Гидравлический контур тормозов прицепа для регулируемого коэффициента усиления и улучшенной стабильности Российский патент 2020 года по МПК B60T8/17 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к гидравлическому контуру управления тормозами прицепа, а более конкретно, к гидравлическому контуру управления тормозами с регулируемым коэффициентом усиления и повышенной стабильностью.

Уровень техники

[0002] В комбинациях трактора и прицепа на прицепе обычно требуется тормозная система, которая включается, когда избирательно включается тормозная система трактора. Часто тормозная система прицепа соединена с тормозной системой трактора, позволяя трактору одновременно применять тормозную систему трактора и прицепа. Существующие контуры управления тормозами прицепа обычно используют единственный тормозной клапан прицепа с фиксированным гидравлическим коэффициентом усиления. Когда применяют тормоза трактора, давление управления регулирует единственный тормозной клапан прицепа. Единственный тормозной клапан прицепа предоставляет гидравлическую жидкость и давление в тормозную систему прицепа в условиях фиксированного коэффициента усиления.

Раскрытие изобретения

[0003] В одном варианте осуществления настоящего изобретения тормозная система рабочей машины содержит источник находящейся под давлением текучей среды; основной клапан, соединенный с источником по текучей среде; пропорциональный клапан управления, соединенный с источником по текучей среде; выход текучей среды, выполненный с возможностью соединения с тормозной системой прицепа по текучей среде; первый проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством основного клапана по текучей среде; второй проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством пропорционального клапана управления по текучей среде; при этом основной клапан содержит заданный фиксированный коэффициент усиления, а пропорциональный клапан управления содержит регулируемый коэффициент усиления.

[0004] В первом примере данного варианта осуществления тормозная система содержит челночный клапан, соединенный по текучей среде между основным клапаном, пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом челночный клапан выполнен с возможностью перемещения в ответ на разницу между первым давлением в первом канале для прохода и вторым давлением во втором канале для прохода. Во втором примере электромагнитный клапан находится в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором пропорциональный клапан управления соединен по текучей среде с выходом текучей среды, и закрытым положением, в котором пропорциональный клапан управления не соединен по текучей среде с выходом текучей среды. В третьем примере тормозная система содержит контроллер и электромагнит электромагнитного клапана, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом перемещение электромагнитного клапана между открытым и закрытым положениями регулируется контроллером.

[0005] В четвертом примере тормозная система содержит контроллер; рабочий тормозной клапан в сообщении по текучей среде с основным клапаном, при этом рабочий тормозной клапан выполнен с возможностью предоставления текучей среды при приведении в действие рабочего тормоза рабочей машины; датчик, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом датчик выполнен с возможностью определения тормозного давления из рабочего тормозного клапана; при этом пропорциональный клапан управления выполнен с возможностью регулирования контроллером для обеспечения выходного коэффициента усиления в зависимости от тормозного давления. В пятом примере контроллер получает коэффициент настройки клапана и функционально регулирует выход пропорционального клапана управления в зависимости от тормозного давления и коэффициента настройки клапана. В дополнительном примере контроллер функционально регулирует пропорциональный клапан управления согласно изменяющемуся току, который является пропорциональным тормозному давлению.

[0006] В еще одном варианте осуществления данного изобретения способ управления находящейся под давлением текучей средой в тормозную систему прицепа включает обеспечение контроллера, источника текучей среды, тормозной системы рабочей машины, тормозного выхода в сообщении по текучей среде с тормозной системой прицепа, основного клапана, имеющего заданный фиксированный коэффициент усиления, соединенного по текучей среде между источником текучей среды и тормозным выходом, пропорционального клапана управления, соединенного по текучей среде с источником текучей среды, электромагнитного клапана и челночного клапана; соединение по текучей среде тормозной системы рабочей машины с основным клапаном посредством трубопровода управления; генерирование выходного давления основного клапана на основании давления текучей среды в трубопроводе управления и заданного фиксированного коэффициента усиления; идентификацию контроллером коэффициента настройки клапана для пропорционального клапана управления; определение тормозного давления в тормозной системе рабочей машины датчиком; передачу тормозного давления в контроллер посредством датчика; определение команды торможения контроллером в зависимости от тормозного давления и коэффициента настройки клапана; регулирование выходного давления пропорционального клапана управления контроллером в зависимости от коэффициента настройки клапана и команды торможения; и создание давления текучей среды в тормозном выходе на основании большего из выходного давления пропорционального клапана управления и выходного давления основного клапана.

[0007] В одном примере данного варианта осуществления способ может включать обеспечение первого тормоза и второго тормоза тормозной системы рабочей машины, при этом первый тормоз генерирует первое тормозное давление, а второй тормоз генерирует второе тормозное давление; соединение по текучей среде первого датчика с первым тормозом для определения первого тормозного давления и второго датчика со вторым тормозом для определения второго тормозного давления, при этом первый датчик и второй датчик электрически соединены с контроллером; при этом этап определения включает вычисление команды торможения в зависимости от первого тормозного давления, второго тормозного давления и коэффициента настройки клапана. Во втором примере этап определения включает умножение коэффициента настройки клапана на среднее первого и второго тормозных давлений. В третьем примере этап определения включает умножение коэффициента настройки клапана либо на более высокое, либо на более низкое из первого и второго тормозных давлений.

