矿用工程运输车车辆的辅助制动器的信号控制系统及控制方法与流程

本发明涉及非公路工程运输车技术。更具体地说，本发明涉及一种矿用工程运输车车辆的辅助制动器的信号控制系统及控制方法。

背景技术：

伴随着采矿运输工具的快速进步，各种大吨位设备不断更新，矿用工程运输车整备质量已由40T逐步提高到90T甚至更高，但整车制动效能不能及时响应制动需求的问题一直困扰着大吨位运输车辆的发展。大吨位工程运输车辆目前的制动系统，包括整车主制动系统和发动机排气制动、缓速器制动系统等辅助制动系统。所述整车主制动系统是由脚制动操作设备，整车气路及刹车鼓组成，通过脚踩制动操作设备来控制整车气路气压，使刹车鼓产生制动效果；所述发动机排气制动是在发动机排气系统中加装排气蝶阀，通过控制蝶阀的开度，调节制动力输出；所述缓速器制动系统包括电涡流缓速器或液力缓速器，其中，电涡流缓速器由定子和转子构成，定子与车辆底盘固定，转子与传动轴连接，利用电涡流效应，产生与传动轴转动方向相反的制动力矩；液力缓速器与变速箱的一个输出端连接，内部由两个对置叶轮组成，油在两个叶轮间运动，由一个叶轮加速然后被另一叶轮减速，从而使输出端产生相反的制动力。

实践中，因矿区环境恶劣，司机操作传统工程运输车时，往往仅凭借自身经验，当车辆下坡减速、低速时，在平路停车等工况下，通过相应手柄开关、脚制动操作设备等，分情况而投入辅助制动、主制动；在紧急状况下，尤其当车辆通过较大的下坡路段时，需要同时拨动手柄开关和脚制动操作设备，将辅助制动与主制动同时投入。如此操作，易产生驾驶疲劳等现象，且因制动方式不科学，常发生主制动系统过热、辅助制动的制动力不够，致使整车丧失制动能力而导致发生安全事故。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是通过信号控制系统中的主控芯片接受车速、转速信号、主制动器的模拟量并进行逻辑判断，实现自动化控制车辆的辅助制动器。

本发明还有一个目的是在主控芯片内设定多组主制动器的模拟量的预定值，主控芯片接收到车辆当前的主制动器的模拟量后与设定的预定值比较后，根据实际情况控制排气制动系统和/或缓速器制动系统输出对应的制动力。

本发明还有一个目的是通过在辅助制动器的信号控制系统上设置操控开关，实现车辆的辅助制动器的自动操控和手动操控的自由切换。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种车辆的辅助制动器的信号控制系统，包括：

模拟量传感器，其连接至所述车辆的主制动器，以探测所述主制动器的模拟量；

主控芯片，其与所述车辆的速度传感器和转速传感器通讯连接，以接收车辆的速度信号和转速信号，且所述主控芯片还与所述车辆的模拟量传感器通讯连接；

其中，所述主控芯片首先判断所接收到的速度信号和转速信号是否均大于第一预定值，如果均大于第一预定值，则继续判断所述主制动器的模拟量是否大于第二预定值，如果大于第二预定值，则所述主控芯片向所述辅助制动器发出启动信号。

优选的是，所述模拟量传感器为位移传感器，其探测所述主制动器的位移量，以作为所述主制动器的模拟量。

优选的是，所述辅助制动器包括针对汽车排气进行控制的排气制动系统，和针对车辆传动系的旋转方向和制动力矩进行控制的缓速器制动系统，当所述主控芯片向所述辅助制动器发出启动信号时，所述信号控制系统控制所述排气制动系统输出制动力F1，且控制所述缓速器制动系统输出制动力F2。

优选的是，当所述主制动器的模拟量大于第三预定值时，其中第三预定值大于第二预定值，控制所述缓速器制动系统输出制动力F3，其中F3大于F2。

优选的是，所述缓速器制动系统输出制动力F2的大小随着所述主制动器的模拟量的大小的增加而增加。

优选的是，所述主制动器为脚踩刹车，且所述主控芯片还与所述车辆的离合踏板动作检测设备和/或油门踏板动作检测设备通讯连接，当检测到所述车辆的离合踏板动作和/或油门踏板动作时，所述主控芯片向所述辅助制动器停止发出启动信号。

