制動系統的製作方法

2023-10-17 15:54:34

本發明涉及一種制動系統，且更具體地，涉及一種用於接合作為載重車輛的等待制動器的制動機構的制動系統。

背景技術：

通常在施工和挖掘期間採用包括卡車、輪式裝載機等的載重車以將負荷從一點運輸至另一點。在這類車輛所運行的地面上通常會由於地面傾斜(視為斜坡)而不均勻。

載重車通常具有「停車制動器」系統，其旨在當車輛不運行時使用。在車輛停止在水平面上的這些情況中，停車制動器接合，發動機關閉且車輛操作者(駕駛員)離開駕駛室。然而，存在其中車輛必須臨時停止而發動機仍然運行且操作者留在駕駛室中的許多情況。在裝載和卸除期間或在等待裝載和卸除時需要這樣的臨時停車。對於臨時停車，這些車輛通常配備有通常通過操作者經由腳踏板激活的「行車制動器」系統。裝載和卸除操作可以發生在斜坡上，這意味著操作者可能需要坐著且他們的腳按壓在行車制動器踏板上每次均持續幾分鐘。

US-A-2003/0111891和US-A-2007/0150120描述了一種用於載重車的操作者控制裝置，其在單個操作中激活行車制動器並且獲得齒輪箱的空檔位置。這消除了操作者將他的腳保持按壓在停車制動器上的需要。然而，在車輛移開之前，操作者必須首先將換檔杆從其在裝置通過空檔激活時所處的位置中移動並且使其進入期望前進或後退檔位。

技術實現要素：

根據本發明，提供了一種用於車輛的制動系統，其包括：

第一制動機構；

第二制動機構；和

控制器，其配置為控制第二制動機構的操作，

其中如果當第一制動機構接合且同時確定預定故障狀況，則控制器自動接合第二制動機構。

附圖說明

僅僅作為示例，現在將參考附圖描述制動系統的優選實施例，在附圖中：

圖1是說明制動系統的操作的示意圖；

圖2是示出圖1的制動系統的變速杆的駕駛室控制的透視圖；

圖3是圖1的制動系統的制動器控制機構的圖；

圖4是圖1的制動系統處於一操作模式中的圖；

圖5是圖1的制動系統處於另一操作模式中的圖；以及

圖6是其中等待制動功能激活的圖1的制動系統的圖。

具體實施方式

本發明的制動系統10可以在任何車輛、尤其載重車(包括鉸接式或非鉸接式車輛)中使用。

車輛可以包括安裝在車輪上的底盤以及發動機或由合適的變速器系統連接至車輪的另一種形式的動力單元。變速器系統可以是自動變速器系統。變速器系統可以包括由變速器檔位選擇杆16操作的齒輪箱，所述變速器檔位選擇杆16使得操作者能夠為車輛的操作選擇適當檔位或變速器模式。變速器模式可以包括其中變速器系統內的齒輪系斷開的空檔模式以及一個或多個駕駛模式，諸如前進(允許傳動比自動地改變)、後退或一個或多個具體檔位。

車輛可以包括一個或多個電子控制單元(ECU)，其配置成監測操作參數並且控制各種車輛系統和部件的操作。這些ECU在本文將統稱為計算機控制單元14。

車輛可以包括安裝在底盤上的駕駛室，駕駛室中坐著操作者、容納車輛的控制件。控制件可以包括一個或多個制動致動器(諸如踏板)20、變速器檔位選擇杆16、一個或多個起重操縱杆(用於操作車輛的作業設備)和方向盤。車輛可以包括用於承載安裝在底盤上的負荷的車體。