[0008] В четвертом примере этап регулирования включает вычисление команды торможения в зависимости от первого тормозного давления, второго тормозного давления и коэффициента настройки клапана; сравнение команды торможения с коэффициентом настройки клапана; и вывод тока в пропорциональный клапан управления на основании большего из команды торможения и коэффициента настройки клапана. В пятом примере этап регулирования включает определение величины тока пропорционально определенному тормозному давлению; и отправку величины тока контроллером в пропорциональный клапан управления; при этом величина тока регулируется на основании коэффициента настройки клапана. В шестом примере способ может включать обеспечение электромагнитного клапана в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан содержит электромагнит, находящийся в электрическом сообщении с контроллером; и функциональное регулирование перемещения электромагнитного клапана между открытым положением и закрытым положением, при этом в открытом положении выходное давление пропорционального клапана управления передается по текучей среде на тормозной выход, а в закрытом положении выходное давление пропорционального клапана управления не передается по текучей среде на тормозной выход. В другом примере этап создания включает приведение в действие челночного клапана на основании большего из выходного давления пропорционального клапана управления и выходного давления основного клапана.

[0009] В дополнительном варианте осуществления данного изобретения тормозная система комбинации трактора с прицепом содержит источник находящейся под давлением текучей среды; первый тормоз и второй тормоз трактора, причем первый тормоз обеспечивает первое тормозное давление, а второй тормоз обеспечивает второе тормозное давление; челночный клапан, находящийся в сообщении по текучей среде с первым тормозным давлением и вторым тормозным давлением; основной клапан, соединенный с источником по текучей среде, причем основной клапан содержит впуск и выпуск, при этом впуск соединен по текучей среде с первым челночным клапаном для приема большего из первого тормозного давления и второго тормозного давления; пропорциональный клапан управления, соединенный с источником по текучей среде; выход текучей среды, выполненный с возможностью соединения с тормозной системой прицепа по текучей среде; первый проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством основного клапана по текучей среде; и второй проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством пропорционального клапана управления по текучей среде; при этом основной клапан содержит фиксированный коэффициент усиления, а пропорциональный клапан управления содержит регулируемый коэффициент усиления.

[0010] В одном примере данного варианта осуществления система может содержать второй челночный клапан, соединенный по текучей среде между основным клапаном, пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом челночный клапан выполнен с возможностью перемещения в ответ на разницу между выводом первого давления основным клапаном и выводом второго давления пропорциональным клапаном управления. Во втором примере система может содержать электромагнитный клапан, находящийся в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором пропорциональный клапан управления соединен по текучей среде с выходом текучей среды, и закрытым положением, в котором пропорциональный клапан управления не соединен по текучей среде с выходом текучей среды. В третьем примере система может содержать контроллер; датчик, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом датчик выполнен с возможностью определения первого и второго тормозных давлений; при этом пропорциональный клапан управления выполнен с возможностью регулирования контроллером для обеспечения выходного коэффициента усиления в зависимости от первого и второго тормозных давлений. В дополнительном примере система может содержать дисплей оператора для передачи контроллеру коэффициента настройки клапана; при этом команда торможения определяется контроллером в зависимости от коэффициента настройки клапана, первого тормозного давления и второго тормозного давления; дополнительно при этом, когда ни первый тормоз, ни второй тормоз не создают никакого тормозного давления, выход пропорционального клапана управления основан на коэффициенте настройки клапана.

Краткое описание чертежей

[0011] Упомянутые выше аспекты настоящего изобретения и способ их получения станут более очевидны, а само изобретение станет более понятным посредством ссылки на следующее описание вариантов осуществления изобретения, сделанное в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

[0012] Фиг. 1 представляет собой вид сбоку комбинированной системы трактора и прицепа;

[0013] Фиг. 2 представляет собой схематичный вид управления гидравлической системы комбинированной тормозной системы трактора и прицепа;

[0014] Фиг. 3 представляет собой схематичный вид управления комбинированной гидравлической и пневматической системы комбинированной тормозной системы трактора и прицепа;

[0015] Фиг. 4 представляет собой гидравлический контур управления комбинированной тормозной системы трактора и прицепа; и

[0016] Фиг. 5 представляет собой блок-схему способа управления для управления комбинированной тормозной системой трактора и прицепа.

[0017] Соответствующие ссылочные номера используют для обозначения соответствующих деталей на нескольких изображениях.

Подробное описание изобретения

[0018] Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные ниже, не являются исчерпывающими или ограничивающими изобретение точными формами в следующем подробном описании. Скорее, варианты осуществления выбраны и описаны так, чтобы другие специалисты в данной области смогли оценить и понять принципы и варианты практического использования настоящего изобретения.

[0019] Со ссылкой на фиг. 1, показана комбинированная система 100 трактора и прицепа. В этой системе трактор 102 показан присоединенным и тянущим прицеп 104. Трактор 102 может иметь шасси 106, которое расположено между передними входящими в зацепление с землей механизмами 108 и задними входящими в зацепление с землей механизмами 110. В варианте осуществления фиг. 1 каждый входящий в зацепление с землей механизм представлен в виде колеса, образованного вдоль соответствующей оси, т.е. передней оси и задней оси. Однако, в других вариантах осуществления входящим в зацепление с землей механизмом может быть гусеница, которая продвигает трактор 102 по земной поверхности. Более того, прицеп 104 также может содержать по меньшей мере один входящий в зацепление с землей механизм, такой как колесо 126.

[0020] С шасси 106 может быть соединена кабина 112, которая образует место для расположения оператора на операторском сиденье 114. Из кабины оператор может управлять трактором 102 и прицепом 104 посредством множества органов управления. Как показано, кабина 112 может содержать дисплей 116 или панель приборов, которая визуально показывает характеристики управления трактора 102 или прицепа 104, такие как скорость, мощность, температура, давление, направление и любой другой тип характеристики управления. Дисплеем 116 может быть сенсорный дисплей, который содержит один или более органов управления оператора для избирательного управления работой трактора 102 или прицепа 104. Другие органы управления могут включать рулевое колесо или ручку 118 управления, педаль 120 (напр., педаль тормоза, педаль сцепления или педаль дроссельной заслонки), любой другой тип управления, такой как джойстик, переключатель, рычаг, ручку и т.д., для управления системой 100 прицепа и трактора.