优选的是，还包括：

操控开关，其设置在所述主控芯片的接收端，以切断所述主控芯片对所述速度信号、所述转速信号以及所述主制动器的模拟量的判断步骤，而转向手动操控辅助制动器模式。

本发明还提供了一种车辆的辅助制动器的控制方法，包括：

通过模拟量传感器探测所述主制动器的模拟量；

通过速度传感器和转速传感器探测车辆的速度信号和转速信号；

通过主控芯片接收所探测到的模拟量、速度信号和转速信号，并且首先判断所接收到的速度信号和转速信号是否均大于第一预定值，如果均大于第一预定值，则继续判断所述主制动器的模拟量是否大于第二预定值，如果大于第二预定值，则所述主控芯片向所述辅助制动器发出启动信号。

优选的是，通过操控开关在所述主控芯片向所述辅助制动器发送控制信号的自动操控辅助制动器模式与手动操控辅助制动器模式之间切换，且当处于自动操控辅助制动器模式时，主控芯片实时接收所探测到的模拟量、速度信号和转速信号，并执行判断步骤。

优选的是，当所述主控芯片检测到所述车辆的离合踏板动作和/或油门踏板动作时，所述主控芯片向所述辅助制动器停止发出启动信号。

本发明提供了一种车辆的辅助制动器的信号控制系统，通过主控芯片接受车辆的速度信号和转速信号，并进行判断，当速度信号与转速信号均大于设定的第一预定值时，进入主制动器的模拟量的判断，当模拟量大于设定的第二预定值时，主控芯片向辅助制动器发出启动信号，实现智能启动辅助制动器并控制辅助制动器输出的制动力的大小，解决了传统工程运输车综合制动能效不高的问题，使工程运输车稳定在一定的安全车速范围内，且车辆在重载行驶时突然刹车，本发明智能控制辅助制动器减轻对车桥、板簧、变速箱等机械部件的惯性冲击。综上可知，本发明车辆的辅助制动器的信号控制系统及控制方法，大大提高了工程运输车的安全性，特别适用于大吨位工程运输车在重载下坡时的制动要求：在紧急制动时，能够缩短刹车距离；在非紧急制动时，能够降低主制动负荷，减少磨损；在重载下坡时，能够保证车辆缓速行驶，确保行车安全。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明中车辆的辅助制动器的信号控制系统的电路连接简图；

图2为本发明中车辆的辅助制动器的信号控制系统的工作流程简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

现有工程运输车包括两套制动系统，分别为主制动系统以及辅助制动系统，其中辅助制动系统包括了排气制动系统和缓速器制动系统。现有的工程运输车是通过手动控制对应的排气制动操作设备和缓速器制动操作设备来控制排气制动系统和缓速器制动系统输出不同大小的制动力。

如图1-2所示，本发明提供一种实现对辅助制动系统进行控制的信号控制系统，包括：

模拟量传感器1，其连接至所述车辆的主制动器，以探测所述主制动器的模拟量，这里模拟量传感器1可以是位移传感器、压力传感器等，当模拟量传感器1为位移传感器时，通过探测主制动器的位移量，来作为模拟量；当模拟量传感器1为压力传感器时，通过探测主制动器上的压力量，来作为模拟量。

主控芯片9，其与所述车辆的速度传感器和转速传感器通讯连接，即与车辆的转速表7和里程表10进行通讯连接，以接收车辆的速度信号和转速信号，且所述主控芯片9还与所述车辆的模拟量传感器通讯连接，以接受车辆的模拟量信号。

