用於使車輛制動的方法和系統的製作方法

2023-05-31 16:43:01 1

專利名稱：用於使車輛制動的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使車輛制動的方法，其中該車輛包括迴路，該迴路適於將來 自操作者控制的制動元件的制動信號經由制動流體傳送到布置在車輛的多個地面接合元 件處的制動裝置。本發明也涉及一種對應的系統。
背景技術：
本發明特別地涉及一種系統，其中操作者控制的制動元件(例如，腳踏板)當壓下 時作用在閥上且因此經由流體直接控制制動裝置。例如自卸卡車和典型為鉸接式運輸車 (articulated hauler)的工程機械具有這樣的系統，其中制動裝置(車輪制動器)通過液 壓迴路操作。本發明將在下文中針對鉸接式運輸車描述。然而，這應視作非限制性示例，其中本 發明可實施為其他類型的工程機械，例如輪式裝載機，或其他類型的車輛，例如卡車。鉸接式運輸車通過樞轉接頭限定，所述樞轉接頭布置為允許前車架和後車架相互 圍繞假想的縱向軸線樞轉，所述假想的縱向軸線是在車輛的縱向方向上走向的軸線。在不 平地面上的行駛大體上通過這樣的接頭得以改進。此外，鉸接式運輸車通常具有六個車輪。 前輪軸布置在前車架處，且一對轉向架軸布置在後車架處。與例如在包工中的重載荷的運輸相關，鉸接式運輸車類型的工程機械被頻繁地使 用。這樣的車輛可以在無道路的地區以大且重的載荷運行，例如與道路或隧道的修築、沙 坑、礦山和類似環境相關的運輸。鉸接式運輸車具有數個制動功能。主制動功能通過車輪制動器實現。一個制動裝 置布置為用於制動單獨的車輪。車輪制動器優選通過盤式制動器形成。次制動功能通過一 個或多個輔助制動器實現，以輔助車輪制動器而控制車輛或將車輛減速。更特定地，輔助制 動器適於制動車輛的動力傳動系內的元件的旋轉速度。輔助制動器可包括發動機制動器和/或傳動制動器(在自動變速箱中稱為減速 器)。發動機制動器可通過整合在發動機內的壓縮和/或排氣制動器形成。變速器減速器 可通過液壓減速器形成，所述液壓減速器作用在變速器內側。減速器可通過液壓或流體制 動器形成，以用於在相對固定或靜止的部分上制動變速器輸出。減速器的接合和分離可通 過液壓制動器的填充和排空進行。在鉸接式運輸車內也存在駐車制動功能，所述駐車制動 功能適於防止運輸車從靜止狀態移開。在已知的鉸接式運輸車中，制動踏板不僅布置為用於控制車輪制動器，而且也用 於控制減速器功能。更特定地，當制動踏板的移動從零增加時或將踏板位置置於其移動範 圍的特定的中間點時，僅激活減速器功能。更特定地，電傳感器適於感測何時制動踏板移位 且施加減速器功能，以相應地實施完全制動。當踏板進一步移位經過特定的中間點時，車輪 制動器被激活且與減速器功能一起在此隨後的踏板位移範圍內起作用。更特定地，腳踏板 直接作用在液壓迴路內的閥上，所述液壓迴路適於在隨後的踏板位移範圍內控制車輪制動
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發明內容
本發明的第一目的是實現一種方法，該方法以成本有效的方式創造可變和安全制 動的條件。該目的通過根據權利要求1的方法實現。因此，所述目的通過如下步驟實現檢測 迴路內的流體壓力，將檢測到的流體壓力水平用作輸入，該輸入用於確定車輛內的至少一 個輔助制動器的制動動力，且響應地控制輔助制動器。因此，當制動踏板移位時，制動動力直接通過車輪制動器實現。除車輪制動器動力 外，能夠相對於輔助制動器(多個輔助制動器)可變地分配製動動力。本發明還創造了根 據檢測到的流體壓力水平對每個單獨的輔助制動器調整制動動力的量的條件。另外，檢測車輪制動迴路內的流體壓力水平是實現用於確定輔助制動器的制動動 力的可靠輸入信號的成本有效的方式。根據優選實施例，該方法包括確定地面接合元件處的制動裝置的制動動力和輔助 制動器的制動動力之間的關係的步驟。換言之，制動動力以作為車輪制動器迴路內檢測到 的壓力的函數的特定方式被分配。