[0021] Несмотря на то, что в данном документе показан и описан трактор 102, любой тип рабочей машины может использовать идеи этого изобретения, и, вследствие этого, не предполагается ограничение его применения только тракторами. В других вариантах осуществления идеи этого изобретения может использовать грузовой автомобиль, выполненный с возможностью буксирования прицепа. Соответственно, трактором 102 может быть любой тип рабочей машины, используемой для буксирования прицепа.

[0022] Трактор 102 может быть соединен с прицепом 104 посредством сцепного элемента или тягового бруса 122. Сцепной элемент или тяговый брус 122 может быть достаточно прочным для передачи хода трактора 102 прицепу 104. В одном варианте осуществления, когда трактор 102 движется в направлении вперед, сцепной элемент 122 тянет прицеп 104 за собой приблизительно в том же самом направлении.

[0023] Также может быть предоставлен один или более трубопроводов 124 для текучей среды. Для целей данного изобретения текучая среда может представлять собой газ или жидкость. Таким образом, любой пневматический или гидравлический трубопровод в данном документе может упоминаться, как трубопровод для текучей среды. Один или более трубопроводов 124 для текучей среды могут избирательно соединять тормозную систему трактора с тормозной системой прицепа по текучей среде. Более конкретно, трактор 102 может обеспечивать выход для торможения прицепа, который связан с тормозной системой прицепа. В такой конфигурации, когда пользователь подает команду торможения, одновременно могут включаться как тормозная система трактора, так и тормозная система прицепа для замедления трактора 102 и прицепа 104.

[0024] В некоторых системах тракторов и прицепов для применения рабочего тормоза трактора оператор может задействовать одну или более педалей тормозов. Для применения тормозов тормозные приводы могут находиться под давлением, что будет описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 2. После того, как оператор подает команду включения тормозной системы трактора, также включается тормозная система прицепа для предотвращения контакта или столкновения прицепа с задним концом трактора. Во многих обычных тормозных системах может иметься единственный гидравлический трубопровод, который соединен между тормозными системами трактора и прицепа. В дополнение, единственный гидравлический тормозной клапан прицепа может иметь связанный с ним благодаря его геометрии фиксированный коэффициент усиления. Таким образом, в зависимости от фиксированного коэффициента усиления, величина давления, поступающего в клапан, умножается на фиксированный коэффициент усиления для обеспечения заданного выпускного давления. Так как изменяются тормозные системы, и изменяются новые федеральные и международные директивы или стандарты, существует потребность как в более низких, так и в более высоких выпускных давлениях в зависимости от типа прицепа. В результате, является желательным регулируемый коэффициент усиления в гидравлическом тормозном клапане прицепа по сравнению с клапаном с фиксированным коэффициентом усиления. Из принципов и идей настоящего изобретения станут очевидны другие требования и преимущества.

[0025] В некоторых системах тракторов и прицепов тормозная система прицепа содержит гидравлическую тормозную систему, пневматическую тормозную систему или их комбинацию. На фиг. 2 показан пример гидравлической тормозной системы прицепа. Как показано, в данном варианте осуществления гидравлическая тормозная система 200 трактора и прицепа может содержать тормозной контроллер 202. Тормозной контроллер 202 может быть в электрическом сообщении с контроллером транспортного средства (не показано), контроллером двигателя (не показано), контроллером трансмиссии (не показано) и любым другим типом контроллера для управления трактором или прицепом. Тормозной контроллер 202 может содержать множество входов и выходов для приема и передачи электрических сигналов или команд различным составным элементам в тормозной системе 200. На фиг. 2, например, тормозной контроллер 202 может находиться в электрическом сообщении с дисплеем 250 трактора. Эта связь может осуществляться по шине 252 сети локальных контроллеров (CAN) или по линии связи. Дисплей 250 может позволять оператору избирательно передавать команды тормозному контроллеру 202 для управления тормозной системой трактора или тормозной системой 200 прицепа.

[0026] Другие органы управления оператора также могут быть в сообщении с тормозным контроллером 202. Например, оператор может избирательно включать одну или более педалей 204 тормозов. Датчик 206 положения тормоза может обнаруживать движение одной или более педалей 204 тормозов и передавать это движение тормозному контроллеру 202. При применении одной или более педалей 204 тормозов, тормозной клапан 212 может запускаться таким образом, что текучая среда из подающего трубопровода 254 гидросистемы (посредством насоса или другого источника давления) доставляется в тормозные приводы. В свою очередь, тормозные приводы управляемо приводятся в действие для подачи гидравлического тормозного давления в тормозную систему трактора для регулирования скорости трактора. На фиг. 2 проиллюстрирован правый тормозной привод 208 и левый тормозной привод 210 тормозной системы 200. Вследствие этого, в данном варианте осуществления для включения тормозной системы трактора оператор может нажимать правую педаль тормоза и левую педаль тормоза. Правая педаль тормоза и правый тормозной привод 208 могут управлять тормозным давлением рабочего тормоза на правом, заднем колесе трактора, а левая педаль тормоза и левый тормозной привод 210 могут управлять тормозным давлением рабочего тормоза на левом, заднем колесе трактора. При этом правый тормозной привод 208 и левый тормозной привод 210 подают гидравлическое давление в рабочий тормоз трактора для замедления транспортного средства. Это гидравлическое давление также может подаваться в тормозную систему прицепа, как будет описано ниже.