車輛可以設置有許多不同的制動器機構11或制動功能，其旨在不同條件下使用。在本說明書中，將使用以下術語：-

-「停車制動器」，其是旨在當發動機不運轉且車輛無人管理時使用的制動器機構；

-「行車制動器」，其是旨在用於臨時停車同時操作者在駕駛室中且發動機正運轉的制動器機構；

-「發動機壓縮制動器」，其是用於輔助車輛減速的制動器機構；以及

-「等待制動器」，其是也旨在用於臨時停車同時操作者在駕駛室中且發動機正運轉的制動器機構，所述制動器機構可以利用一個或多個上述制動器機構。

這些制動器機構11可以包括與車輛的每個車輪或某些車輪相關聯的多個單獨制動器。例如，制動器機構11可以包括分別用於車輛的前輪和後輪的前制動器和後制動器。制動器機構可以由操作者控制的制動致動器(諸如踏板、開關或操縱杆)以已知方式操作。

制動系統10的操作在圖1中以其最廣泛含義進行說明。制動系統10提供等待制動功能，其利用制動器機構11、可以是停車制動器、行車制動器或另一種形式的制動器中的一個或多個。等待制動功能可以通過操作者在用戶界面12處(例如)藉助於按鈕、開關、踏板、制動爪來請求，或可以根據如由計算機控制單元14確定的機械狀態自動地觸發。基於由計算機控制單元14接收/提供的信號，軟體13可以控制計算機控制單元14的操作，並且可以提供用於等待制動功能的操作的控制邏輯。計算機控制單元14繼而可以控制電動液壓制動器控制機構15，其繼而可以控制所述制動器機構11。

控制邏輯可以使用某些或全部以下參數：-

-變速器輸出速度

-發動機速度

-車速(可以由變速器輸出速度確定)

-制動器油壓

-制動閥狀態

-行車制動致動器狀態

-點火狀態

-迴轉級別

-變速齒輪狀態

-等待制動器用戶界面狀態

控制邏輯可以設置成使得只有當車輛固定或以極低速度(例如小於1mph)移動且變速器系統為空檔時才可以激活等待制動功能。控制邏輯可以要求發動機正運轉、車輛點火在運轉位置中且車輛具有零速度。控制邏輯可以要求發動機速度已經高於預設最小發動機速度達預設最小時間周期。最小發動機速度可以是500rpm且最小周期可以是2秒鐘。控制邏輯可以要求制動系統10內沒有檢測到故障且制動系統10內沒有檢測到低制動壓力。控制邏輯可以要求變速器輸出速度低於預設最大變速器輸出速度(可以是30rpm)。

在一個實施例中，操作者可以通過用戶界面12請求等待制動功能。圖2示出了可以定位成鄰近於起重操縱杆17的變速器檔位選擇杆16，所述起重操縱杆17可以操作車輛的其他設備。變速器檔位選擇杆16可以設置有開關18，其可以是按鈕或制動爪或安裝在變速器檔位選擇杆16上的其他形式的致動器。開關18是用戶界面12的一個實例。還可以使用其他形式的用戶界面12。已知具有自動變速器系統的載重車10設置有通常位於變速器檔位選擇杆16上的換檔鎖按鈕，其將變速器保持在具體駕駛模式、通常具體前進檔位中。本發明的制動系統10中的開關18可以是雙功能設備。開關18可以是瞬時開關。開關18在變速器處於駕駛模式中而激活時可以用作這樣的換檔鎖按鈕以防止變速器變為不同檔位。開關18在變速器系統處於空檔模式中而激活時可以激活等待制動功能。當開關18在變速器系統處於空檔模式中而激活時，計算機控制單元14可以將信號發送至制動器控制機構15，從而可以導致接合在等待制動功能中使用的制動器機構11。