特別地，輔助制動器的制動動力基於車輪制動器迴路內 檢測到的壓力計算。特別地，該方法包括確定輔助制動器在較高的迴路壓力下的較高的制 動動力部分的步驟。根據優選實施例，該方法包括響應於制動裝置的可利用的冷卻動力確定輔助制動 器動力的步驟。此步驟創造了在一定的運行條件下通過輔助制動器施加相對高的制動動力 且因此降低車輪制動器上的磨損的條件。根據另一優選實施例，方法包括檢測至少一個車輛運行參數且將運行參數信號用 作另一的輸入的步驟，該另一輸入用於確定所述至少一個輔助制動器的制動動力。換言之， 車輪制動器和輔助制動器的制動動力的相對比例對於不同的條件改變。當然，車輪制動器 對於輔助制動器的每個的制動動力的相對比例也可以對於不同的條件變化。運行參數例如可指示車輛速度、當前檔位或地面接合元件中的一個接合元件的滑 動。因此，對於較高的速度和/或較高的檔位確定輔助制動器的較高的制動動力部分，且在 較快的滑動時確定輔助制動器的較小的制動動力。根據特定的示例，輔助制動器被控制，以已在如果車輛以高速度行駛而檢測到的 車輪制動器壓力水平低時施加完全動力。另一方面，在低車輛速度時，車輪制動器壓力水平 必須非常高，以相對於輔助制動器施加完全動力。本發明的第二目的是實現一種系統，該系統以成本有效的方式創造可變和安全制 動的條件。該目的通過根據權利要求20所述的裝置實現。因此，這通過用於制動車輛的系統 實現，其中系統包括迴路和用於檢測迴路內的流體壓力的裝置，該迴路適於將來自操作者 控制的制動元件的制動信號經由制動流體傳送到布置在車輛的多個地面接合元件處的制 動裝置，其特徵在於，該系統包括用於基於所檢測到的流體壓力水平來確定車輛內的至少 一個輔助制動器的制動動力的裝置和用於響應地控制輔助制動器的裝置。在如下的描述中且在所附權利要求中闡述本發明的多種實施例的其他有利的特 徵和功能。


下面參考附圖中示出的實施例來解釋本發明，其中圖1以側視圖示出了鉸接式運輸車，圖2示意性地示出了運輸車的動力傳動系，和圖3示出了用於制動運輸車的系統。
具體實施例方式圖1在側視圖中示出了鉸接式運輸車1。鉸接式運輸車1包括前車輛部分2，所述 前車輛部分2包括前車架3、前軸4和用於駕駛員的駕駛艙6。鉸接式運輸車1也包括後車 輛部分7，所述後車輛部分7包括後車架8、前軸9、後軸10和翻傾裝載物容器或平臺11。後車輛部分7內的前軸9和後軸10通過轉向架設備連接到後車架8，且將在下文 中分別稱為前轉向架軸9和後轉向架軸10。前軸4、前轉向架軸9和後轉向架軸10中的每個包括車輪形式的左地面接合元件 104、109、110和右地面接合元件(未示出)。前車架3通過第一樞轉接頭21連接到後車架8，所述第一樞轉接頭21允許前軸3 和後軸8相互圍繞垂直的銷34樞轉，以用於使車輛轉向(轉彎)。一對液壓缸24布置在樞 轉接頭21的每側上，用於使車輛轉向。液壓缸通過車輛的駕駛員經由轉向盤和/或操縱杆 (未示出)控制。第二樞轉接頭25布置為允許前車架3和後車架8相互圍繞假想的縱向軸線樞轉， 所述軸線在車輛1的縱向方向上延伸。裝載物容器11通過在後車架8的後部分處的樞轉點33連接到後車架8，見圖2。 一對翻傾缸32在第一端處連接到後車架8且在第二端處連接到裝載物容器11。翻傾缸32 在車輛的縱向方向上定位在車輛的中心軸線的每側上。裝載物容器11因此在翻傾缸32激 活時相對於後車架8向上翻傾。圖2示意性地示出了車輛1的動力傳動系。動力傳動系包括具有內燃機形式的動 力源(原動機)，在此情況中所述內燃機為柴油發動機5，以用於驅動車輛1。動力傳動系還 包括自動變速箱形式的主變速箱，所述主變速箱選擇地連接到來自發動機5的輸出軸。主 變速箱13例如具有六個前進檔和兩個倒檔。動力傳動系另外包括分配變速箱，用於將驅動 力在前軸4和兩個轉向架軸9、10之間分配。第一、第二和第三驅動軸15、16、17(萬向驅動軸)在車輛的縱向方向上走向，且每 個選擇地連接到分配變速箱14和處於輪軸4、9、10的每個內的差速器18、19、20。一對橫向 驅動軸(花鍵軸)在與各差速器相反的方向上走向。每個橫向驅動軸驅動所述車輪中的一 個車輪。圖3示出了運輸車1的制動系統35。系統35包括迴路37，該迴路適於將來自操作 者控制的制動元件(制動踏板)42的制動信號經由液壓制動流體傳送到布置在六個車輪的 每個處的制動裝置39、41、43、45、47、49。迴路37包括構造為控制前軸車輪的制動裝置39、 45的第一迴路部分38和構造為控制轉向架軸車輪的制動裝置41、43、47、49的第二迴路部 分40。通過兩個制動迴路部分，即使在制動迴路部分的一個失效的情況下也可獲得車輪制
