第五轮耦接器安全控制系统的制作方法

本发明通常涉及第五轮耦接器安全控制系统，特别是用于控制第五轮挂车挂接耦接系统并向车辆操作员提供或传达与挂接的耦接状态相关的状态信息的系统。

技术实现要素：

本发明的一方面是提供一种挂车挂接装置控制系统，该挂车挂接装置控制系统用于监测挂车挂接组件，具有用于接收挂车的挂接件的挂接件接收器以及用于将挂接件锁定在挂接件接收器内的锁定机构，该系统确定挂接件是否适当地耦接至挂车挂接组件，所述系统包括用于感测挂车相对于所述挂车挂接组件的位置的挂车传感器以及用于感测该锁定机构的位置的锁定传感器。所述系统还包括与所述挂车的制动组件流体连通的控制阀，所述控制阀在关闭位置和打开位置之间可操作，在关闭位置中制动组件处于接合位置，在打开位置中加压流体被供给到制动组件并且制动组件处于脱离接合位置，并且其中所述制动组件可从脱离接合位置朝向接合位置被正向地偏压。所述系统还包括耦接至挂车传感器、锁定传感器和控制阀的控制器，该控制器用于确定挂车挂接组件是否适当地耦接至挂接件，并在挂车挂接组件不适当地耦接至所述挂接件时对控制阀产生控制信号以致动控制阀从打开位置至关闭位置，使得所述制动组件保持在接合位置。

本发明的主要目的是提供一种挂车挂接装置控制系统，该挂车挂接装置控制系统通过要求被拖曳车的刹车保持锁定直到达到令人满意的耦接状态来防止操作员移动所述被拖曳车，除非达到了合适的耦接状态。本发明通过降低或消除由牵引车和被拖曳车之间错误的或不充分的耦接相关的事故造成的对被拖曳车、牵引车和位于被拖曳车内的产品的损坏来实现总的降低的操作成本，本发明向车辆操作员提供重要的反馈信息，并且特别适于所提出的用途。

通过参考下面的说明书、权利要求书和所附的附图，本领域技术人员将进一步懂得和理解本发明的这些和其它特征、优点和目的。

附图说明

图1是牵引机挂车组合的侧视图，其中所述组合处于耦接状态；

图2是图1的牵引机挂车组合的侧立面视图，其中该组合处于非耦接状态；

图3是第五轮挂接组件的仰视图；

图4是图3的挂接组件的侧立面视图；

图5是如图3中所示的挂接组件的局部横截面的侧视图；以及

图6是体现本发明的第五轮耦接器安全控制系统的示意图。

具体实施方式

为了本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”，以及其衍生词应涉及如图1和图3中所定向的本发明。但是，应当理解，本发明可以采取各种替代的定向和步骤顺序，除非明确给出相反的说明。也应该理解，在附图中示出、并在下面的说明书中描述的特定装置和过程是在所附的权利要求中限定的发明概念的示例性实施方式。因此，涉及本文所公开的实施方式的具体尺寸和其它物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求中明确说明。

参考标号10(图1和图2)通常表示牵引机挂车组合，其中牵引机12表示牵引车，挂车14表示被拖曳车。牵引机12包括一般由第五轮挂接组件16表示的挂车挂接组件，而挂车14包括一般由中枢销18表示的挂接件。第五轮挂接组件16包括：牢固地安装在牵引机12的框架构件22上的基部20、枢转地安装到横轴上的基部20的第五轮挂接板24以及用于将中枢销18锁定在适当位置的锁定机构26。第五轮耦接器安全控制系统优选地包括：安装到第五轮挂接组件16的多个传感器；和安装在牵引机12的驾驶室30内部的、通常由仪表板显示器28表示的状态指示装置或可视接口，其中使传感器通过电缆32耦接到状态指示装置。优选地，安装到挂接组件16的传感器包括中枢销传感器34和锁定传感器36。可替代地，也可以使用挂车近程式传感器(诸如挂车板移动传感器38)。在示出的示例中，传感器34、36、38包括非接触式感应传感器，然而，也可以使用本领域中公知的其他合适的传感器。虽然在下文中将挂接板移动传感器38描述为挂接板移动传感器，但所述移动传感器38也可以安装到其他位置，只要所述传感器38仍检测到挂车14向挂接组件16的接近即可。

图3示出了示例性第五轮挂接板24的仰视图，其中所述挂接板移动传感器38安装在挂接板24的凸缘40上，使得传感器38的感应端部在垂直于挂接板24的枢轴销42(图4)的方向上面向外侧。图4从侧面示出了在耦接水平位置A和非耦接的静止位置B(以虚线表示)与基部20结合的挂接板24。通过将金属板44在安装底架22上的一位置中(该位置靠近于当挂接板24处于静止位置B时传感器38的感应端部所在的位置)，挂接板移动传感器38检测板44的存在，作为用于确定所述挂接板处于倾斜的静止位置中的基础。当牵引机12后退到挂车14之下时，倾斜挂接板与挂车14的一部分之间进行接触。该接触使挂接板24转动到耦接位置。当传感器38随后检测不到板44时，可以得出结论，即，所述挂接板24已从其静止位置移开，并且挂车14接近挂接组件16。应注意，传感器38也可以安装成当挂接板24处于水平耦接位置时检测金属。

中枢销传感器34安装到挂接板24，该中枢销传感器的感应端部邻近挂接板24中形成的喉部46，挂车中枢销18被放置并且被锁定在该喉部中。图5示出了局部横截面的倒置侧视图，该图示出了当中枢销18适当地布置在喉部46中时该中枢销的位置。正如所构造的，当中枢销18的金属下凸缘被布置在喉部46内时，中枢销传感器34输出检测信号。

