CN207523681U - 用于挂车的电控制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于挂车的电控制动系统，包括电控单元(1)、制动信号检测单元(2)、制动执行机构(3)和电源(4)，所述电控单元(1)的信号输入端与制动信号检测单元(2)的信号输出端相连，电控单元(1)的信号输出端与制动执行机构(3)的信号输入端相连，所述电源(4)分别与电控单元(1)和制动执行机构(3)的电源输入端相连。本实用新型的电控制动系统，制动灵敏、制动方向稳定、不易产生制动侧滑、倒车时无制动且制动特性可调。

Description

用于挂车的电控制动系统

技术领域

本实用新型属于汽车制动系统技术领域，特别是一种制动灵敏、制动方向稳定、不易产生制动侧滑、倒车时无制动且制动特性可调的用于挂车的电控制动系统。

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制动较灵敏、制动可靠而稳定，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“Surge brake actuator”(申请号：14/196304，公开日：2015.08.13)。两者均采用了一种液压式惯性制动系统，当牵引车刹车时，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。但是该两种液压式惯性制动系统在高速或雨雪天气制动时，容易侧滑；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。

且对于上述惯性制动系统，当牵引车倒车时，会对挂车造成惯性冲击，从而使挂车产生制动而无法倒车。为解决此问题，目前通用的做法是：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，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。

总之，现有技术存在的问题是：挂车制动不灵敏，有一定的滞后性；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；容易发生制动侧滑、制动冲击。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种用于挂车的电控制动系统，制动灵敏、制动方向稳定、不易产生制动侧滑、倒车时无制动且制动特性可调。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种用于挂车的电控制动系统，包括电控单元1、制动信号检测单元2、制动执行机构3和电源4，所述电控单元1的信号输入端与制动信号检测单元2的信号输出端相连，电控单元1的信号输出端与制动执行机构3的信号输入端相连，所述电源4分别与电控单元1和制动执行机构3的电源输入端相连。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：

1、制动灵敏：采用电控制动系统，当接收到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，提高了牵引车的乘坐舒适性。

2、防止制动侧滑：根据传感器采集的制动信号控制制动器的制动状态，保证挂车的制动方向稳定性，防止产生制动侧滑。

3、倒车时无制动：挂车在牵引车的制动时才会触发制动，倒车时挂车不会制动，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。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型用于挂车的电控制动系统的结构框图。

图2为图1中制动信号检测单元的工作原理图。

图3为图1中制动执行机构的工作原理图。

图4为图1中电源的工作原理图。

图中，电控单元1，制动信号检测单元2，制动执行机构3和电源4，

挂车牵引环21，牵引连接杆22，力传感器23，缓冲器24，制动信号检测线25，坡道角度检测芯片26；

制动泵31，电动机32，储液器33，电磁阀34，轮速传感器35，制动器36；

蓄电池41，汽车发电机42，传动带43，带轮44。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型用于挂车的电控制动系统，包括电控单元1、制动信号检测单元2、制动执行机构3和电源4，所述电控单元1的信号输入端与制动信号检测单元2的信号输出端相连，电控单元1的信号输出端与制动执行机构3的信号输入端相连，所述电源4分别与电控单元1和制动执行机构3的电源输入端相连。

如图2所示，所述制动信号检测单元2包括依次串连的挂车牵引环21、牵引连接杆22、力传感器23和缓冲器24，还包括制动信号检测线25、坡道角度检测芯片26；

所述力传感器23、制动信号检测线25和坡道角度检测芯片26均与电控单元1的信号输入端相连。

优选地，所述制动信号检测线25与挂车尾灯电缆线6中的制动信号线7相连，所述坡道角度检测芯片26置于电控单元1内。

所述坡道角度检测芯片26可以为加速度传感器。

通常情况下，牵引车拖挂挂车时，需要将挂车尾灯系统的电缆线6通过插头5与牵引车尾灯插座连接，为挂车尾灯系统提供信号源；当牵引车制动时，牵引车的制动灯亮，则对应的挂车尾灯系统电缆线6中的制动信号线7变为高电平，与之相连接的制动信号检测线25也变为高电平；同时，由于挂车的惯性作用，牵引车牵引钩产生对挂车牵引环21向后的推力，推力通过牵引连接杆22传递到力传感器23上，力传感器23能够检测制动推力的大小，缓冲器24用于阻尼制动推力，避免挂车制动信号检测机构出现结构上的损坏；电控单元1中的坡道角度检测芯片26能够检测坡道角度。电控单元1检测到制动信号检测线25的高电平，向制动执行机构发出制动命令，并根据力传感器23所检测的制动推力大小和坡道角度检测芯片26传回的坡道角度，根据内部算法确定相应的制动强度。

所述电磁阀34可以为三位三通电磁阀。

如图3所示，所述制动执行机构3包括制动泵31、电动机32、储液器33、电磁阀34、轮速传感器35和制动器36；

所述电动机32、电磁阀34和轮速传感器35分别与电控单元1的信号输出端相连；所述制动泵31的油路一端与储液器33相连，另一端通过电磁阀34与制动器36相连，制动泵31的控制端与电动机32相连。

