CN112428946A - 一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，属于汽车辅助制动技术领域。包括牵引车驾驶室电子控制系统、挂车液力缓速桥电子控制系统、水路气路系统和控制方法，牵引车驾驶室电子控制系统与挂车液力缓速桥电子控制系统通信采用无线通信技术，实现驾驶室远距离控制挂车液力缓速桥的目标，避免传统信号线在铰接位置断裂而产生控制失效的风险。本发明控制系统结构简单且可靠性高，能实现远程控制通讯，减少传统的远距离线路布置。控制方法上能避免在制动过程中产生折叠、甩尾等危险工况，增加铰接车辆制动稳定性，智能化程度高，具备实时速度保护和温度保护的功能。

Description

一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，属于汽车辅助制动技术领域。
背景技术
在我国，铰接车辆作为主要的公路运输工具之一，常常承担中长途货物运输，车辆整备质量大，运输距离长，是其重要的工作特点。为了保证铰接车辆能够长时间、长距离地工作，铰接车辆必须装备可靠的制动装置，液力缓速器作为一种辅助制动装置能够有效提高铰接车辆的制动安全性，因此在铰接车辆上得到了广泛地使用。
传统的液力缓速器安装在牵引车的变速箱后面，液力缓速器的制动力矩只作用于牵引车上，后面载重量大的挂车没有直接受到液力缓速器的制动力矩，因此在制动的过程中，牵引车和挂车之间产生强大的作用力，容易产生甩尾、侧翻等危险工况，为解决以上问题，中国发明专利“一种内置水泵的液力缓速桥”(专利号：ZL 2018 1 0138001.0，公开日：2019-08-09)提出了一种内置水泵的液力缓速桥方案，将液力缓速器与挂车车桥进行联合设计，使得液力缓速器集成在车桥内，解决了液力缓速器制动过程中产生甩尾、侧翻等危险工况的问题，增加了制动稳定性。但由于液力缓速桥结构及安装位置的特殊性，传统的液力缓速器控制系统及控制方法无法应用到液力缓速桥上，液力缓速桥远离驾驶室，传统控制系统只能增加ECU到液力缓速桥之间信号线的长度来实现控制液力缓速桥的目标，这势必增加控制系统的成本及安装难度，另外，传统的液力缓器控制系统结构复杂，需要复杂的油路和控制阀，制造及维修成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，采用无线通信技术实现驾驶室远距离控制挂车液力缓速桥的目标，结构简单，安装方便，制造成本低，可靠性好。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，主要包括：驾驶室电子控制系统、液力缓速桥电子控制系统、水路气路系统和控制方法。
所述驾驶室电子控制系统由驾驶室ECU、控制手柄、LED数码管、蜂鸣器，无线通信模块构成，驾驶室ECU采集输入信号并进行处理，输出相应的控制信号；控制手柄与驾驶室ECU相连，用于采集挡位信号并将挡位信号传递给驾驶室ECU；LED数码管与驾驶室 ECU相连，用于显示制动的挡位及状态；蜂鸣器与驾驶室ECU相连，用于控制系统异常报警；无线通信模块与驾驶室ECU相连，用于向液力缓速桥ECU发送消息包，同时接收由液力缓速桥ECU发送的数据包。
所述液力缓速桥电子控制系统由液力缓速桥ECU、刹车灯、风扇、微泵、速度传感器、温度传感器、电气比例阀、排气电磁阀、进水电磁阀构成。液力缓速桥ECU根据驾驶室ECU发送的挡位信号，控制各个电磁阀和电气比例阀的工作状态；刹车灯与液力缓速桥ECU 相连，用于显示车辆是否处于制动状态，当液力缓速桥产生制动效果时，刹车灯亮起；风扇与液力缓速桥ECU相连，用于加速冷却液与空气之间的热交换，降低冷却液温度；速度传感器与液力缓速桥ECU 相连，用于采集车辆的行驶速度，温度传感器与液力缓速桥ECU相连，用于采集冷却液的温度；电气比例阀、排气电磁阀、进水电磁阀与液力缓速桥ECU相连，用于控制液力缓速桥的进口压力，实现液力缓速桥不同的制动挡位。无线通信模块与液力缓速桥ECU相连，用于与驾驶室ECU通信，完成信息包的接收与发送。
