用于制动牵引车-拖车组合的装置和方法
【专利说明】用于制动牵引车-拖车组合的装置和方法
[0001]本发明通常涉及用于制动连接的牵引车-拖车组合的装置和方法。
[0002]已知农业和其它牵引车用于拖曳拖动车辆。在运输技术的很多分支中存在大量实例。本发明可特别应用于拖曳无动力拖车的农业牵引车的情况，例如谷物或甜菜拖车、干草货车、割草机、草料收割机、压捆机或者需要牵引车的牵引力来实现运动的类似车辆。
[0003]本发明还可应用于拖车被拖曳的其它情况。实例包括但不局限于:铰接运货车、军用牵引车/驾驶车和拖动车辆的组合、以及两车辆的森林和雪上列车。
[0004]本发明有用的还一领域是这样的牵引车，该牵引车的车架铰接，以便提供绕中点的转向效果，且从动车轮或其它地面接合部件(例如动力履带)附接在前部和后部铰接部件上。这样的车辆有时称为“双向”牵引车或铰接牵引车。这种牵引车的相对较小和有车轮的实例用于例如草地养护工作和森林业；而非常大型的机器(有时包括作为地面接合部件的履带)用于大型农场。
[0005]当牵引车装备有四个地面接合车轮(或者其它部件，例如履带)时，可以使用本发明，而不管是全部四个车轮还是只有两个车轮(或履带，当存在时)由牵引车发动机来驱动。
[0006]前述车辆组合和类型通常在本文中称为“牵引车-拖车组合”。
[0007]在牵引车-拖车组合的使用中可能产生牵引车相对于拖车的转角(jack-knifing)的现象。在这种情况下，由拖车通过拖车栓钩(即与牵引车连接的连接件)或者(在4WD双向牵引车的情况下)由铰接底盘的后半部分通过转向铰链而向前施加的力可能在组合中引起危险的过度转向。
[0008]在极端情况下，向前施加的拖车力可能超过牵引车的地面接合部件的抓地力，导致在刹车情况下的牵引车回转，可能很猛烈。不过，即使并不进行刹车，经历牵引车拖车转角或者牵引车拖车转角先兆的牵引车-拖车组合的驾驶员/操作人员可以发现该组合变得不能控制。
[0009]因此，牵引车拖车转角情况通常极其危险。除了牵引车-拖车组合的质量(在加载农业拖车的情况下，该质量可以是几十吨)不可控制地运动(也许速度超过30km/h)之夕卜，当由拖车产生的力的任意分量沿将使得牵引车不平的方向作用时(即使很短时间)，也有翻车事故的危险。
[0010]牵引车和拖车翻车事故通常非常严重。即使在牵引车拖车转角情况下没有产生完全翻车，牵引车的从动车轮的轮胎的接触面积也可能减小，从而对组合的特性产生不利影响，还一原因是使得更难安全地校正牵引车拖车转角。
[0011]牵引车拖车转角在转弯操纵过程中更可能产生。这是部分由于在此时由拖车通过拖车接头施加的任何力的施加线并不与牵引车的纵向轴线对齐，因此，有效的向前作用力的较大分量使得在转弯过程中作用在牵引车上的转向力矩增大。
[0012]还有，牵引车操作人员可能在进行转弯时必须注意多种变化情况，这可能使得他/她更少地提防发生牵引车拖车转角的可能性。
[0013]已知提供具有制动器的重型拖车。通常，有液压、气动或电的车轮制动系统，它们的操作与牵引车制动器的操作相关联。
[0014]尽管已知的牵引车制动器有助于牵引车-拖车组合的总体制动效果，但是它们没有消除牵引车拖车转角。
[0015]文献N0.W02013/004314和W02013/4315介绍了这样的情况，其中，不充分的拖车制动性能(相对于拖车的质量和它的内容物)和当牵引车操作人员释放油门踏板或发动机管理控制器时产生的发动机制动效果能够引起牵引车拖车转角。