6動動力。車輪制動裝置通過流體壓力操作的制動器形成，且特別是通過溼式盤式制動器形 成。系統35還包括適於提供處於加壓狀態的液壓流體的泵51。制動踏板42適於直接 作用在布置在流體管路上的閥單元53上，以控制泵51和車輪制動器之間的流體連通。制 動踏板42適於直接作用在布置在第一流體管路55上的第一閥單元部分253上，以控制泵 55和前軸車輪制動器39、45之間的流體連通。第二閥單元部分153布置在第二流體管線 56上，以控制泵51和轉向架軸車輪制動器41、43、47、49之間的流體連通。第一閥單元部 分153和第二閥單元部分253相互機械連接，使得它們聯合移動。因此，閥53適於分別可 變地打開和關閉泵和車輪制動器之間的流體流動連接。換言之，操作者控制的制動元件適 於通過迴路直接制動車輪。至少一個裝置57、58適於檢測迴路37內的流體壓力。第一檢測裝置57定位在第 一迴路部分內，且第二檢測裝置58定位在第二迴路部分內。檢測裝置57、58包括適於感測 分別處於閥53和車輪制動器之間的管路55、56內的壓力的壓力傳感器。壓力傳感器適於 生成指示檢測到的壓力的流體壓力電信號。系統還包括基於檢測到的流體壓力用於確定車輛內的至少一個輔助制動器的制 動動力的裝置59。所述輔助制動動力確定裝置59由控制器(或ECU，電子控制單元)59形 成，且適於接收指示檢測到的壓力的流體壓力電子信號。在優選的實施例中，控制器59包括微處理器。控制器包括存儲器，所述存儲器又 包括電腦程式，所述電腦程式帶有電腦程式代碼或在程序運行時用於實施控制方法 的程序代碼。此電腦程式可通過多種方式通過傳輸信號傳輸到控制器，例如從另一個計 算機通過有線和/或無線方式下載，或安裝在存儲電路內。特別地，傳輸信號可通過網際網路 傳輸。另外，控制器59適於基於指示檢測到的液壓流體壓力的接收到的信號計算希望 的輔助制動動力。控制器59還適於生成指示希望的輔助制動動力的電信號。換言之，輔助 制動動力信號根據由車輛操作者要求的制動水平間接地生成。換言之，單獨的制動踏板被 用於控制車輪制動器和輔助制動器。系統包括多個輔助制動功能。輔助制動功能包括發動機制動器61和傳動制動器 63(或減速器)。發動機制動器和傳動制動器都在本質上已知且將不在此文獻中進一步描 述。車輪制動動力和輔助制動動力的分配以及致動和取消的正時在控制器內計算。另 外，在存在多個輔助制動器的情況中，單獨的輔助制動器的分配和正時也通過控制器計算。 總之，輔助制動器作為車輪制動迴路內的所檢測到的液壓流體壓力水平的函數被控制。根據一個示例，輔助制動器動力響應於車輪制動裝置的可利用的冷卻能力來確 定。傳動制動器部分可被控制為使得車輪制動器不在高於其能夠有效地被冷卻的程度上被 使用。系統還包括用於檢測至少一個車輛運行參數且使用運行參數信號作為另外的輸 入的裝置73、75、77，該另外的輸入用於確定所述至少一個輔助制動器的制動動力。這樣的 車輛運行參數可以是速度、當前檔位、牽引力和滑動。系統35包括布置在另外的流體管路67上的另外的閥65，以控制泵51和車輪制動器之間的流體連通。流體管路67連接到第一壓力傳感器57的位置下遊的第一流體管路 55。換言之，閥65適於分別可變地打開和關閉泵和車輪制動器之間的另外的流體流動連 接。以此方式，輸送到前軸車輪制動器的流體壓力P4將成為第一流體管路55和另外的流 體管路67內的流體壓力Pl和P3的加和。