[0027] Как известно, оператор может применять педали тормозов для торможения трактора и замедления его скорости. В дополнение, оператор может плавно применять или нажимать на педаль тормоза, как это часто бывает с оператором, желающим отключить круиз-контроль в автомобиле. В системе трактора и прицепа может быть желательно начинать торможение прицепа, как только тормозной контроллер 202 обнаруживает включение одной или более педалей 204 тормозов. В этом примере для начала применения тормозной системы прицепа тормозной контроллер 202 может выполнять процедуру или алгоритм предварительного торможения. В варианте осуществления фиг. 2 датчик 206 положения педали тормоза может посылать сигнал тормозному контроллеру 202, показывая, что оператор начал нажимать педали 204. Перед тем, как генерируется какое-либо тормозное давление или существенная величина тормозного давления, тормозной контроллер 202 может выполнять процедуру предварительного торможения и посылать тормозной системе прицепа сигнал начала торможения прицепа. Этим сигналом может быть регулируемый или пропорциональный сигнал от тормозного контроллера 202. Сигнал может быть принят тормозным клапаном прицепа, который содержит первый электромагнитный клапан и второй двухходовой позиционный клапан (т.е. двухпозиционный клапан). В одном примере для начала операции торможения из клапана в тормоза прицепа может подаваться давление до семи бар.

[0028] Во время этой процедуры предварительного торможения первый электромагнитный клапан может получать сигнал от тормозного контроллера и подавать гидравлическое давление в тормоза прицепа. Второй, двухходовой позиционный клапан может находиться в открытом положении, обеспечивая передачу через него давления текучей среды. Однако, если в системе выявляется повреждение, второй, двухходовой позиционный клапан может приводиться в выключенное или закрытое положение для блокировки подачи давления текучей среды в тормозную систему прицепа. Это условие «остановки при неполадке» может использоваться для защиты от возможных неполадок в системе. В любом случае гидравлическое давление все еще может проходить через главный гидравлический тормозной клапан 226 прицепа (Фиг. 2), так чтобы тормозная система прицепа включалась во время операции торможения. Однако, набор клапанов предварительного торможения может выключаться или закрываться таким образом, чтобы никакое выходное давление не проходило через набор клапанов в тормоза прицепа.

[0029] На фиг. 2 первый датчик 214 давления может обнаруживать гидравлическое тормозное давление из правого тормозного привода 208, а второй датчик 216 давления может обнаруживать из левого тормозного привода 210. Первый и второй датчики могут быть в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202. Эта электрическая связь может быть либо проводной, либо беспроводной связью, или любой другой известной или подлежащей разработке формой связи. В результате, тормозной контроллер 202 может отслеживать тормозное давление из обоих приводов.

[0030] Челночный клапан 218 может находиться в сообщении по текучей среде с правым тормозным приводом 208 и с левым тормозным приводом 210. Челночный клапан 218 может приводиться в движение в каждом направлении в зависимости от того, какое тормозное давление является наибольшим. В связи с этим, через челночный клапан 218 проходит большее из двух тормозных давлений, которое называется давление управления тормоза. На фиг. 2 давление управления тормоза из челночного клапана 218 проходит дальше по трубопроводу 242 управления тормоза.

[0031] Тормозная система 200 фиг. 2 также может содержать набор 220 гидравлических клапанов. Этот набор 220 клапанов может быть аналогичен упомянутому выше набору клапанов предварительного торможения в том, что он содержит как пропорциональный электромагнитный клапан, так и двухходовой отсечной клапан. Как показано, тормозной контроллер 202 может быть в электрическом сообщении с набором 220 гидравлических клапанов для регулирования их работы. Например, команда 248 торможения прицепа может передаваться от тормозного контроллера 202 набору 220 клапанов. Кроме того, набор 220 клапанов может посылать сигналы тормозному контроллеру 202 в ответ на его работу (т.е. датчик 224 давления может передавать в контроллер 202 давление, связанное с набором клапанов).

[0032] Выпускное давление из набора 220 гидравлических клапанов может проходить по трубопроводу 244 для текучей среды, как показано на фиг. 2. Трубопровод 244 с набором гидравлических клапанов для текучей среды и трубопровод 242 управления тормоза могут сходиться во втором челночном клапане 222. Аналогично работе первого челночного клапана 218, большее из давления управления тормоза и давления набора гидравлических клапанов может проходить через второй челночный клапан 222 и поступать в гидравлический трубопровод 246. Давление в гидравлическом трубопроводе 246 может упоминаться, как гидравлическое давление управления. Датчик 228 давления может обнаруживать гидравлическое давление управления и передавать это давление тормозному контроллеру 202, как показано на фиг. 2. Это гидравлическое давление управления может проходить по гидравлическому управляющему трубопроводу 230 тормоза прицепа в тормоза прицепа.

[0033] В системе 200 фиг. 2 прицеп также может содержать стояночный тормоз прицепа. Стояночным тормозом прицепа можно функционально управлять посредством гидравлического клапана 232 управления стояночного тормоза прицепа. Этот клапан 232 может содержать электромагнит 234, который находится в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202. Гидравлический клапан 232 управления стояночного тормоза прицепа может смещаться в пропускающее положение, позволяющее давлению проходить через дополнительный гидравлический трубопровод 240. Как показано, клапан 232 также может быть в сообщении по текучей среде с баком или резервуаром 236. В связи с этим, гидравлическое давление может подаваться из подающего трубопровода 238 в гидравлический клапан 232 управления стояночного тормоза прицепа, и в его нормальном или смещенном открытом положении давление проходит через него в гидравлический дополнительный трубопровод 240 тормоза прицепа.

[0034] Со ссылкой на фиг. 3, часть тормозной системы 200 фиг. 2 удалена, и показана воздушная или пневматическая тормозная система 300 прицепа. Как описано выше, тормозная система прицепа может быть гидравлической, пневматической или их комбинацией. В данном изобретении в пневматической тормозной системе прицепа может использоваться любой вид газа для управления тормозами. Однако, с целью упрощения в остальной части этого изобретения тип газа будет называться воздухом. Таким образом, пневматическая тормозная система 300 прицепа будет называться воздушная тормозная система 300 прицепа, но следует понимать, что для регулирования тормоза прицепа может использоваться любой тип газа.