[0016]W02013/004314和W02013/4315分别介绍了用于消除或者至少明显减小由于这些原因产生牵引车拖车转角的可能性的、高效的闭环和开环控制方式。
[0017]不过，在W02013/004314和W02013/4315中介绍的装置和方法的一个效果是牵引车(该牵引车形成牵引车-拖车组合的一部分)的操作人员可能在使用一段时间后变得依赖于它们的效果。因此，他或她可能选择命令组合的过分减速，因为相信软件和硬件将进行干预，以便超越将引起可能的危险情况的任何操作人员设置。
[0018]即使不是这样，也希望使得自动系统尽可能安全。
[0019]根据本发明，在第一方面，提供了用于制动连接的牵引车-拖车组合的装置，其中，牵引车包括动力传动系统，该动力传动系统的一个或多个操作参数可调节，并有发动机和至少一个地面接合部件，该至少一个地面接合部件通过可调节比率的传动装置而与发动机驱动连接；拖车包括至少一个地面接合部件，该至少一个地面接合部件有至少一个拖车制动器，该装置包括用于拖车制动器的控制回路，该控制回路有控制装置和一个或多个故障检测器，该装置还包括控制器，该控制器响应由一个或多个所述故障检测器检测的一个或多个故障而调节动力传动系统的一个或多个参数。
[0020]本领域技术人员能够知道，术语“故障检测器”是广义术语，它包括故障检测器传感器和其它装置。
[0021 ] 故障检测器能够检测由例如破裂电线、有缺陷的连接、较差的绝缘、接地或短路而引起的、在回路或电路中的缺陷。
[0022]在本发明的范围内，上述参数的调节可以采取一定范围的形式，但是在本发明的优选实施例中，调节的性质是保证牵引车-拖车组合的减速度小于预定界限值。这又意味着从拖车通过牵引车-拖车接头而向前传递的力保持在比将引起不稳定、失去抓地力和/或牵弓|车拖车转角时更小的值，即使在控制制动系统的硬件或软件中形成故障的情况下。
[0023]优选是，控制回路是气动或液压控制回路，控制装置是控制阀。
[0024]不过，在本发明的装置的可选形式中，制动系统可以例如是电制动系统或者例如电和液压动力制动系统(或者液压和气动，或者电和气动系统)的混合，在这种情况下，控制装置将采用适合制动结构设计的非阀形式。
[0025]而且，优选是牵引车有至少一个牵引车制动器，牵引车制动器是混合气动-液压制动器，拖车制动器是气动制动器，控制装置是控制阀。
[0026]不过，当控制回路是气动或液压或者混合气动-液压的回路时，优选是控制器与控制阀操作连接。在本发明的实施例中，控制器优选是设置成电子控制单元(ECU)，该电子控制单元可编程，例如在工厂设置固件的水平，以便提供本发明的有利效果。
[0027]更详细地说，控制器优选是操作连接成将一个或多个传动比换档指令发送给拖车的传动装置，且进行调节的动力传动系统的参数是传动比。
[0028]优选是，控制器引起传动比调节的延迟，优选是，牵引车-拖车组合的向前运动依赖于传动比。
[0029]对于具有助力换档传动系统的发动机，这样延迟将防止发动机过大地加速快转，这又将导致不猛烈和因此更安全的减速。对于具有连续可变传动装置(CVT)的发动机，传动装置换档的这样延迟能够导致更平滑的发动机制动效果。
[0030]另外或者也可选择，发动机包括油门或调节器，控制器操作连接成将一个或多个油门或调节器控制指令发送给油门或调节器，且进行调节的动力传动系统的参数是油门或调节器的设置。
[0031]在本发明的实际实施例中，该装置设置成使得参数调节包括传动比调节和油门/调节器设置调节。
[0032]因此，总的来说，控制器优选是调节传动比和/或油门或调节器，以便在由一个或