其中，所述主控芯片9首先判断所接收到的速度信号V和转速信号A是否均大于第一预定值，例如，此处设定的速度信号的第一预定值为V1，转速信号的第一预定值为A1，如果均大于第一预定值，即V＞V1且A＞A1，则继续判断所述主制动器的模拟量K是否大于第二预定值，若其中一项不大于第一预定值，则重新检测车速与转速，例如，此处设定的第二预定值为K1，如果大于第二预定值，即K＞K1，则所述主控芯片9向所述辅助制动器发出启动信号。反之若V＜V1，则主控芯片9停止判断模拟量K，返回上一级继续接收速度信号V和转速信号A，若V＞V1且A＞A1，且K＜K1，则返回继续接收速度信号V和转速信号A，或者返回继续接受当下模拟量K，继续判断当下的模拟量是否大于K1。

在另一种技术方案中，所述模拟量传感器为位移传感器，其探测所述主制动器的位移量，以作为所述主制动器的模拟量。

在另一种技术方案中，所述辅助制动器包括针对汽车排气进行控制的排气制动系统6，和针对车辆传动系的旋转方向和制动力矩进行控制的缓速器制动系统5。所述车辆的辅助制动器的信号控制系统还包括：当所述主控芯片9向所述辅助制动器发出启动信号时，所述信号控制系统控制所述排气制动系统6输出制动力F1，且控制所述缓速器制动系统5输出制动力F2，此处缓速器制动系统5为液力缓速器或者电涡流缓速器。例如，当K＞K1时，所述主控芯片9向所述辅助制动器发出启动信号，同时控制排气制动系统6输出制动力F1、且控制缓速器制动系统5输出制动力F2。

在另一种技术方案中，所述车辆的辅助制动器的信号控制系统还包括：当所述主制动器的模拟量大于第三预定值K2时，其中第三预定值大于第二预定值，即K＞K2＞K1时，控制所述缓速器制动系统5输出制动力F3，其中F3大于F2。在上述技术方案中，当K2≥K＞K1时，主控芯片9控制排气制动系统6输出制动力F1、且控制缓速器制动系统5输出制动力F2，该状态下可维持车辆在对应车速范围内行驶；当K＞K2时，主控芯片9可控制缓速器制动系统5输出制动力F3；由此可知本主控芯片9具有单独控制排气制动系统6和缓速器制动系统5的功能，排气制动系统6和缓速器制动系统5在主控芯片9的控制下可单独启动其中的一个或两个，而不是必须同时启动。

在另一种技术方案中，所述车辆的辅助制动器的信号控制系统还包括：所述缓速器制动系统5输出制动力F2的大小随着所述主制动器的模拟量的大小的增加而增加，表示主控芯片9根据模拟量的大小将缓速器制动系统5分为多个档级，每个档级对应输出一个恒定不变的制动力Fx。例如，主控芯片9中可设定多个第二预定值，从大到小排列一次为Kn、Kn-1、…、K2、K1，当车辆当前模拟量K＞Kn时，缓速器制动系统5输出制动力Fn，当车辆当前模拟量Kn≥K＞Kn-1时，缓速器制动系统5输出制动力Fn-1，…，当车辆当前模拟量K3≥K＞K2时，缓速器制动系统5输出制动力F2，当车辆当前模拟量K2≥K＞K1时，缓速器制动系统5输出制动力F1，且Fn＞Fn-1＞…＞F2＞F1，从而实现辅助制动器的多个档级的制动力的智能输出。

在另一种技术方案中，所述主制动器为脚踩刹车，且所述主控芯片9还与所述车辆的离合踏板动作检测设备和/或油门踏板动作检测设备通讯连接，当检测到所述车辆的离合踏板动作和/或油门踏板动作时，所述主控芯片9向所述辅助制动器停止发出启动信号。在上述技术方案中，离合踏板动作检测设备和油门踏板动作检测设备可以是设置在离合踏板以及油门踏板上的位移传感器或者压力传感器等，当主控芯片9检测到油门踏板的动作信号时，表示车辆可能会要加速，不需要制动力，此时主控芯片9停止向辅助制动器发出启动信号，返回初始检测判断步骤，重新对车速、转速以及模拟量进行检测和判断；当主控芯片9检测到离合踏板动作时，表示车辆可能需要换挡变速，有可能是加速有可能是减速，此时主控芯片9停止向辅助制动器发出启动信号，需重新对当前车速、转速以及主制动器的模拟量进行判断步骤。