控制邏輯可以要求按壓開關18或其他等待制動用戶界面12並且在激活等待制動功能之前保持最小周期，這可以是0.5秒鐘。

控制邏輯可以要求在激活等待制動功能之前接合可以與在等待制動功能中使用的制動器機構11相同或不同的制動器機構11。

行車制動器19可以配置成減緩車輛的運動並且可以是諸如(例如)盤式制動器或鼓式制動器的液壓壓力致動車輪制動器。行車制動器19可以由操作者藉助於行車制動致動器20(諸如腳踏板)手動地致動。控制邏輯可以要求行車制動致動器20由操作者手動地致動以在激活等待制動功能之前施用行車制動器19。因此，在等待制動功能中使用的制動器機構11是行車制動器19的情況中，當操作者鬆開行車制動致動器20時，由操作者手動地啟動並且接著由等待制動功能維持行車制動器19的接合。

替代地，當在等待制動用戶界面12處請求等待制動功能時，計算機控制單元14可以自動地致動行車制動器19。

制動器控制機構15可以實現行車制動器19或另一種制動器機構11的控制以提供等待制動功能。如圖3中說明，制動器控制機構15可以包括一個或多個閥，其可以包括至少一個自動減速控制(ARC)閥22。在操作行車制動致動器20或另一種制動器機構11的致動器時，可以將致動器壓力信號26供應至壓力分解器21。可以是電磁閥的自動減速控制(ARC)閥22可以基於計算機控制單元14的輸入將比例ARC閥壓力信號27供應至壓力分解器21。壓力分解器21將致動器壓力信號26和ARC閥壓力信號27中的較高者傳遞至壓力中繼器23。壓力中繼器23將來自壓力分解器21的輸出信號乘以某個比率且將所得制動器壓力信號28發送至行車制動器19或另一種制動器機構11。藉助於泵25可以為制動器控制機構15供應來自油箱24(諸如容器)的加壓液壓流體(制動器充氣壓力29)。

在制動器機構11包括與車輛的每個或某些車輪相關聯的多個單獨制動器的情況中，制動器控制機構15可以包括設置成控制每個單獨制動器的自動減速控制(ARC)閥22。制動器控制機構15可以包括由行車制動致動器20或另一種制動致動器的操作控制的附加閥。這些附加閥可以直接或經由自動減速控制(ARC)閥22間接地控制行車制動器19(或其他制動器機構11)。

圖4說明其中致動器信號壓力26高於ARC閥壓力信號27的狀況且圖5說明後退狀況。圖6說明其中等待制動功能激活的狀況。

等待制動功能可以以許多不同方式接合。在將變速器檔位選擇杆16從空檔模式中移出至駕駛模式中之前，操作者可以將等待制動用戶界面12手動地停用。這可以通過按壓開關18或其他等待制動用戶界面12來實現，從而將脫離等待制動功能。控制邏輯還可以要求按壓開關18或其他等待制動用戶界面12並且在停用等待制動功能之前保持最小周期。合適的最小周期可以是0.5秒鐘。控制邏輯還可以要求在按壓開關18或其他等待制動用戶界面12之前施用制動器機構11。

替代地，操作者可以僅僅將變速器檔位選擇杆16從空檔模式中移出至駕駛模式中，且變速器檔位選擇杆16的移動將等待制動用戶界面12停用。

等待制動功能的脫離還可以接合另一種車輛控制系統，諸如US-A-2013/0238210中描述的上坡起動系統。上坡起動系統僅僅在車輛固定且選擇傳動齒輪時變得激活。由上坡起動系統致動的制動器機構11保持接合直至操作者施用充分減速以將車輛在停放車輛的斜坡上面上推，且車輛控制系統激活成防止車輛滾下斜坡。

制動系統10可以配置成確保在可將等待制動用戶界面12停用之前，操作者藉助於適當的制動致動器手動地接合制動器機構11。因此，如果行車制動器19是在等待制動功能中使用的制動器機構11，那麼操作者必須施用行車制動致動器20以在按壓開關18之前手動地接合行車制動器19，否則將脫離行車制動器19作為等待制動器。