[0035] На фиг. 3 воздушная тормозная система 300 прицепа может содержать воздушный или пневматический тормозной клапан 302 прицепа. Воздушный тормозной клапан 302 прицепа может быть расположен дальше второго челночного клапана 222 гидравлической системы 200, так что гидравлическое давление используется в качестве впуска для регулирования клапана 302. Гидравлическое давление может проходить по трубопроводу 312 контура управления во впуск воздушного тормозного клапана 302 прицепа.

[0036] В дополнение к воздушному тормозному клапану 302 прицепа, воздушная тормозная система 300 прицепа также может содержать трубопровод 320 подачи воздуха, челночный клапан 304, клапан управления воздушного стояночного тормоза прицепа (не показано) и клапан 306 определения утечки. Челночный клапан 304 расположен дальше воздушного тормозного клапана 302 прицепа и клапана управления воздушного стояночного тормоза прицепа. Таким образом, давление воздуха может выводиться из воздушного тормозного клапана 302 прицепа посредством первого напорного трубопровода 314, а из клапана управления воздушного стояночного тормоза прицепа посредством второго напорного трубопровода 316. Большее из двух давлений из первого и второго трубопровода может инициировать открывание челночного клапана 304 так, чтобы давление воздуха могло проходить по первому воздушному управляющему трубопроводу 318 тормоза прицепа в воздушные тормоза прицепа. Датчик 310 давления может быть в сообщении по текучей среде с управляющим трубопроводом 318, чтобы обнаруживать давление и передавать его тормозному контроллеру 202.

[0037] Клапан 306 определения утечки может быть в виде обычно открытого электромагнитного клапана управления. Клапан 306 может содержать электромагнит 308, который находится в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202. В связи с этим, тормозной контроллер 202 может регулировать клапан 306 определения утечки между открытым и закрытым положениями посредством линии 324 связи с электромагнитом 308.

[0038] Давление воздуха может подаваться по подающему трубопроводу 320 в клапан 306 определения утечки. Поскольку клапан 306 определения утечки может смещаться в открытое положение, текучая среда может проходить через клапан 306 в воздушный тормозной клапан 302 прицепа и в воздушный подающий трубопровод 322 тормоза прицепа.

[0039] Варианты осуществления фигур 2 и 3 являются иллюстрацией только одного примера тормозной системы для комбинации трактора и прицепа. Возможны другие варианты осуществления тормозной системы, которые находятся в пределах объема правовых притязаний этого изобретения. Например, в еще одном варианте осуществления можно задействовать один или более электрoгидравлических дополнительных тормозных клапанов.

[0040] Со ссылкой на фиг. 4, для достижения регулируемого коэффициента усиления и улучшенной стабильности предоставлен гидравлический контур 400 управления тормозами прицепа. Как будет описано, выход набора 220 гидравлических клапанов объединен с выходом гидравлического тормозного клапана 226 прицепа, и больший из двух выходов функционально сдвигает челночный клапан для предоставления гидравлической жидкости в муфту сцепления тормозов прицепа. Другими словами, два независимых гидравлических трубопровода предоставляют гидравлическую жидкость в челночный клапан, и большее из двух давлений выводится в гидравлическую муфту сцепления тормозов прицепа.

[0041] Как описано ранее, обычные тормозные клапаны прицепа выполнены с фиксированным коэффициентом усиления таким образом, что выпускное давление имеет фиксированное соотношение с впускным давлением на основании коэффициента усиления. Однако, по новым международным стандартам существует потребность в более низком коэффициенте усиления гидравлического тормоза прицепа. Это может быть затруднено с более старыми прицепами, которые имеют низкую тормозную способность, потому что более низкий коэффициент усиления тормозного клапана прицепа может вызывать повышенный износ тормозов трактора и слабое управление торможением (т.е. буксированием трактора). Таким образом, чтобы иметь возможность тянуть как более новые, так и более старые прицепы, требуется такая регулируемая тормозная система прицепа, чтобы коэффициент усиления можно было регулировать в зависимости от типа буксируемого прицепа. Кроме того, гидравлические тормозные клапаны прицепа могут быть нестабильными, поскольку они усиливают давление в диапазоне от 3 до 17 раз от впускного давления. Более низкое усиление клапанов имеет тенденцию к большей стабильности по сравнению с клапанами с более высоким усилением, и, таким образом, требуется контур управления, такой как контур управления на фиг. 4, так как он может использовать наиболее низкое возможное усиление для соответствия определенным стандартам и все-таки регулироваться с более высоким усилением для более старых прицепов.

[0042] В контуре 400 управления фиг. 4 тормозной клапан 408 прицепа с низким усилением может быть предоставлен в непосредственном сообщении по текучей среде с педалями 204 тормозов и правым тормозным приводом 208 и левым тормозным приводом 210. В частности, тормозной клапан 408 прицепа может иметь фиксированный коэффициент усиления, который задается, чтобы соответствовать нормативам для давления с низким усилением. В данном варианте осуществления может быть предоставлено левое тормозное давление 402 и правое тормозное давление 404, когда оператор нажимает левую и правую педали 204 рабочих тормозов. Первый челночный клапан 218 расположен впереди педалей 204 тормозов и приводов, по аналогии с вариантом осуществления, изображенным на фиг. 2. В зависимости от того, какое из левого тормозного давления 402 и правого тормозного давления 404 больше, челночный клапан 218 может приводиться в движение в каждую сторону, обеспечивая возможность прохождения через него большего давления в трубопровод 242 управления тормозами. Таким образом, давление управления тормоза проходит по трубопроводу 242 управления в направлении впуска, как показано стрелкой 410.