所述水路气路系统由储气筒、电气比例阀、安全阀、排气电磁阀、水罐、温度传感器、进水电磁阀、单向阀、散热水箱、微泵、进气电磁阀构成。电气比例阀的一端与储气筒相连，另一端与空气和水罐相连，用于调节水罐内的压力，其压力阈值由输入的电信号控制，水罐与安全阀和排气电磁阀依次串连，用于过压保护和快速地排掉水罐里的空气，降低水罐的压力。水罐还与进水电磁阀、液力缓速桥、单向阀依次相连，构成液力缓速桥循环水路，通过控制进水电磁阀的工作状态来控制液力缓速桥是否工作。同时，液力缓速桥的入口还并联了一路由进气单向阀控制的气路，用于防止液力缓速桥在排水过程中内部形成低压，加快液力缓速桥排水速度。水罐与温度传感器、微泵、散热水箱依次相连，构成散热循环水路，散热水箱的箱体表面安装有风扇，散热循环水路用于将冷却液的热量散失到空气中，快速降低冷却液的温度。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到：
一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制方法，该方法包括下列步骤：
(1)ECU按照一定的频率读取控制手柄的挡位信号；
(2)如果读取的挡位信号为空挡，比例阀调至0MPa状态，排气电磁阀打开，进水电磁阀关闭。
(3)如果读取的挡位信号为1挡，比例阀调至一个小的压力值，排气电磁阀关闭，进水电磁阀打开。
(4)如果读取的挡位信号为2挡，比例阀调至一个中等的压力值，排气电磁阀关闭，进水电磁阀打开。
(5)如果读取的挡位信号为3挡，比例阀调至一个大的压力值，排气电磁阀关闭，进水电磁阀打开。
(6)当液力缓速桥关闭时，进水电磁阀和排气电磁阀断电，比例阀调至0MPa后断电。
(7)当散热水箱的压力超过压力设定值时，泄压阀打开，使散热水箱的压力保持在合理范围。
(8)当温度传感器采集到的温度大于设定值时，微泵和散热风扇开始工作，增加散热功率，降低冷却液的温度。
(9)当速度传感器采集到的车速小于5km/h或者大于80km/h 时，液力缓速桥自动降为0挡，不参与制动。
本发明一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法的工作原理如下：
驾驶室ECU按照一定频率采集控制手柄的挡位信号，通过无线通信模块将挡位信号打包发送给液力缓速桥ECU，液力缓速桥ECU 通过无线通信模块接收到数据包后，进行解包，判断挡位，控制电气比例阀的压力值，从而控制进入水罐的压缩空气的压力，调整水罐内的压力，进而控制液力缓速桥进口的压力，从而实现液力缓速桥挡位切换的目标。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.液力缓速桥控制系统与液力缓速桥构成半挂车辆辅助制动系统，能有效避免液力缓速器在制动过程中产生折叠、甩尾等危险工况，增加半挂车辆制动稳定性。
2.采用无线通信技术，实现驾驶室远距离控制挂车液力缓速桥的目标，不需要布置长距离的信号线，减少了成本，避免传统信号线在铰接位置断裂而产生控制失效的风险，增加了控制系统可靠性。
3.控制系统结构简单，性能可靠，不需要复杂的水路和气路，只需控制3个阀即可实现液力缓速桥挡位的切换。
4.智能化程度高，具备实时速度保护和温度保护的功能，只有在车速处于合理范围内时，液力缓速桥才能开始工作，温度超过设定值时，散热系统自动工作以增加散热功率。
附图说明
图1为本发明的驾驶室电子控制系统结构原理示意图，箭头所指为信号传递方向；