等待制動功能還可以在關閉車輛點火時脫離。在此實施例中，制動系統10可以配置成自動地施用停車制動器。

車輛可以設置有可以方便地定位在儀錶板上的一個或多個顯示器30。這些顯示器通常可以顯示關鍵操作數據，諸如車速、發動機速度、齒輪溫度等。另一個顯示器30可以提供圖形界面，其可以提供診斷或事件的細節或後退時激活的後置攝像頭視圖的細節。所述(或一個)顯示器30可以例如藉助於狀態燈向操作者提供何時激活等待制動功能的指示。如果已經接合等待制動功能達預定周期，那麼制動系統10還可以配置成提供警告，例如顯示器30上的點亮符號、聽得見的聲音或閃光燈。所述(或一個)顯示器還可以在等待制動功能出現系統故障時提供警告消息。此消息可以包括問題的類型、故障的嚴重性和可以採取來解決問題的動作。

制動系統10可以包括故障保護模式。在此模式中，控制邏輯可以要求如果制動器機構11接合且檢測到許多預定故障狀況中的一種，那麼計算機控制單元14可以自動地接合附加制動器機構11。例如，如果等待制動功能已經激活(可以利用行車制動器19的制動器機構11)且檢測到預定故障狀況，那麼制動系統10可以自動地接合停車制動器。在另一個實例中，如果行車制動器19在操作者控制下接合且檢測到預定故障狀況，那麼制動系統10可以自動地接合停車制動器。當檢測到預定故障狀況時接合的制動器機構11可以在附加制動器機構11接合時自動地脫離。

預定故障狀況可以由計算機控制單元14檢測到並且可以是部件的故障，諸如閥故障或液壓管破裂，其將導致制動系統壓力出現可以檢測到的變化。預定故障狀況可以是車輛系統或子系統的故障。預定故障狀況可以是發動機速度下降至閾值速度以下或發動機熄火，這是因為缺少發動機操作可以將制動器機構11(諸如等待制動功能)自動地停用。預定故障狀況可以是車輛的地面速度高於最小預設速度達預設最小時間周期。最小預設變速器輸出速度可以是500rpm且最小時間周期可以是1秒鐘。預定故障狀況可以是接合的制動器機構11的制動器壓力下降至預定閾值以下。

關於預定故障狀況的信息可以顯示在顯示器30上。

工業實用性

如果車輛的操作者希望可以臨時停車，那麼他可以首先使用壓縮制動器將車輛減速。為了完成停車過程，操作者可以通過操作致動器(諸如行車制動致動器20)手動地接合制動器機構11(諸如行車制動器19)。當車輛固定或正以極慢速度移動時，操作者接著可以移動變速器檔位選擇杆16以將變速器系統置於空檔模式中並且通過激活開關18或其他用戶界面12來接合等待制動功能。如果計算機控制單元14確定滿足所需條件，那麼根據控制邏輯，可以接合等待制動功能。圖6說明等待制動功能激活時的狀況。計算機控制單元14維持在等待制動功能中使用的制動器機構11的接合，以使得操作者能夠鬆開行車制動致動器20或其他致動器。車輛現在可以保持固定，而無關於其是停在斜坡上還是相對平坦路面上，且無需操作者壓緊行車制動致動器20或其他致動器。

當等待結束且操作者希望移開時，需要他通過壓下行車制動致動器20或其他制動致動器來維持在等待制動功能中使用的制動器機構11的接合。他可以接著通過將開關18或其他用戶界面12停用並且鬆開行車制動致動器20或其他制動致動器來脫離等待制動功能。因此鬆開全部制動器機構11，從而使得車輛能夠移開。

替代地，他可以僅僅藉助於變速器檔位選擇杆16來選擇適當的駕駛模式，所述變速器檔位選擇杆16自動地將開關18或其他用戶界面12停用並且脫離等待制動功能。這使得車輛能夠移開。

可以通過藉助於開關18或其他用戶界面12脫離等待制動功能或選擇駕駛模式來激活另一種車輛控制系統，諸如上坡起動系統。