用于制動牽引車-拖車組合的裝置和方法
【專利說明】用于制動牽引車-拖車組合的裝置和方法
[0001]本發明通常涉及用于制動連接的牽引車-拖車組合的裝置和方法。
[0002]已知農業和其它牽引車用于拖曳拖動車輛。在運輸技術的很多分支中存在大量實例。本發明可特別應用于拖曳無動力拖車的農業牽引車的情況，例如谷物或甜菜拖車、干草貨車、割草機、草料收割機、壓捆機或者需要牽引車的牽引力來實現運動的類似車輛。
[0003]本發明還可應用于拖車被拖曳的其它情況。實例包括但不局限于:鉸接運貨車、軍用牽引車/駕駛車和拖動車輛的組合、以及兩車輛的森林和雪上列車。
[0004]本發明有用的還一領域是這樣的牽引車，該牽引車的車架鉸接，以便提供繞中點的轉向效果，且從動車輪或其它地面接合部件(例如動力履帶)附接在前部和后部鉸接部件上。這樣的車輛有時稱為“雙向”牽引車或鉸接牽引車。這種牽引車的相對較小和有車輪的實例用于例如草地養護工作和森林業；而非常大型的機器(有時包括作為地面接合部件的履帶)用于大型農場。
[0005]當牽引車裝備有四個地面接合車輪(或者其它部件，例如履帶)時，可以使用本發明，而不管是全部四個車輪還是只有兩個車輪(或履帶，當存在時)由牽引車發動機來驅動。
[0006]前述車輛組合和類型通常在本文中稱為“牽引車-拖車組合”。
[0007]在牽引車-拖車組合的使用中可能產生牽引車相對于拖車的轉角(jack-knifing)的現象。在這種情況下，由拖車通過拖車栓鉤(即與牽引車連接的連接件)或者(在4WD雙向牽引車的情況下)由鉸接底盤的后半部分通過轉向鉸鏈而向前施加的力可能在組合中引起危險的過度轉向。
[0008]在極端情況下，向前施加的拖車力可能超過牽引車的地面接合部件的抓地力，導致在剎車情況下的牽引車回轉，可能很猛烈。不過，即使并不進行剎車，經歷牽引車拖車轉角或者牽引車拖車轉角先兆的牽引車-拖車組合的駕駛員/操作人員可以發現該組合變得不能控制。
[0009]因此，牽引車拖車轉角情況通常極其危險。除了牽引車-拖車組合的質量(在加載農業拖車的情況下，該質量可以是幾十噸)不可控制地運動(也許速度超過30km/h)之夕卜，當由拖車產生的力的任意分量沿將使得牽引車不平的方向作用時(即使很短時間)，也有翻車事故的危險。
[0010]牽引車和拖車翻車事故通常非常嚴重。即使在牽引車拖車轉角情況下沒有產生完全翻車，牽引車的從動車輪的輪胎的接觸面積也可能減小，從而對組合的特性產生不利影響，還一原因是使得更難安全地校正牽引車拖車轉角。
[0011]牽引車拖車轉角在轉彎操縱過程中更可能產生。這是部分由于在此時由拖車通過拖車接頭施加的任何力的施加線并不與牽引車的縱向軸線對齊，因此，有效的向前作用力的較大分量使得在轉彎過程中作用在牽引車上的轉向力矩增大。
[0012]還有，牽引車操作人員可能在進行轉彎時必須注意多種變化情況，這可能使得他/她更少地提防發生牽引車拖車轉角的可能性。
[0013]已知提供具有制動器的重型拖車。通常，有液壓、氣動或電的車輪制動系統，它們的操作與牽引車制動器的操作相關聯。
[0014]盡管已知的牽引車制動器有助于牽引車-拖車組合的總體制動效果，但是它們沒有消除牽引車拖車轉角。
[0015]文獻N0.W02013/004314和W02013/4315介紹了這樣的情況，其中，不充分的拖車制動性能(相對于拖車的質量和它的內容物)和當牽引車操作人員釋放油門踏板或發動機管理控制器時產生的發動機制動效果能夠引起牽引車拖車轉角。