图2为本发明的液力缓速桥电子控制系统结构原理示意图，箭头所指为信号传递方向；
图3为本发明的水路气路系统结构原理示意图，箭头所指为液路、气路运行方向，虚线表示气路，实现表示水路；
图中：1控制手柄，2CAN总线，3LED数码管，4蜂鸣器， 5驾驶室ECU，6无线通信模块，7中间连接件，8左侧定子，9工作液进口，10工作液出口，11温度传感器，12速度传感器，13电气比例阀，14排气电磁阀，15进水电磁阀，16储气筒，17安全阀， 18水罐，19单向阀，20散热水箱，21进气单向阀，22液力缓速桥。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进一步描述。
一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，主要包括：驾驶室电子控制系统、液力缓速桥电子控制系统、水路气路系统和控制方法。
如图1所示，为本发明的驾驶室电子控制系统结构原理示意图，所述驾驶室电子控制系统由控制手柄1、CAN总线2、LED数码管3、蜂鸣器4，驾驶室ECU5、无线通信模块6构成，驶室ECU5采集输入信号并进行处理，输出相应的控制信号；控制手柄1与驾驶室ECU5 相连，用于采集挡位信号并将挡位信号传递给驾驶室ECU5；LED数码管3与驾驶室ECU5相连，用于显示制动的挡位及状态；蜂鸣器4 与驾驶室ECU5相连，用于控制系统异常报警；无线通信模块6与驾驶室ECU5相连，用于向液力缓速桥ECU10发送消息包，同时接收由液力缓速桥ECU10发送的数据包。
如图2所示，为本发明的液力缓速桥电子控制系统结构原理示意图，所述液力缓速桥电子控制系统由无线通信模块6、刹车灯7、风扇8、微泵9、液力缓速桥ECU10、温度传感器11、速度传感器12、电气比例阀13、排气电磁阀14、进水电磁阀15构成。液力缓速桥 ECU10根据驾驶室ECU5发送的挡位信号，控制各个电磁阀和电气比例阀13的工作状态；刹车灯7与液力缓速桥ECU10相连，用于显示车辆是否处于制动状态，当液力缓速桥22产生制动效果时，刹车灯7亮起；风扇8与液力缓速桥ECU10相连，用于加速冷却液与空气之间的热交换，降低冷却液温度；速度传感器11与液力缓速桥 ECU10相连，用于采集车辆的行驶速度，温度传感器12与液力缓速桥ECU10相连，用于采集冷却液的温度；电气比例阀13、排气电磁阀14、进水电磁阀15与液力缓速桥ECU10相连，用于控制液力缓速桥22的进口压力，实现液力缓速桥22不同的制动挡位。无线通信模块6与液力缓速桥ECU10相连，用于与驾驶室ECU5通信，完成信息包的接收与发送。
如图3所示，为本发明的水路气路系统结构原理示意图，所述水路气路系统由储气筒16、电气比例阀13、安全阀17、排气电磁阀14、水罐18、温度传感器11、进水电磁阀15、单向阀19、散热水箱20、微泵9、进气单向阀21构成。储气筒16用于储存高压空气，电气比例阀13的一端与储气筒16相连，另一端与空气和水罐18相连，用于调节水罐18内的压力，其压力阈值由输入的电信号控制，水罐18 与安全阀17和排气电磁阀14依次串连，用于过压保护和快速地排掉水罐18里的空气，降低水罐18内部的压力。水罐18还与进水电磁阀15、液力缓速桥22、单向阀19依次相连，构成液力缓速桥循环水路，通过控制进水电磁阀15的工作状态来控制液力缓速桥22是否工作。同时，液力缓速桥22的入口还并联了一路由进气单向阀21控制的气路，用于防止液力缓速桥22在排水过程中内部形成低压，加快液力缓速桥22排水速度。水罐18与温度传感器14、微泵9、散热水箱20依次相连，构成散热循环水路，散热水箱20的箱体表面安装有风扇8，散热循环水路用于将冷却液的热量散失到空气中，快速降低冷却液的温度。
