂车液力冲击制动系统”(申请号：201120269388.7，公开日：2012.05.09)，美国发明专利申请US14/196304，公开日：2015.08.13。两者均采用了液压式惯性制动系统。当牵引车制动时，速度降低，而挂车由于惯性，瞬时速度保持不变，造成牵引车牵引钩与挂车牵引环发生撞击，导致牵引车挂钩推动挂车牵引环向后运动，进而撞击液压主缸的推杆，推杆将撞击力转换成液压力并通过制动管路推动制动轮缸的制动蹄，使制动器制动。但是这种液压式惯性制动系统制动不灵敏；如在转弯时制动，易造成挂车顶开牵引车的现象；而且液压式惯性制动是纯机械结构，制动特性无法调节。

且无论对于上述机械式惯性制动系统或液压式惯性制动系统，都会存在以下问题：(1)当牵引车倒车时，均会对挂车造成惯性冲击，从而使挂车产生制动而无法倒车；(2)采用牵引车和挂车之间的碰撞力来对挂车进行制动，因此平顺性和舒适性较差。为解决此问题(1)，目前通用的做法包括：1、在倒车前，用倒车销将惯性制动装置锁止，然后再进行倒车。该方法过于繁琐；2、使用倒车制动自动解除的制动器，如中国实用新型专利申请“带制动蹄倒车松脱机构的制动器”(申请号：200820075951.5，公开日：2009.07.01)公开了一种小挂车用鼓式制动器，在倒车时自动解除制动，而在前进时又能自动恢复惯性制动，解决了惯性制动系统挂车不能自动倒车的问题。但该方法需重新开发制动器，且制动器只能在较小的倒车制动力矩作用下进行倒车，在大坡道或重载工况下无法倒车。

综上所述，现有技术存在的问题是：挂车制动不灵敏，有一定的滞后性；平顺性和舒适性较差；倒车时存在制动力矩，无法满足大坡道或重载工况下倒车使用要求；制动特性无法调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线控制的主动式挂车制动系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种线控制的主动式挂车制动系统，包括：

15芯电连接器，用于牵引车与挂车之间的电气连接；

联接构件，用于牵引车与挂车之间的机械连接；

电控单元，用于接收15芯电连接器和牵引车制动强度测量设备的信号，发出相应的指令信号给液压系统执行；

液压系统，用于挂车制动的执行机构；

挂车蓄电池，用于为电控单元和液压系统供电；

牵引车制动强度测量设备，用于测量牵引车的制动强度，发出相应的信号给电控单元；

牵引车蓄电池，用于为牵引车制动强度测量设备供电；

所述电控单元的信号输入端与牵引车制动强度测量设备和15芯电连接器的信号输出端相连，电控单元的信号输出端与液压系统的信号输入端相连，所述15芯电连接器的电源输出端分别与挂车蓄电池和液压系统的电源输入端相连，挂车蓄电池的电源输出端分别与电控单元和液压系统的电源输入端相连，牵引车制动强度测量设备的电源输入端与牵引车蓄电池相连，信号输出端与电控单元的信号输入端相连。

进一步的，所述联接构件包括挂车牵引环、连接块一、连接块二、限位弹簧和紧急制动装置；

所述连接块一一端与挂车牵引环固定连接，另一端可左右滑动地嵌套在连接块二内；

所述限位弹簧置于连接块一嵌套于连接块二内的端部与连接块二内侧的限位块之间；

所述紧急制动装置固定于连接块二顶部，引出的钢丝拉线一端与牵引车相连，另一端与挂车驻车制动拉索相连；

所述牵引车制动强度测量设备的信号输出端与与电控单元的信号输入端相连。

进一步的，所述15芯电连接器的信号输出端包括牵引车倒车信号输出端。

进一步的，所述液压系统包括储液罐、电动液压泵、单向阀、高压蓄能器、减压阀、进液阀、出液阀、液压传感器和轮缸；

所述储液罐、电动液压泵、单向阀、进液阀、轮缸用管路依次串联，轮缸还与出液阀、储液罐用管路依次串联，高压蓄能器的管路与单向阀和进液阀之间的管路相通，减压阀一端接在电动液压泵的进液口，另一端接在进液阀的进液口，液压传感器置于进液阀与轮缸相连的管路之中；