电控单元1根据力传感器23、制动信号检测线25、坡道角度检测芯片26所测的制动信息和轮速传感器35所测的轮速信息，控制电动机32动作，带动制动泵31将储液器33内的制动液通过电磁阀34泵入制动器36的制动轮缸，推动制动轮缸的活塞，撑开制动蹄使之与制动鼓发生摩擦，产生制动力。其中，电磁阀34有三种工作状态：升压、保压和减压，分别对应图中电磁阀的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种工作状态。电控单元根据制动信息和轮速信息，通过控制电磁阀34的工作状态来获得不同的制动强度。

如图4所示，所述电源4包括蓄电池41、汽车发电机42、传动带43和固接在车轴上的带轮44，所述带轮44固接在车轴上，通过传动带43与汽车发电机42传动连接，所述蓄电池41、电动机32的输入端与汽车发电机42的输出端相连，蓄电池41的输出端分别与电控单元1和电动机32相连。

因为挂车无动力源，且根据G5053.1《GB/T 5053.1-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器7芯24V标准型(24N)》、G5053.2《GB/T 5053.2-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器7芯12V标准型12N》、G5053.3《GB/T 5053.3-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器定义、试验方法和要求》、G5054.1《GB/T 5054.1-2008道路车辆多芯连接电缆:普通护套电缆的性能要求和试验方法》等一系列相关国标规定：牵引车尾灯插座和挂车尾灯插头5为标准件，无法为挂车提供电源，故需加装电源为制动检测机构和制动执行机构供电。当车轴20转动时，带动车轴上的带轮44转动，带轮44通过传动带43带动汽车发电机42转动，使汽车发电机42发电，为蓄电池41和电动机32供电。若上述标准改变升级，插头5中增加电源接插端子，则本实用新型可通过插头5取电，向电控单元1、电动机32提供所需电能；若存在其他类似从牵引车向挂车引入供电源的情况，则本实用新型可通过牵引车向挂车提供电源。

本实用新型采用挂车尾灯制动信号线+力传感器的结构，在牵引车制动之时，就能立即检测到制动信号，并且能够确定牵引车制动强度的大小。相比惯性制动系统在牵引车制动，其牵引钩与挂车牵引环发生撞击之后，挂车才能触发制动，本实用新型制动灵敏，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。且挂车在牵引车制动时才会制动，这样就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。本实用新型利用轮速传感器+电磁阀的系统作为制动执行机构，相比惯性制动系统，能够根据传感器采集的制动信号控制制动器的制动强度，保证挂车的制动方向稳定性，防止产生制动侧滑。本实用新型采用电子控制，相比惯性制动系统全机械的结构，制动可靠，制动特性可调。

Claims (5)

1.一种用于挂车的电控制动系统，其特征在于：

包括电控单元(1)、制动信号检测单元(2)、制动执行机构(3)和电源(4)，

所述电控单元(1)的信号输入端与制动信号检测单元(2)的信号输出端相连，电控单元(1)的信号输出端与制动执行机构(3)的信号输入端相连，所述电源(4)分别与电控单元(1)和制动执行机构(3)的电源输入端相连。

2.根据权利要求1所述的电控制动系统，其特征在于：

所述制动信号检测单元(2)包括依次串连的挂车牵引环(21)、牵引连接杆(22)、力传感器(23)和缓冲器(24)，还包括制动信号检测线(25)、坡道角度检测芯片(26)；

所述力传感器(23)、制动信号检测线(25)和坡道角度检测芯片(26)均与电控单元(1)的信号输入端相连。

3.根据权利要求2所述的电控制动系统，其特征在于：

所述制动信号检测线(25)与挂车尾灯电缆线6中的制动信号线7相连，所述坡道角度检测芯片(26)置于电控单元(1)内。

4.根据权利要求1所述的电控制动系统，其特征在于：

所述制动执行机构(3)包括制动泵(31)、电动机(32)、储液器(33)、电磁阀(34)、轮速传感器(35)和制动器(36)；

所述电动机(32)、电磁阀(34)和轮速传感器(35)分别与电控单元(1)的信号输出端相连；所述制动泵(31)的油路一端与储液器(33)相连，另一端通过电磁阀(34)与制动器(36)相连，制动泵(31)的控制端与电动机(32)相连。

5.根据权利要求1所述的电控制动系统，其特征在于：

所述电源(4)包括蓄电池(41)、汽车发电机(42)、传动带(43)和固接在车轴上的带轮(44)，所述带轮(44)固接在车轴上，通过传动带(43)与汽车发电机(42)传动连接，所述蓄电池(41)、电动机(32)的输入端与汽车发电机(42)的输出端相连，蓄电池(41)的输出端分别与电控单元(1)和电动机(32)相连。