[0016]W02013/004314和W02013/4315分別介紹了用于消除或者至少明顯減小由于這些原因產生牽引車拖車轉角的可能性的、高效的閉環和開環控制方式。
[0017]不過，在W02013/004314和W02013/4315中介紹的裝置和方法的一個效果是牽引車(該牽引車形成牽引車-拖車組合的一部分)的操作人員可能在使用一段時間后變得依賴于它們的效果。因此，他或她可能選擇命令組合的過分減速，因為相信軟件和硬件將進行干預，以便超越將引起可能的危險情況的任何操作人員設置。
[0018]即使不是這樣，也希望使得自動系統盡可能安全。
[0019]根據本發明，在第一方面，提供了用于制動連接的牽引車-拖車組合的裝置，其中，牽引車包括動力傳動系統，該動力傳動系統的一個或多個操作參數可調節，并有發動機和至少一個地面接合部件，該至少一個地面接合部件通過可調節比率的傳動裝置而與發動機驅動連接；拖車包括至少一個地面接合部件，該至少一個地面接合部件有至少一個拖車制動器，該裝置包括用于拖車制動器的控制回路，該控制回路有控制裝置和一個或多個故障檢測器，該裝置還包括控制器，該控制器響應由一個或多個所述故障檢測器檢測的一個或多個故障而調節動力傳動系統的一個或多個參數。
[0020]本領域技術人員能夠知道，術語“故障檢測器”是廣義術語，它包括故障檢測器傳感器和其它裝置。
[0021 ] 故障檢測器能夠檢測由例如破裂電線、有缺陷的連接、較差的絕緣、接地或短路而引起的、在回路或電路中的缺陷。
[0022]在本發明的范圍內，上述參數的調節可以采取一定范圍的形式，但是在本發明的優選實施例中，調節的性質是保證牽引車-拖車組合的減速度小于預定界限值。這又意味著從拖車通過牽引車-拖車接頭而向前傳遞的力保持在比將引起不穩定、失去抓地力和/或牽弓|車拖車轉角時更小的值，即使在控制制動系統的硬件或軟件中形成故障的情況下。
[0023]優選是，控制回路是氣動或液壓控制回路，控制裝置是控制閥。
[0024]不過，在本發明的裝置的可選形式中，制動系統可以例如是電制動系統或者例如電和液壓動力制動系統(或者液壓和氣動，或者電和氣動系統)的混合，在這種情況下，控制裝置將采用適合制動結構設計的非閥形式。
[0025]而且，優選是牽引車有至少一個牽引車制動器，牽引車制動器是混合氣動-液壓制動器，拖車制動器是氣動制動器，控制裝置是控制閥。
[0026]不過，當控制回路是氣動或液壓或者混合氣動-液壓的回路時，優選是控制器與控制閥操作連接。在本發明的實施例中，控制器優選是設置成電子控制單元(ECU)，該電子控制單元可編程，例如在工廠設置固件的水平，以便提供本發明的有利效果。
[0027]更詳細地說，控制器優選是操作連接成將一個或多個傳動比換檔指令發送給拖車的傳動裝置，且進行調節的動力傳動系統的參數是傳動比。
[0028]優選是，控制器引起傳動比調節的延遲，優選是，牽引車-拖車組合的向前運動依賴于傳動比。
[0029]對于具有助力換檔傳動系統的發動機，這樣延遲將防止發動機過大地加速快轉，這又將導致不猛烈和因此更安全的減速。對于具有連續可變傳動裝置(CVT)的發動機，傳動裝置換檔的這樣延遲能夠導致更平滑的發動機制動效果。
[0030]另外或者也可選擇，發動機包括油門或調節器，控制器操作連接成將一個或多個油門或調節器控制指令發送給油門或調節器，且進行調節的動力傳動系統的參數是油門或調節器的設置。
[0031]在本發明的實際實施例中，該裝置設置成使得參數調節包括傳動比調節和油門/調節器設置調節。
[0032]因此，總的來說，控制器優選是調節傳動比和/或油門或調節器，以便在由一個或