所述电动液压泵、进液阀和出液阀的控制端分别与所述电控单元的信号输出端相连；

所述电动液压泵的电源输入端与所述15芯电连接器和挂车蓄电池的电源输出端相连。

一种利用上述的执行系统进行制动的方法，

牵引车制动时，电控单元接收到牵引车制动强度测量设备发出的牵引车制动信号，驱动电动液压泵和进液阀，高压蓄能器中的高压制动液经进液阀给轮缸加压完成挂车制动；

牵引车解除制动时，电控单元接收到牵引车制动强度测量设备发出的解除制动信号，根据信号判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀和出液阀均关闭，此为保压过程；反之，电控单元驱动出液阀，轮缸里的制动液经出液阀流回储液罐从而完成卸压，挂车解除制动；

牵引车倒车时，电控单元接收到芯电连接器发出的牵引车倒车信号，不对挂车进行制动，直至完成倒车。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)制动灵敏：采用线控制的主动式挂车制动系统，当接收到牵引车制动强度测量设备发出的牵引车制动信号后立即制动，避免了惯性制动的滞后性，同时大幅降低了制动冲击，改善了牵引车牵引挂车行驶中的平顺性。

(2)制动平顺性和舒适性较好：不采用牵引车和挂车之间的碰撞力来对挂车进行制动，直接采用牵引车制动强度测量设备将制动信号传递给电控单元，因此平顺性和舒适性较好。

(3)倒车时无制动：当接收到牵引车倒车信号时，挂车不会制动，避免了惯性制动系统倒车时触发制动的问题，且不需要额外操作。

(4)制动特性可调：采用电子控制，制动可靠性高，制动特性可调。

附图说明

图1为本发明制动系统的结构框图。

图2为图1中联接构件的结构示意图。

图3为图1中液压系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-15芯电连接器，2-联接构件，3-电控单元，4-液压系统，5-挂车蓄电池，6-牵引车制动强度测量设备，7-牵引车蓄电池，21-挂车牵引环，22-连接块一，23-连接块二，24-限位弹簧，25-紧急制动装置；41-储液罐，42-电动液压泵，43-单向阀，44-高压蓄能器，45-减压阀，46-进液阀，47-出液阀，48-液压传感器，49-轮缸。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种线控制的主动式挂车制动系统，包括：

15芯电连接器1，用于牵引车与挂车之间的电气连接；

联接构件2，用于牵引车与挂车之间的机械连接；

电控单元3，用于接收15芯电连接器1和牵引车制动强度测量设备6的信号，发出相应的指令信号给液压系统4执行；

液压系统4，用于挂车制动的执行机构；

挂车蓄电池5，用于为电控单元3和液压系统4供电；

牵引车制动强度测量设备6，用于测量牵引车的制动强度，发出相应的信号给电控单元3；

牵引车蓄电池7，用于为牵引车制动强度测量设备6供电。

所述电控单元3的信号输入端与牵引车制动强度测量设备6和15芯电连接器1的信号输出端相连，电控单元3的信号输出端与液压系统4的信号输入端相连，所述15芯电连接器1的电源输出端分别与挂车蓄电池5和液压系统4的电源输入端相连，挂车蓄电池5的电源输出端分别与电控单元3和液压系统4的电源输入端相连，牵引车制动强度测量设备6的电源输入端与牵引车蓄电池7相连，信号输出端与电控单元3的信号输入端相连。

如图2所示，

所述联接构件2包括挂车牵引环21、连接块一22、连接块二23、限位弹簧24和紧急制动装置25；

所述连接块一22一端与挂车牵引环21固定连接，另一端可左右滑动地嵌套在连接块二23内；

所述限位弹簧24置于连接块一22嵌套于连接块二23内的端部与连接块二23内侧的限位块之间；

所述紧急制动装置25固定于连接块二23顶部，引出的钢丝拉线一端与牵引车相连，另一端与挂车驻车制动拉索相连；

根据《GB/T 20717-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器24V15芯型》规定：15芯电连接器1的接点8为牵引车倒车信号输出端，将它们分别与电控单元3的信号输入端相连，此外，所述电控单元3的信号输入端还与所述牵引车制动强度测量设备6信号输出端相连。所述15芯电连接器1的信号输出端包括牵引车倒车信号输出端。