以類似的方式，流體管路67連接到第二壓力傳感器58的位置下遊的第二流體管 路56。以此方式，輸送到轉向架軸車輪制動器的流體壓力將成為第二流體管路56和另外的 流體管路67內的流體壓力P2和P3的加和。控制器59適於通過電信號控制另外的閥65的位置。因此，除控制輔助制動器外， 控制器可基於通向控制器的輸入信號(多個輸入信號)影響車輪制動器的制動動力。以此方式，車輪制動器可被控制為在其中輔助制動器的制動動力小於所希望的制 動動力的情況中施加較大的制動動力，例如當制動動力尚未達到希望的水平(發動機制動 器和/或傳動制動器可能具有數秒的延遲)時，和在換檔期間當傳動制動器中的制動動力 降低時以便於換檔過程。系統還包括用於液壓流體的箱69和適於實現迴路內的壓力均衡的蓄能器71。在以上的說明中使用的術語「動力傳動系」包括發動機和從發動機到地面接合元 件(車輪)的整個動力傳遞系統。因此，動力傳動系包括離合器、變速箱(和任何分配變速 箱)、萬向驅動軸(或多個萬向驅動軸)、橫向驅動軸等。液壓驅動、電驅動和其他驅動系統 也包括在術語「動力傳動系」內。另外，術語「地面接合元件」包括車輪、履帶等。本發明不以任何方式限制於以上所述的實施例，而在不偏離所附權利要求的範圍 的情況下，能夠實現多個替代和修改。替代液壓流體，系統內的工作流體可以是空氣。本發明當然不限於使用車輛內地面接合元件(車輪)的每個上的制動器。在單對 車輪上或在兩對車輪上應用車輪制動器可能是足夠的。
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權利要求
一種用於使車輛(1)制動的方法，其中，所述車輛包括迴路(37)，所述迴路(37)適於將來自操作者控制的制動元件(42)的制動信號經由制動流體傳送給布置在所述車輛的多個地面接合元件處的制動裝置(39、41、43、45、47、49)，所述方法包括如下步驟檢測所述迴路(37)內的流體壓力，將所檢測到的流體壓力水平用作輸入，用於確定所述車輛內的至少一個輔助制動器(61、63)的制動動力，且以響應方式來控制所述輔助制動器。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括如下步驟確定所述地面接合元件處的所述制 動裝置的制動動力與所述至少一個輔助制動器的制動動力之間的關係。
3.根據權利要求1或2所述的方法，包括如下步驟確定較高迴路壓力下的所述輔助 制動器的較高制動動力部分。
4.根據任意前述權利要求所述的方法，包括如下步驟響應於所述制動裝置的可用的 冷卻能力來確定所述輔助制動動力。
5.根據任意前述權利要求所述的方法，包括如下步驟檢測至少一個車輛運行參數， 並且將所述運行參數信號用作另外的輸入，用於確定所述至少一個輔助制動器的制動動 力。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述檢測到的運行參數指示所述車輛的速度。
7.根據權利要求6所述的方法，包括如下步驟確定較高速度時的所述輔助制動器的 較高制動動力部分。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其中，所述檢測到的運行參數指示當前檔位。
9.根據權利要求8所述的方法，包括如下步驟確定較高檔位時的所述輔助制動器的 較高制動動力部分。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的方法，其中，所述檢測到的運行參數指示所述 地面接合元件中的一個地面接合元件的滑動。
11.根據權利要求10所述的方法，包括如下步驟確定較快滑動時的所述輔助制動器 的較小制動動力部分。
12.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，所述輔助制動器包括發動機制動器 (61)。
13.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，所述輔助制動器包括傳動制動器(63)。
