本发明属于汽车制动系统技术领域，特别是一种制动灵敏、倒车时无制动且制动特性可调的主动式挂车制动系统。
背景技术：
为配合不同形式制动系统的牵引车，国内外挂车制动系统一般采用惯性制动系统。
惯性制动系统又分为机械式惯性制动系统和液压式惯性制动系统。
机械式惯性制动系统结构简单，制动可随牵引车制动减速度变化而产生相应的制动力。中国发明专利申请“挂车”(申请号：200810054115.3，公开日：2010.09.08)公开了一种机械式惯性制动系统，利用牵引车制动时产生对挂车牵引环的推力，推动牵引机构向后运动，同时带动转臂使之转动；转臂另一端拉动制动拉索使制动器的制动蹄张开并与制动鼓摩擦，产生制动力。但是该机械式惯性制动系统制动效能低，有一定的滞后性，容易出现侧滑，制动协调性差，易产生制动冲击。
液压式惯性制动系统结构相对复杂，如中国实用新型专利申请“具有撞击制动功能的挂车液力冲击制动系统”(申请号：201120269388.7，公开日：2012.05.09)，美国发明专利申请“surgebrakeactuator”(申请号：14/196304，公开日：2015.08.13)。两者均采用了液压式惯性制动系统。当牵引车制动时，速度降低，而挂车由于惯性，瞬时速度保持不变，造成牵引车牵引钩与挂车牵引环发生撞击，导致牵引车挂钩推动挂车牵引环向后运动，进而撞击液压主缸的推杆，推杆将撞击力转换成液压力并通过制动管路推动制动轮缸的制动蹄，使制动器制动。但是这种液压式惯性制动系统制动不灵敏；如在转弯时制动，易造成挂车顶开牵引车的现象；而且液压式惯性制动是纯机械结构，制动特性无法调节。
且无论对于上述机械式惯性制动系统或液压式惯性制动系统，当牵引车倒车时，均会对挂车造成惯性冲击，从而使挂车产生制动而无法倒车。为解决此问题，目前通用的做法包括：1、在倒车前，用倒车销将惯性制动装置锁止，然后再进行倒车。该方法过于繁琐；2、使用倒车制动自动解除的制动器，如中国实用新型专利申请“带制动蹄倒车松脱机构的制动器”(申请号：200820075951.5，公开日：2009.07.01)公开了一种小挂车用鼓式制动器，在倒车时自动解除制动，而在前进时又能自动恢复惯性制动，解决了惯性制动系统挂车不能自动倒车的问题。但该方法需重新开发制动器，且制动器只能在较小的倒车制动力矩作用下进行倒车，在大坡道或重载工况下无法倒车。
总之，现有技术存在的问题是：挂车制动不灵敏，有一定的滞后性；倒车时存在制动力矩，无法满足大坡道或重载工况下倒车使用要求；制动特性无法调节。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种主动式挂车制动系统，制动灵敏、倒车时无制动且制动特性可调。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种主动式挂车制动系统，包括：
15芯电连接器1，用于牵引车与挂车之间的电气连接；
联接构件2，用于牵引车与挂车之间的机械连接；
电控单元3，用于接收15芯电连接器1和联接构件2的信号，发出相应的指令信号给液压系统4执行；
液压系统4，用于挂车制动的执行机构；
蓄电池5，用于为电控单元3和液压系统4供电；
所述电控单元3的信号输入端与联接构件2和15芯电连接器1的信号输出端相连，电控单元3的信号输出端与液压系统4的信号输入端相连，所述15芯电连接器1的电源输出端分别与蓄电池5和液压系统4的电源输入端相连，蓄电池5的电源输出端分别与电控单元3和液压系统4的电源输入端相连。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、制动灵敏：采用主动式挂车制动系统，当接收到牵引车制动信号或位移传感器检测到牵引车和挂车之间相对位移发生变化后立即制动，避免了惯性制动的滞后性，同时大幅降低了制动冲击，改善了牵引车牵引挂车行驶中的平顺性。
2、倒车时无制动：当接收到牵引车倒车信号时，挂车不会制动，避免了惯性制动系统倒车时触发制动的问题，且不需要额外操作。
3、制动特性可调：采用电子控制，制动可靠性高，制动特性可调。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明主动式挂车制动系统的结构框图，虚线为信号线，实线为电源线。
图2为图1中联接构件的工作原理图。
图3为图1中液压系统的工作原理图，虚线为电信号，实线为液压管路。
图中，15芯电连接器1，联接构件2，电控单元3，液压系统4，蓄电池5；
挂车牵引环21，连接块一22，连接块二23，位移传感器24，限位弹簧25，紧急制动装置26；
储液罐41，电动液压泵42，单向阀43，高压蓄能器44，减压阀45，进液阀46，出液阀47，液压传感器48，轮缸49。
具体实施方式
如图1所示，本发明主动式挂车制动系统，包括：
15芯电连接器1，用于牵引车与挂车之间的电气连接；
联接构件2，用于牵引车与挂车之间的机械连接；
电控单元3，用于接收15芯电连接器1和联接构件2的信号，发出相应的指令信号给液压系统4执行；
液压系统4，用于挂车制动的执行机构；
蓄电池5，用于为电控单元3和液压系统4供电；