如图3所示，所述液压系统4包括储液罐41、电动液压泵42、单向阀43、高压蓄能器44、减压阀45、进液阀46、出液阀47、液压传感器48和轮缸49；

所述储液罐41、电动液压泵42、单向阀43、进液阀46、轮缸49用管路依次串联，轮缸49还与出液阀47、储液罐41用管路依次串联，高压蓄能器44的管路与单向阀43和进液阀46之间的管路相通，减压阀45一端接在电动液压泵42的进液口，另一端接在进液阀46的进液口，液压传感器48置于进液阀46与轮缸49相连的管路之中；

所述电动液压泵42、进液阀46和出液阀47的控制端分别与所述电控单元3的信号输出端相连；

所述电动液压泵42的电源输入端与所述15芯电连接器1和挂车蓄电池5的电源输出端相连。

优选地，进液阀46和出液阀47可以为二位二通常闭电磁阀。

因为挂车无动力源，根据《GB/T 20717-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器24V15芯型》规定：15芯电连接器1接点9为24V持续供电电源输出端，将其分别与挂车蓄电池5和液压系统4的电源输入端相连，将挂车蓄电池5的电源输出端分别与电控单元3和液压系统4的电源输入端相连。行驶过程中挂车不需要制动时，15芯电连接器1给挂车蓄电池5充电；挂车需要制动时，15芯电连接器1和挂车蓄电池5同时给液压系统4供电。

本发明的制动过程如下：

牵引车制动时，电控单元3接收到牵引车制动强度测量设备6发出的牵引车制动信号，驱动电动液压泵42和进液阀46，高压蓄能器44中的高压制动液经进液阀46给轮缸49加压完成挂车制动。

牵引车制动，牵引车制动强度测量设备6输出制动信号到电控单元3，同时牵引车与挂车之间发生相对位移，连接块一22和连接块二23之间出现前后滑动，电控单元3综合考虑牵引车制动信号，经内部算法计算后输出信号给电动液压泵42和进液阀46，使进液阀46处于“开”状态，高压蓄能器44中的高压制动液经进液阀46流入制动轮缸49，推动制动蹄或制动钳进行制动，此为加压过程。

牵引车解除制动时，电控单元3接收到牵引车制动强度测量设备6发出的牵引车解除制动信号，判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀46和出液阀47均关闭，此为保压过程；反之，电控单元3驱动出液阀47，轮缸49里的制动液经出液阀47流回储液罐41从而完成卸压，挂车解除制动。

牵引车解除制动，电控单元3接收到牵引车解除制动信号，根据接收到的信号判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀46恢复“闭”状态，此为保压过程；反之，电控单元3输出信号给进液阀46、出液阀47和电动液压泵42，使出液阀47处于“开”状态，进液阀处于“闭”状态，电动液压泵42停止工作，轮缸49里的制动液经出液阀47流回储液罐41，此为卸压过程。

牵引车倒车时，电控单元3接收到牵引车倒车信号，不对挂车进行制动，直至完成倒车。

牵引车倒车，电控单元3接收到15芯电连接器1输出的牵引车倒车信号，这时不论是否接收到牵引车制动强度测量设备6发出的牵引车制动信号，此时挂车都不会进行制动，直至完成倒车。

本发明采用牵引车制动强度测量设备6直接测定牵引车制动强度的方法，在牵引车制动之时，就能立即检测到制动信号，并且及时对挂车进行制动。相比惯性制动系统，牵引车牵引钩与挂车牵引环发生撞击之后，挂车才能触发制动，本发明制动灵敏，且能够大大减小由于制动滞后所造成的挂车对牵引车的制动冲击，改善牵引车牵引挂车行驶中的平顺性、舒适性。且避免了惯性制动带来的倒车时触发制动的问题，无需重新开发结构复杂的制动器用以自动解除倒车制动。本发明采用电子控制，相比惯性制动系统全机械的结构，制动灵敏、制动平顺性、舒适性较好、制动可靠且制动特性可调。