第五轮挂接组件16还包括所述锁定机构26，该锁定机构由压缩弹簧偏压以当挂车中枢销18一进入喉部46就自动锁定并固定该挂车中枢销。在图3中示出的示例中，锁定传感器36安装在挂接板24上，使得该锁定传感器的感应端部位于接近锁定机构26处于锁定位置时该锁定机构的金属板48所在的位置。以这种方式，锁定传感器36检测板48的存在，作为用来检测锁定机构26处于锁定和固定位置的基础。虽然在图3中示出了一种特定的锁定机构，但是本领域技术人员将理解，本发明可以联系任何类型的锁定机构而被使用，并且所述锁定传感器36可以被放置成感测所示锁定机构26的其他部件(如锁定爪50和致动所述锁定爪的一个或多个凸轮构件)的相对位置。还应当注意，本发明可以应用于具有其他构造的挂接组件，并不限于在此例示处的第五轮挂接组件和安装位置。

如在图6中示意性示出的，本发明的第五轮耦接器安全控制系统包括第五轮传感器线束组件52，其包括中枢销传感器34和锁定传感器36。虽然在该示例中未示出，但传感器线束组件52还可包括挂接板移动传感器38。另外，控制系统可以利用传感器阵列和控制器，以按照Hungerink等人的美国专利5861802和Schutt等人的美国专利6452485中公开的方式监测和控制相关部件，这两个专利的公开内容均通过引用全部并入本文。传感器线束组件52通过电缆32耦接到控制器或控制模块54。通过来自传感器34、36的读数，控制器54确定第五轮挂接组件16是否适当耦接至所述中枢销18。控制器54通过电缆56可操作地耦接到控制阀(一般由电磁阀58表示)。控制阀58与挂车14的停车或紧急制动组件60(图1和图6)流体连通。控制阀58在关闭位置与打开位置之间是可操作的，在关闭位置中所述制动组件60处于接合位置并防止挂车14移动，在打开位置中加压流体(诸如空气)被供给至制动组件60并且制动组件60处于脱离接合的位置，从而允许挂车14自由移动。制动组件60以本领域中公知的方式从脱离接合位置向接合位置被正向地偏压。虽然本文所述的与停车或紧急制动组件相关，但本发明的控制系统也可在不同配置的制动系统内使用。

在操作中，操作员相对于挂车14定位牵引机12，使得中枢销18被接收于挂接板24的喉部46内。然后中枢销18通过锁定机构26锁定在挂接板24的喉部46中，其中中枢销传感器34感测所述中枢销18是否适当地位于喉部24内，而锁定传感器36感测所述锁定机构26是否已适当地将枢销18锁定在喉部46中。然后操作员离开驾驶室30，并连接牵引机12和挂车14之间的流体连通或空气供应管线，潜在地允许制动组件60的脱离接合。操作员返回到驾驶室30，然后可能试图通过启动操作员控制的阀组件61来使制动组件60脱离接合，其中该操作员控制的阀组件流体连通在加压流体源62与控制阀58之间，所述加压流体源通常与牵引机12相关联。同时，信号经由电缆32从中枢销传感器34和锁定传感器36被发送至控制器54。如果控制器确定在第五轮挂接组件16和中枢销18之间已发生了不适当的耦接，则由控制器54生成控制信号，并且该控制信号被传送到控制阀58，以使控制阀58从打开位置移动到关闭位置，从而防止加压流体从加压流体源62移动到挂车14的制动组件60，以使得制动组件60保持在接合位置并防止挂车14被移动。如果控制器54确定挂接组件16和中枢销18之间已实现适当的耦接，则控制器54不生成到控制阀58的控制信号，并且控制阀58保持打开，因此，挂车14的制动组件60保持在脱离接合位置，从而允许挂车14移动。

可替代地，所述系统可以包括适于将挂接件18与挂接组件16的耦接状态传达给操作员的接口部件27。在示出的示例中，接口部件27包括向车辆操作员提供感测阵列的状态的可视化反馈的可视接口或仪表板显示器28。具体地，显示器28可被配置为提供可视化反馈，诸如“绿色”信号，以指示操作员已经实现了挂接组件16与中枢销18之间的适当的耦接，并且挂车14的制动组件60已经脱离接合；“红色”信号，以指示挂接组件16与中枢销18之间没有实现适当的耦接，并且该挂车14的制动组件60保持在接合位置；以及“黄色”信号，以指示整个系统处于准备耦接状态，并且操作员可能试图将牵引机12耦接到挂车14。当然，颜色编码的信号可以由文本、其他可视化指示器、和/或音频信号替代。

在另外的替代实施例中，所述系统可以包括通过电缆66可操作地耦接到控制器54的人工越控输入装置64，其中越控输入装置64使操作员能够推翻造成控制阀58保持在关闭位置的控制信号。即使在牵引挂接组件16与中枢销18之间实现了适当的耦接，也可能需要该越控信号，以便克服造成挂车14的制动组件60保持在接合位置的错误传感器阵列。虽然越控输入装置64在图6中示出为位于牵引机12的驾驶室30内，但应该注意越控输入装置64可以位于驾驶室30外的位置，从而要求操作员离开驾驶室30并在推翻接合的制动状态之前加强牵引挂接组件16与中枢销18之间的耦接状态的可视化检查。

在上述的描述中，本领域的技术人员将容易理解，在不脱离本文所公开的构思的情况下可对本发明作出修改。这样的修改是被视为包含在随后所附权利要求中，除非这些权利要求明确地通过它们的语言文字作出其他说明。