所述电控单元3的信号输入端与联接构件2和15芯电连接器1的信号输出端相连，电控单元3的信号输出端与液压系统4的信号输入端相连，所述15芯电连接器1的电源输出端分别与蓄电池5和液压系统4的电源输入端相连，蓄电池5的电源输出端分别与电控单元3和液压系统4的电源输入端相连。
如图2所示，
所述联接构件2包括挂车牵引环21、连接块一22、连接块二23、位移传感器24、限位弹簧25和紧急制动装置26；
所述连接块一22一端与挂车牵引环21固定连接，另一端可左右滑动地嵌套在连接块二23内；
所述位移传感器24一端与连接块一22固定连接，另一端与连接块二23固定连接；
所述限位弹簧25置于连接块一22嵌套于连接块二23内的端部与连接块二23内侧的限位块之间；
所述紧急制动装置26固定于连接块二23顶部，引出的钢丝拉线一端与牵引车相连，另一端与挂车驻车制动拉索相连；
所述位移传感器24的信号输出端与与电控单元3的信号输入端相连。
根据《gb/t20717-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器24v15芯型》规定：15芯电连接器1的接点7为牵引车制动信号输出端，接点8为牵引车倒车信号输出端，将它们分别与电控单元3的信号输入端相连，此外，所述电控单元3的信号输入端还与所述联接构件2中的位移传感器24信号输出端相连。
优选地，所述15芯电连接器1的信号输出端包括牵引车制动信号输出端和牵引车倒车信号输出端。
如图3所示，所述液压系统4包括储液罐41、电动液压泵42、单向阀43、高压蓄能器44、减压阀45、进液阀46、出液阀47、液压传感器48和轮缸49；
所述储液罐41、电动液压泵42、单向阀43、进液阀46、轮缸49用管路依次串联，轮缸49还与出液阀47、储液罐41用管路依次串联，高压蓄能器44的管路与单向阀43和进液阀46之间的管路相通，减压阀45一端接在电动液压泵42的进液口，另一端接在进液阀46的进液口，液压传感器48置于进液阀46与轮缸49相连的管路之中；
所述电动液压泵42、进液阀46和出液阀47的控制端分别与所述电控单元3的信号输出端相连；
所述电动液压泵42的电源输入端与所述15芯电连接器1和蓄电池5的电源输出端相连。
优选地，进液阀46和出液阀47可以为二位二通常闭电磁阀。
因为挂车无动力源，根据《gb/t20717-2006道路车辆牵引车与挂车之间电连接器24v15芯型》规定：15芯电连接器1接点9为24v持续供电电源输出端，将其分别与蓄电池5和液压系统4的电源输入端相连，将蓄电池5的电源输出端分别与电控单元3和液压系统4的电源输入端相连。行驶过程中挂车不需要制动时，15芯电连接器1给蓄电池5充电；挂车需要制动时，15芯电连接器1和蓄电池5同时给液压系统4供电。
本发明的工作原理如下：
牵引车制动时，电控单元3接收到牵引车制动信号和位移传感器信号，驱动电动液压泵42和进液阀46，高压蓄能器44中的高压制动液经进液阀46给轮缸49加压完成挂车制动。
牵引车制动，15芯电连接器1的牵引车制动信号输出端输出制动信号到电控单元3，同时牵引车与挂车之间发生相对位移，连接块一22和连接块二23之间出现前后滑动，位移传感器24检测出变化量后将信号输出到电控单元3，电控单元3综合考虑接收到的牵引车制动信号和位移传感器检测出的相对位移变化量信号，经内部算法计算后输出信号给电动液压泵42和进液阀46，使进液阀46处于“开”状态，高压蓄能器44中的高压制动液经进液阀46流入制动轮缸49，推动制动蹄或制动钳进行制动，此为加压过程。
牵引车解除制动时，电控单元3接收到牵引车解除制动信号，根据位移传感器信号判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀46和出液阀47均关闭，此为保压过程；反之，电控单元3驱动出液阀47，轮缸49里的制动液经出液阀47流回储液罐41从而完成卸压，挂车解除制动。
牵引车解除制动，电控单元3接收到牵引车解除制动信号，根据接收到的位移传感器24输出的信号判断是否还需对挂车进行制动，如果还需对挂车进行制动则使进液阀46恢复“闭”状态，此为保压过程；反之，电控单元3输出信号给进液阀46、出液阀47和电动液压泵42，使出液阀47处于“开”状态，进液阀处于“闭”状态，电动液压泵42停止工作，轮缸49里的制动液经出液阀47流回储液罐41，此为卸压过程。
牵引车倒车时，电控单元3接收到牵引车倒车信号，不对挂车进行制动，直至完成倒车。
牵引车倒车，虽然位移传感器24检测出变化量但电控单元3接收到15芯电连接器1输出的牵引车倒车信号，此时挂车不会进行制动，直至完成倒车。
本发明采用牵引车制动信号+位移传感器的结构，在牵引车制动之时，就能立即检测到制动信号和位移传感器信号，并且及时对挂车进行制动。相比惯性制动系统，牵引车牵引钩与挂车牵引环发生撞击之后，挂车才能触发制动，本发明制动灵敏，且能够大大减小由于制动滞后所造成的挂车对牵引车的制动冲击，改善牵引车牵引挂车行驶中的平顺性。且避免了惯性制动带来的倒车时触发制动的问题，无需重新开发结构复杂的制动器用以自动解除倒车制动。本发明采用电子控制，相比惯性制动系统全机械的结构，制动灵敏、制动可靠且制动特性可调。