[0043] Затем давление управления тормоза может быть умножено на фиксированный коэффициент усиления гидравлического тормозного клапана 408 прицепа для получения выпускного давления, которое проходит по выпускному трубопроводу 414 в направлении 412 прохождения. Выпускное давление проходит по выпускному трубопроводу 414 до тех пор, пока не достигнет челночного клапана 416, как показано на фиг. 4. Работа данного челночного клапана 414 будет описана ниже.

[0044] Набор 220 гидравлических клапанов фиг. 4 расположен параллельно по отношению к гидравлическому тормозному клапану 408 прицепа. Набор 220 гидравлических клапанов может принимать вид набора электрогидравлических клапанов, который является регулируемым для получения давления с более высоким усилением для более старых прицепов. Набор 220 гидравлических клапанов может содержать первый клапан и второй клапан. Первым клапаном может быть пропорциональный электромагнитный клапан 418 с регулируемым давлением, которым можно регулируемо управлять для получения изменяемого выпускного давления. Этот клапан может выводить гидравлическое давление между 0-35 бар, хотя другие варианты осуществления могут варьировать по величине выпускного давления из клапана. Тормозной контроллер 202, например, может посылать ток в клапан 418 управления для получения требуемого давления. Ток может варьировать таким образом, чтобы выпускное давление из клапана 418 управления было больше, чем выпускное давление тормозного клапана 408 прицепа с низким усилением. Коэффициент в наборе 220 клапанов может регулироваться оператором посредством дисплея 250. Например, используя дисплей 250 оператор может устанавливать коэффициент на определенное значение, и этот коэффициент может передаваться в тормозной контроллер 202. Этот коэффициент может храниться контроллером 202 в запоминающем блоке. В отличие от фиксированного коэффициента усиления тормозного клапана 408 прицепа, оператор может регулировать коэффициент в наборе 220 гидравлических клапанов до значения больше, чем фиксированный коэффициент усиления, или до любого требуемого значения давления. Например, если оператор отсоединяет более новый прицеп и присоединяет к трактору более старый прицеп, оператор может соответственно отрегулировать коэффициент настройки клапана.

[0045] Вторым клапаном может быть двухходовой или трехходовой, двухпозиционный электромагнитный клапан 420. Клапан 420 может содержать электромагнит 422, который находится в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202. Клапан 420 может смещаться в открытое положение, позволяя текучей среде проходить через набор 220 клапанов, но, если возникает проблема, аналогичная «предохранительному устройству» в описании выше, двухпозиционный клапан 420 может переключаться посредством тормозного контроллера 202 в закрытое положение, отводить давление в бак 236 и блокировать прохождение через набор 220 клапанов. В этом случае тормозное давление может все-таки подаваться через гидравлический тормозной клапан 408 прицепа с низким усилением, как описано выше.

[0046] Как также показано на фиг. 4, датчик 424 давления может быть расположен после набора 220 клапанов для измерения выпускного давления из него. Этот датчик 424 может соответствовать датчику 224 фиг. 2, который находится в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202, чтобы непрерывно передавать выпускное давление в контроллер.

[0047] Работа второго челночного клапана 416 может быть аналогична первому челночному клапану 218. В данном случае выпускное давление в трубопроводе 414 из гидравлического тормозного клапана 408 прицепа и выпускное давление из набора 220 электрогидравлических клапанов в трубопроводе 244 сходиться в челночный клапан 416. Большее из двух давлений будет проходить через челночный клапан 418 в гидравлический управляющий трубопровод 230 тормоза прицепа.

[0048] Со ссылкой на фиг. 5, способ 500 предоставлен для определение регулируемый давление, которая is выход посредством набора 220 электрогидравлических клапанов. В этом способе 500 множество блоков или этапов может выполняться для того, чтобы определять команду торможения набору 220 клапанов для достижения требуемого тормозного давления. Первый блок 502, например, может выполняться посредством установки коэффициента настройки клапана. Это может быть сделано посредством введения оператором значения коэффициента усиления на дисплей 250 в кабине трактора. При этом, оператор по необходимости может непрерывно регулировать коэффициент настройки клапана. В качестве альтернативы, это значение может определять тормозной контроллер 202 или другой блок управления. В любом случае коэффициент настройки клапана может устанавливаться или управляемо регулироваться в блоке 502.

[0049] После того, как блок 502 выполнен, способ 500 может переходить в блок 504, в котором датчики отслеживают тормозное давление. На фиг. 4, например, левое тормозное давление и правое тормозное давление могут отслеживаться парой датчиков 214, 216. Эти датчики 214, 216 находятся в электрическом сообщении с тормозным контроллером 202 так, чтобы в блоке 506, когда обнаруживается тормозное давление, датчики могли передавать давления в контроллер 202.

[0050] Когда контроллер 202 получает тормозные давления от датчиков или преобразователей, он может выполнять блок 508 посредством определения команды торможения в зависимости от тормозного давления и коэффициента настройки клапана. Это может достигаться посредством определения среднего значения тормозного давления и умножения среднего значения на коэффициент настройки клапана. В качестве альтернативы, контроллер 202 может выбирать максимальное или минимальное тормозное давление и умножать это давление на коэффициент настройки клапана. В дополнительном варианте осуществления контроллер 202 может быть запрограммирован получать отношение давлений и умножать его на коэффициент настройки клапана. способ, которым команда торможения определяется в блоке 508, может храниться в контроллере и выполняться в виде алгоритма или процедуры. В связи с этим, результат этого блока может управляемо регулироваться оператором посредством установки коэффициента настройки клапана в блоке 502. Следует понять, что команда торможения и коэффициент настройки клапана может быть в виде давления, или может вычисляться или иным образом преобразовываться в команду давления.