14.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，所述操作者控制的制動元件(42)適於 直接作用在閥(53)上，所述閥(53)適於控制通向所述制動裝置的流體流動。
15.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，所述制動裝置包括布置位於所述多個地 面接合元件中的每個地面接合元件處的溼式盤式制動器。
16.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，用於對所述車輛的地面接合元件進行制 動的所述迴路(37)適於經由液壓流體來傳送所述制動信號。
17.根據任意前述權利要求所述的方法，其中，所述操作者控制的制動元件(42)由腳 操作的踏板來形成。
18.一種電腦程式，包括電腦程式段，所述電腦程式段用於在計算機上運行所述 程序時實施權利要求1至17中任一項所述的方法。
19.一種電腦程式產品，包括存儲在計算機可讀取裝置上的電腦程式段，所述電腦程式段用於在計算機上運行所述程序時實施權利要求1至17中任一項所述的方法。
20.一種用於對車輛(1)進行制動的系統(35)，其中，所述系統(35)包括迴路(37)和 用於檢測所述迴路內的流體壓力的裝置(57)，所述迴路(37)適於將來自操作者控制的制 動元件(42)的制動信號經由制動流體傳送給布置在所述車輛的多個地面接合元件處的制 動裝置(39、41、43、45、47、49)，其特徵在於，所述系統(35)包括裝置(59)和用於響應地控 制所述輔助制動器的裝置，所述裝置(59)用於基於所檢測到的流體壓力水平來確定所述 車輛內的至少一個輔助制動器(61、63)的制動動力。
21.根據權利要求20所述的系統，其特徵在於，所述系統包括裝置(73、75、77)，用於檢 測至少一個車輛運行參數，且將所述運行參數信號用作另外的輸入，以確定所述至少一個 輔助制動器的制動動力。
22.根據權利要求20至21中任一項所述的系統，其特徵在於，所述輔助制動器包括發 動機制動器(61)。
23.根據權利要求20至22中任一項所述的系統，其特徵在於，所述輔助制動器包括傳 動制動器(63)。
24.根據權利要求20至23中任一項所述的系統，其特徵在於，所述操作者控制的制動 元件適於直接作用在閥(53)上，所述閥(53)適於控制通向所述制動裝置的流體流動。
25.根據權利要求20至25中任一項所述的系統，其特徵在於，所述制動裝置包括布置 在所述多個地面接合元件中的每個地面接合元件處的溼式盤式制動器。
26.根據權利要求20至25中任一項所述的系統，其特徵在於，用於對所述車輛的地面 接合元件進行制動的所述迴路(37)適於經由液壓流體來傳送所述制動信號。
27.根據權利要求20至26中任一項所述的系統，其特徵在於，所述操作者控制的制動 元件(42)由腳操作的踏板形成。
28.—種車輛(1)，其特徵在於，所述車輛(1)包括根據權利要求20至27中任一項所 述的系統(35)。
29.—種工程機械(1)，其特徵在於，所述工程機械(1)包括根據權利要求20至27中 任一項所述的系統(35)。
30.一種鉸接式運輸車(1)，其特徵在於，所述鉸接式運輸車(1)包括根據權利要求20 至27中任一項所述的系統(35)。
全文摘要
本發明涉及一種用於制動車輛(1)的方法，其中該車輛包括迴路，該迴路適於將來自操作者控制的制動元件的制動信號經由制動流體傳送到布置在車輛的多個地面接合元件處的制動裝置，該方法包括如下步驟檢測迴路內的流體壓力，將所檢測到的流體壓力水平用作輸入，該輸入用於確定車輛內的至少一個輔助制動器的制動動力，且相應地控制輔助制動器。
文檔編號B60T10/00GK101918258SQ200880124878
公開日2010年12月15日 申請日期2008年1月22日 優先權日2008年1月22日
發明者米卡埃爾·彼得松 申請人:沃爾沃建築設備公司