以上所述仅为解释本发明，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：由牵引车驾驶室电子控制系统、挂车液力缓速桥电子控制系统和水路气路系统构成；
所述牵引车驾驶室电子控制系统由驾驶室ECU、控制手柄、LED数码管、蜂鸣器，无线通信模块构成，驾驶室ECU采集输入信号并进行处理，输出相应的控制信号；控制手柄与驾驶室ECU相连，用于采集挡位信号并将挡位信号传递给ECU；LED数码管与驾驶室ECU相连，用于显示制动的挡位及状态；蜂鸣器与驾驶室ECU相连，用于控制系统异常报警；无线通信模块与驾驶室ECU相连，用于向液力缓速桥ECU发送消息包，同时接收由液力缓速桥ECU发送的数据包；
所述挂车液力缓速桥电子控制系统由液力缓速桥ECU、刹车灯、风扇、微泵、速度传感器、温度传感器、电气比例阀、排气电磁阀、进水电磁阀构成；液力缓速桥ECU根据驾驶室ECU发送的挡位信号，控制各个电磁阀和电气比例阀的工作状态；刹车灯与液力缓速桥ECU相连，用于显示车辆是否处于制动状态，当液力缓速桥产生制动效果时，刹车灯亮起；风扇与液力缓速桥ECU相连，用于加速冷却液与空气之间的热交换，降低冷却液温度；速度传感器与液力缓速桥ECU相连，用于采集车辆的行驶速度，温度传感器与液力缓速桥ECU相连，用于采集冷却液的温度；电气比例阀、排气电磁阀、进水电磁阀与液力缓速桥ECU相连，用于控制液力缓速桥的制动力矩，实现液力缓速桥不同的制动挡位；无线通信模块与液力缓速桥ECU相连用于与驾驶室ECU通信，完成信息包的接收与发送；
所述水路气路系统由储气筒、电气比例阀、安全阀、排气电磁阀、水罐、温度传感器、进水电磁阀、单向阀、散热水箱、微泵、进气电磁阀构成；电气比例阀的一端与储气筒相连，另一端与空气和水罐相连，用于调节水罐内的压力，其压力阈值由输入的电信号控制，水罐与安全阀和排气电磁阀依次串连，用于过压保护和快速地排掉水罐里的空气，降低水罐的压力；水罐与进水电磁阀、液力缓速桥、单向阀依次相连，构成液力缓速桥循环水路，通过控制进水电磁阀的工作状态来控制液力缓速桥是否工作；同时，液力缓速桥的入口还并联了一路由进气单向阀控制的气路，用于防止液力缓速桥在排水过程中内部形成低压，加快液力缓速桥排水速度；水罐与温度传感器、微泵、散热水箱依次相连，构成散热循环水路，散热水箱的箱体表面安装有风扇，散热循环水路用于将冷却液的热量散失到空气中，快速降低冷却液的温度。
2.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：牵引车驾驶室与液力缓速桥之间采用无线通信。
3.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：ECU按照频率读取控制手柄的挡位信号。
4.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统及方法，其特征在于：当液力缓速桥关闭时，进水电磁阀和排气电磁阀断电，比例阀调至0MPa后断电。
5.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：当散热水箱的压力超过压力设定值时，泄压阀打开。
6.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：当温度传感器采集到的温度大于设定值时，微泵和散热风扇开始工作，增加散热功率，降低冷却液的温度。
7.根据权利要求1所述的一种面向铰接车辆的液力缓速桥无线通信控制系统，其特征在于：当速度传感器采集到的车速大于80km/h时，液力缓速桥降为0挡，不参与制动。
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