[0051] После того, как в блоке 508 определяется команда торможения, контроллер 202 может сравнивать команду торможения с коэффициентом настройки клапана в блоке 510. На основании сравнения контроллер 202 может выбирать большее из двух значений в блоке 512. Если коэффициентом настройки клапана является больший из двух значений, то величина усиления посредством набора 220 электрогидравлических клапанов определяется оператором. однако, если команда торможения больше, то способ 500 может переходить в блок 514, при этом контроллер 202 может определять величину тока, которая представляет собой функцию определенного тормозного давления. Ток может быть пропорциональным определенному тормозному давлению. В качестве альтернативы, ток может представлять собой фактор или коэффициент определенного давления. справочная таблица, формула, графические данные или другое известное средство может использоваться контроллером 202 для определения насколько большой ток посылать в пропорциональный электромагнитный клапан 418. После того, как в блоке 514 определена величина подаваемого тока, тормозной контроллер 202 в блоке 516 может подавать этот ток в клапан 418, а в блоке 518 давление усиливается посредством набора 220 клапанов на основании величины тока, посылаемого контроллером 202.

[0052] В данном варианте осуществления в блоке 506 оператор может нажимать педали 204 тормозов и создавать небольшую величину обнаруживаемого тормозного давления. В результате, может иметься низкая или минимальная величина тока, посылаемого в клапан 418, или коэффициент настройки клапана, устанавливаемый оператором в блоке 502, может быть больше, чем команда торможения, так что давление в трубопроводе 244 основано на коэффициенте настройки клапана, устанавливаемом оператором. В любом случае если имеется тормозное давление, задаваемое оператором, то давление будет приниматься с обеих сторон второго челночного клапана 416.

[0053] В качестве альтернативы, оператор может слегка касаться или нажимать педали 418 тормозов, не генерируя в блоке 506 никакого обнаруживаемого тормозного давления. В этом случае, может быть только предварительное тормозное давление из набора 220 электрогидравлических клапанов, и именно это предварительное тормозное давление проходит через второй челночный клапан 416 в гидравлический управляющий трубопровод 230 тормоза прицепа. Таким образом, тормоз прицепа может быть предварительное нагружен, даже если в блоке 506 способа 500 управления тормозное давление не определено.

[0054] Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в отношении по меньшей мере одного варианта осуществления, оно может быть дополнительно изменено в рамках сущности и объема его правовых притязаний. Вследствие этого, данная заявка охватывает любые варианты, способы применения или приспосабливания изобретения с использованием его общих принципов. Кроме того, данная заявка охватывает такие отклонения от настоящего изобретения, которые попадают в пределы известной или общепринятой практики в области, к которой относится данное изобретение, и которые попадают в рамки объема приложенной формулы изобретения.

Предложена тормозная система рабочей машины. Система содержит источник находящейся под давлением текучей среды, основной клапан, соединенный с источником по текучей среде, пропорциональный клапан управления, соединенный с источником по текучей среде. Также система содержит выход текучей среды, выполненный с возможностью соединения с тормозной системой прицепа по текучей среде, первый проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством основного клапана по текучей среде, второй проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством пропорционального клапана управления по текучей среде. При этом основной клапан содержит заданный фиксированный коэффициент усиления, а пропорциональный клапан управления содержит регулируемый коэффициент. Предложены также способ управления находящейся под давлением текучей средой, тормозная система комбинации трактора с прицепом. Достигается регулирование коэффициента усиления, повышенная стабильность. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тормозная система рабочей машины, содержащая:

источник находящейся под давлением текучей среды;

основной клапан, соединенный с источником по текучей среде;

пропорциональный клапан управления, соединенный с источником по текучей среде;

выход текучей среды, выполненный с возможностью соединения с тормозной системой прицепа по текучей среде;

первый проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством основного клапана по текучей среде;

второй проход для текучей среды, избирательно соединяющий источник с выходом текучей среды посредством пропорционального клапана управления по текучей среде;

при этом основной клапан содержит заданный фиксированный коэффициент усиления, а пропорциональный клапан управления содержит регулируемый коэффициент.

2. Тормозная система по п. 1, дополнительно содержащая челночный клапан, соединенный по текучей среде между основным клапаном, пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом челночный клапан выполнен с возможностью перемещения в ответ на разницу между первым давлением в первом канале для прохода и вторым давлением во втором канале для прохода.

3. Тормозная система по п. 1, дополнительно содержащая электромагнитный клапан, находящийся в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором пропорциональный клапан управления соединен по текучей среде с выходом текучей среды, и закрытым положением, в котором пропорциональный клапан управления не соединен по текучей среде с выходом текучей среды.

4. Тормозная система по п. 3, дополнительно содержащая:

контроллер; и

электромагнит электромагнитного клапана, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом перемещение электромагнитного клапана между открытым и закрытым положениями регулируется контроллером.

5. Тормозная система по п. 1, дополнительно содержащая:

контроллер;

рабочий тормозной клапан в сообщении по текучей среде с основным клапаном, при этом рабочий тормозной клапан выполнен с возможностью предоставления текучей среды при приведении в действие рабочего тормоза рабочей машины;

датчик, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом датчик выполнен с возможностью определения тормозного давления из рабочего тормозного клапана;

при этом пропорциональный клапан управления выполнен с возможностью регулирования контроллером, чтобы обеспечивать выходное давление в зависимости от тормозного давления.

6. Тормозная система по п. 5, в которой контроллер получает коэффициент настройки клапана и функционально регулирует выход пропорционального клапана управления в зависимости от тормозного давления и коэффициента настройки клапана.

7. Тормозная система по п. 5, в которой контроллер функционально регулирует пропорциональный клапан управления согласно изменяющемуся току, который является пропорциональным тормозному давлению.