Claims (5)

1.一种线控制的主动式挂车制动系统，其特征在于，包括：

15芯电连接器(1)，用于牵引车与挂车之间的电气连接；

联接构件(2)，用于牵引车与挂车之间的机械连接；

电控单元(3)，用于接收15芯电连接器(1)和牵引车制动强度测量设备(6)的信号，发出相应的指令信号给液压系统(4)执行；

液压系统(4)，用于挂车制动的执行机构；

挂车蓄电池(5)，用于为电控单元(3)和液压系统(4)供电；

牵引车制动强度测量设备(6)，用于测量牵引车的制动强度，发出相应的信号给电控单元(3)；

牵引车蓄电池(7)，用于为牵引车制动强度测量设备(6)供电；

所述电控单元(3)的信号输入端与牵引车制动强度测量设备(6)和15芯电连接器(1)的信号输出端相连，电控单元(3)的信号输出端与液压系统(4)的信号输入端相连，所述15芯电连接器(1)的电源输出端分别与挂车蓄电池(5)和液压系统(4)的电源输入端相连，挂车蓄电池(5)的电源输出端分别与电控单元(3)和液压系统(4)的电源输入端相连，牵引车制动强度测量设备(6)的电源输入端与牵引车蓄电池(7)相连，信号输出端与电控单元(3)的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述联接构件(2)包括挂车牵引环(21)、连接块一(22)、连接块二(23)、限位弹簧(24)和紧急制动装置(25)；

所述连接块一(22)一端与挂车牵引环(21)固定连接，另一端可左右滑动地嵌套在连接块二(23)内；

所述限位弹簧(24)置于连接块一(22)嵌套于连接块二(23)内的端部与连接块二(23)内侧的限位块之间；

所述紧急制动装置(25)固定于连接块二(23)顶部，引出的钢丝拉线一端与牵引车相连，另一端与挂车驻车制动拉索相连；

所述牵引车制动强度测量设备(6)的信号输出端与与电控单元(3)的信号输入端相连。

3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述15芯电连接器(1)的信号输出端包括牵引车倒车信号输出端。

4.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述液压系统(4)包括储液罐(41)、电动液压泵(42)、单向阀(43)、高压蓄能器(44)、减压阀(45)、进液阀(46)、出液阀(47)、液压传感器(48)和轮缸(49)；

所述储液罐(41)、电动液压泵(42)、单向阀(43)、进液阀(46)、轮缸(49)用管路依次串联，轮缸(49)还与出液阀(47)、储液罐(41)用管路依次串联，高压蓄能器(44)的管路与单向阀(43)和进液阀(46)之间的管路相通，减压阀(45)一端接在电动液压泵(42)的进液口，另一端接在进液阀(46)的进液口，液压传感器(48)置于进液阀(46)与轮缸(49)相连的管路之中；

所述电动液压泵(42)、进液阀(46)和出液阀(47)的控制端分别与所述电控单元(3)的信号输出端相连；

所述电动液压泵(42)的电源输入端与所述15芯电连接器(1)和挂车蓄电池(5)的电源输出端相连。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的执行系统进行制动的方法，其特征在于，

牵引车制动时，电控单元(3)接收到牵引车制动强度测量设备(6)发出的牵引车制动信号，驱动电动液压泵(42)和进液阀(46)，高压蓄能器(44)中的高压制动液经进液阀(46)给轮缸(49)加压完成挂车制动；

牵引车解除制动时，电控单元(3)接收到牵引车制动强度测量设备(6)发出的解除制动信号，根据信号判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀(46)和出液阀(47)均关闭，此为保压过程；反之，电控单元(3)驱动出液阀(47)，轮缸(49)里的制动液经出液阀(47)流回储液罐(41)从而完成卸压，挂车解除制动；

牵引车倒车时，电控单元(3)接收到15芯电连接器(1)发出的牵引车倒车信号，不对挂车进行制动，直至完成倒车。