在另一种技术方案中，所述车辆的辅助制动器的信号控制系统还包括：

操控开关，其与所述主控芯片9的接收端电连接，以切断所述主控芯片9对所述速度信号、所述转速信号以及所述主制动器的模拟量的判断步骤，而转向手动操控辅助制动器模式。在上述技术方案中，所述操控开关4断开时，信号控制系统进入待机模式，不再对速度信号、转速信号以及模拟量信号进行判断，仍能接受转速信号及速度信号，处于通电状态，类似于电视机插电但没按开开关的状态。

在上述技术方案中，车辆的辅助制动器的信号控制系可安装于车辆驾驶室仪表台上，但并不限于此处。车辆的辅助制动器的信号控制系的内部结构除了主要部件主控芯片9外，还包括有若干电阻、电容、具有锁存功能的芯片以及印刷电路板，它们之间通过电连接，类似于常规的黑匣子之类的控制器；车辆的辅助制动器的信号控制系统的外部结构设置有若干输入端口和输出端口。其中，输入端口分别与车辆上的离合器动作检查设备2、油门动作检测设备3、模拟量传感器（设置在主制动器上的传感器）、操控开关4、转速表7以及里程表10电连接，其中离合器动作检查设备2和油门动作检测设备3均为位移传感器或压力传感器等模拟量传感器；输出端口分别与排气制动系统6和缓速器制动系统5电连接，以控制辅助制动系统，输出端口还可以与显示装置8电连接，显示装置8具有显示当前主制动系统的模拟量，可供用户实时监测。

主控芯片9本发明还提供一种车辆的辅助制动器的控制方法，包括：

通过模拟量传感器探测所述主制动器的模拟量，这里的模拟量信号可以是位移信号或压力信号等；

通过速度传感器和转速传感器探测车辆的速度信号和转速信号；

通过主控芯片9接收所探测到的模拟量、速度信号和转速信号，并且首先判断所接收到的速度信号和转速信号是否均大于第一预定值，如果均大于第一预定值，则继续判断所述主制动器的模拟量是否大于第二预定值，如果大于第二预定值，则所述主控芯片9向所述辅助制动器发出启动信号。例如，此处设定的速度信号的第一预定值为V1，转速信号的第一预定值为A1，第二预定值为K1，测定的当前速度信号和转速信号分别为V和A，即V＞V1且A＞A1时，继续判断当前的模拟量K，若K＞K1，则主控芯片9向辅助制动器发出启动信号，启动辅助制动系统中的排气制动系统6和/或缓速器制动系统5输出相应的制动力，这里也不排除主控芯片9能控制辅助制动器中的其他制动系统，若K≤K1，则返回上一级继续检测当前模拟量再与K1比较，或者返回初始检测当前车速和转速，再与速度V1和转速A1进行比较。

在另一种技术方案中，通过操控开关在所述主控芯片9向所述辅助制动器发送控制信号的自动操控辅助制动器模式与手动操控辅助制动器模式之间切换，且当处于自动操控辅助制动器模式时，主控芯片9实时接收所探测到的模拟量、速度信号和转速信号，并执行判断步骤。当操控开关4断开后，信号控制系统进入待机模式，不再对速度信号、转速信号以及模拟量信号进行判断，仍能接受转速信号及速度信号，处于通电状态，类似于电视机插电但没按开开关的状态。

在另一种技术方案中，当所述主控芯片9检测到所述车辆的离合踏板动作和/或油门踏板动作时，所述主控芯片9向所述辅助制动器停止发出启动信号。在上述技术方案中，当主控芯片9检测到油门踏板的动作时，表示车辆可能会要加速，不需要制动力，此时主控芯片9停止向辅助制动器发出启动信号；当主控芯片9检测到离合踏板动作时，表示车辆可能需要换挡变速，此时主控芯片9停止向辅助制动器发出启动信号，需重新对当前车速、转速以及主制动器的模拟量进行判断步骤。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。