8. Способ управления находящейся под давлением текучей средой в тормозную систему прицепа, включающий:

обеспечение контроллера, источника текучей среды, тормозной системы рабочей машины, тормозного выхода в сообщении по текучей среде с тормозной системой прицепа, основного клапана, имеющего заданный фиксированный коэффициент усиления, соединенного по текучей среде между источником текучей среды и тормозным выходом, пропорционального клапана управления, соединенного по текучей среде с источником текучей среды, электромагнитного клапана и челночного клапана;

соединение по текучей среде тормозной системы рабочей машины с основным клапаном посредством трубопровода управления;

генерирование выходного давления основного клапана на основании давления текучей среды в трубопроводе управления и заданного фиксированного коэффициента усиления;

идентификацию контроллером коэффициента настройки клапана для пропорционального клапана управления;

определение тормозного давления в тормозной системе рабочей машины датчиком;

передачу тормозного давления в контроллер посредством датчика;

определение команды торможения контроллером в зависимости от тормозного давления и коэффициента настройки клапана;

регулирование выходного давления пропорционального клапана управления контроллером в зависимости от коэффициента настройки клапана и команды торможения; и

создание давления текучей среды в тормозном выходе на основании большего из выходного давления пропорционального клапана управления и выходного давления основного клапана.

9. Способ по п. 8, дополнительно включающий:

обеспечение первого тормоза и второго тормоза тормозной системы рабочей машины, при этом первый тормоз генерирует первое тормозное давление, а второй тормоз генерирует второе тормозное давление;

соединение по текучей среде первого датчика с первым тормозом для определения первого тормозного давления и второго датчика со вторым тормозом для определения второго тормозного давления, при этом первый датчик и второй датчик электрически соединены с контроллером;

при этом этап определения включает вычисление команды торможения в зависимости от первого тормозного давления, второго тормозного давления и коэффициента настройки клапана.

10. Способ по п. 9, в котором этап определения включает умножение коэффициента настройки клапана на среднее из первого и второго тормозных давлений.

11. Способ по п. 9, в котором этап определения включает умножение коэффициента настройки клапана либо на более высокое, либо на более низкое из первого и второго тормозных давлений.

12. Способ по п. 9, в котором этап регулирования включает:

вычисление команды торможения в зависимости от первого тормозного давления, второго тормозного давления и коэффициента настройки клапана;

сравнение команды торможения с коэффициентом настройки клапана; и

вывод тока в пропорциональный клапан управления на основании большего из команды торможения и коэффициента настройки клапана.

13. Способ по п. 8, в котором этап регулирования включает:

определение величины тока пропорционально определенному тормозному давлению; и

отправку величины тока контроллером в пропорциональный клапан управления;

при этом величина тока регулируется на основании коэффициента настройки клапана.

14. Способ по п. 8, дополнительно включающий:

обеспечение электромагнитного клапана в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан содержит электромагнит, находящийся в электрическом сообщении с контроллером; и

функциональное регулирование перемещения электромагнитного клапана между открытым положением и закрытым положением, при этом в открытом положении выходное давление пропорционального клапана управления передается по текучей среде на тормозной выход, а в закрытом положении выходное давление пропорционального клапана управления не передается по текучей среде на тормозной выход.

15. Способ по п. 8, в котором этап создания включает приведение в действие челночного клапана на основании большего из выходного давления пропорционального клапана управления и выходного давления основного клапана.

16. Тормозная система комбинации трактора с прицепом, содержащая:

источник находящейся под давлением текучей среды;

первый тормоз и второй тормоз трактора, причем первый тормоз обеспечивает первое тормозное давление, а второй тормоз – второе тормозное давление;

челночный клапан, находящийся в сообщении по текучей среде с первым тормозным давлением и вторым тормозным давлением;

основной клапан, соединенный с источником по текучей среде, причем основной клапан содержит впуск и выпуск, при этом впуск соединен по текучей среде с первым челночным клапаном для приема большего из первого тормозного давления и второго тормозного давления;

пропорциональный клапан управления, соединенный с источником по текучей среде;

выход текучей среды, выполненный с возможностью соединения с тормозной системой прицепа по текучей среде;

первый проход для текучей среды, избирательно соединяющий по текучей среде источник с выходом текучей среды посредством основного клапана; и

второй проход для текучей среды, избирательно соединяющий по текучей среде источник с выходом текучей среды посредством пропорционального клапана управления по текучей среде;

при этом основной клапан содержит фиксированный коэффициент усиления, а пропорциональный клапан управления содержит регулируемый коэффициент.

17. Тормозная система по п. 16, дополнительно содержащая второй челночный клапан, соединенный по текучей среде между основным клапаном, пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом челночный клапан выполнен с возможностью перемещения в ответ на разницу между выводом первого давления основным клапаном и выводом второго давления пропорциональным клапаном управления.

18. Тормозная система по п. 16, дополнительно содержащая электромагнитный клапан, находящийся в сообщении по текучей среде между пропорциональным клапаном управления и выходом текучей среды, при этом электромагнитный клапан выполнен с возможностью перемещения между открытым положением, в котором пропорциональный клапан управления соединен по текучей среде с выходом текучей среды, и закрытым положением, в котором пропорциональный клапан управления не соединен по текучей среде с выходом текучей среды.

19. Тормозная система по п. 16, дополнительно содержащая:

контроллер;

датчик, находящийся в электрическом сообщении с контроллером, при этом датчик выполнен с возможностью определения первого и второго тормозных давлений;

при этом пропорциональный клапан управления выполнен с возможностью регулирования контроллером, чтобы обеспечивать выходное давление в зависимости от первого и второго тормозных давлений.

20. Тормозная система по п. 19, дополнительно содержащая дисплей оператора для передачи контроллеру коэффициента настройки клапана;

при этом команда торможения определяется контроллером в зависимости от коэффициента настройки клапана, первого тормозного давления и второго тормозного давления;

причем, когда ни первый тормоз, ни второй тормоз не создают никакого тормозного давления, выход пропорционального клапана управления основан на коэффициенте настройки клапана.