本发明涉及一种具有制动系统的车辆和用于接合制动系统的方法。制动系统接合作为等待制动器的制动机构。车辆具有双功能设备，其被配置成使得在当车辆变速器系统处于驾驶模式时双功能装置被激活时，变速器系统保持在该驾驶模式，并且在当变速器系统处于空档模式时双功能装置被激活时，制动机构被接合。
计算机控制单元，所述计算机控制单元包括用于制动机构的操作的控制逻辑；以及自动变速器系统，其具有多个驾驶模式和空档模式，所述自动变速器系统包括双功能设备，所述双功能设备被配置成使得：在当自动变速器系统处于驾驶模式时所述双功能装置被激活时，所述自动变速器系统保持在所述驾驶模式，在当所述自动变速器系统处于空档模式时双功能装置被激活时，所述制动机构被接合；并且所述计算机控制单元监测发动机速度和变速器输出速度，所述控制逻辑要求：在允许双功能装置与制动机构接合之前，发动机速度高于预设最小发动机速度并且变速器输出速度低于预设最大变速器输出速度。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述双功能设备通过施加手动压力而被激活。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，在已经施加手动压力以激活所述双功能设备达最小时间周期后，所述制动机构被接合。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述双功能设备通过施加手动压力而被停用。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中在已经施加手动压力达最小预设周期之后，所述双功能设备被停用。
6.根据权利要求3所述的车辆，其中所述最小预设周期为0.5秒。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中当所述变速器系统处于空档模式时，所述双功能设备仅在所述制动机构或另一制动机构已经被制动致动器接合之后才能被激活。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中当所述变速器系统的模式从空档模式改变为驾驶模式时，所述双功能设备被停用。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中所述车辆具有发动机，并且所述双功能设备仅在所述发动机运行时被激活。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中所述车辆具有发动机，并且所述双功能设备仅在所述发动机被关掉时被停用。
11.根据权利要求1所述的车辆，其中所述变速器系统还包括用于改变所述变速器系统模式的变速器档位选择杆，并且所述双功能设备安装在所述变速器档位选择杆上。
12.根据权利要求1所述的车辆，其中所述双功能设备是切换器。
13.一种接合车辆中的制动机构的方法，所述车辆具有制动系统、计算机控制单元和具有至少一个驾驶模式和空档模式的自动变速器系统，所述方法包括以下步骤：使所述自动变速器系统处于空档模式；并且
在当自动变速器系统处于驾驶模式时所述双功能装置被激活时，所述变速器系统保持在所述驾驶模式，在当自动变速器系统处于空档模式时所述双功能装置被激活时，所述制动机构被接合；并且所述计算机控制单元监测发动机速度和变速器输出速度，所述计算机控制单元包括用于制动机构的操作的控制逻辑，所述控制逻辑要求：在允许双功能装置与制动机构接合之前，发动机速度高于预设最小发动机速度并且变速器输出速度低于预设最大变速器输出速度。
14.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，还包括在激活所述双功能设备之前操作制动致动器以接合所述制动机构或另一制动机构的步骤。
15.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中，通过施加手动压力来激活所述双功能设备。
16.根据权利要求15所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中，在手动压力已经施加到所述双功能设备达最小预设周期之后，所述制动机构被接合。
17.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中，通过施加手动压力至所述双功能设备来停用所述双功能设备。
18.根据权利要求17所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中在已经施加手动压力达最小预设周期之后，所述双功能装置被停用。
19.根据权利要求16所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中所述最小预设周期为
20.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中当所述变速器系统处于空档模式时，所述双功能设备仅在所述制动机构或另一制动机构已经被手动接合之后才能被激活。
21.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中当所述变速器系统的模式从空档模式改变为驾驶模式时，所述双功能设备被停用。
22.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中所述车辆具有发动机，并且所述双功能设备仅在所述发动机运行时被激活。
23.根据权利要求13所述的接合车辆中的制动机构的方法，其中所述车辆具有发动机，并且所述双功能设备仅在所述发动机被关掉时被停用。
制动系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具有制动系统的车辆和用于接合制动系统的方法，并且更具体地，涉及用于接合作为等待制动器的制动机构的制动系统。
背景技术
[0002] 通常在施工和挖掘期间采用包括卡车、轮式装载机等的载重车以将负荷从一点运输至另一点。在这类车辆所运行的地面上通常会由于地面倾斜(视为斜坡)而不均匀。
[0003] 载重车通常具有“停车制动器”系统，其旨在当车辆不运行时使用。在车辆停止在水平面上的这些情况中，停车制动器接合，发动机关闭且车辆操作者(驾驶员)离开驾驶室。然而，存在其中车辆必须临时停止而发动机仍然运行且操作者留在驾驶室中的许多情况。
在装载和卸除期间或在等待装载和卸除时需要这样的临时停车。对于临时停车，这些车辆通常配备有通常通过操作者经由脚踏板激活的“行车制动器”系统。装载和卸除操作可以发生在斜坡上，这意味着操作者可能需要坐着且他们的脚按压在行车制动器踏板上每次均持续几分钟。
[0004] US-A-2003/0111891和US-A-2007/0150120描述了一种用于载重车的操作者控制装置，其在单个操作中激活行车制动器并且获得齿轮箱的空档位置。这消除了操作者将他的脚保持按压在停车制动器上的需要。然而，在车辆移开之前，操作者必须首先将换档杆从其在装置通过空档激活时所处的位置中移动并且使其进入期望前进或后退档位。
发明内容
[0005] 根据本发明，提供了一种车辆，包括：
[0006] 制动机构；以及
[0007] 自动变速器系统，其具有多个驾驶模式和空档模式，
[0008] 所述变速器系统包括双功能设备，所述双功能设备被配置成使得：
[0009] 在当车辆变速器系统处于驾驶模式时双功能装置被激活时，变速器系统保持在该驾驶模式，并且
[0010] 在当变速器系统处于空档模式时双功能装置被激活时，制动机构被接合。
[0011] 根据本发明，还提供了一种接合车辆中的制动机构的方法，所述车辆具有制动系统和具有至少一个驾驶模式和空档模式的自动变速器系统，所述方法包括以下步骤：
[0012] 使变速器系统处于空档模式；并且
[0013] 激活双功能设备，
[0014] 所述双功能设备被配置成使得：
[0015] 在当车辆变速器系统处于驾驶模式时双功能装置被激活时，变速器系统保持在该驾驶模式，并且
[0016] 在当变速器系统处于空档模式时双功能装置被激活时，制动机构被接合。
附图说明
[0017] 仅仅作为示例，现在将参考附图描述制动系统的优选实施例，在附图中：
[0018] 图1是说明制动系统的操作的示意图；
[0019] 图2是示出图1的制动系统的变速杆的驾驶室控制的透视图；
[0020] 图3是图1的制动系统的制动器控制机构的图；
[0021] 图4是图1的制动系统处于一操作模式中的图；
[0022] 图5是图1的制动系统处于另一操作模式中的图；以及
[0023] 图6是其中等待制动功能激活的图1的制动系统的图。
具体实施方式
[0024] 本发明的用于车辆的制动系统和用于接合制动系统的方法可以在任何车辆、尤其载重车(包括铰接式或非铰接式车辆)中使用。
[0025] 车辆可以包括安装在车轮上的底盘以及发动机或由合适的变速器系统连接至车轮的另一种形式的动力单元。变速器系统可以是自动变速器系统。变速器系统可以包括由变速器档位选择杆16操作的齿轮箱，所述变速器档位选择杆16使得操作者能够为车辆的操作选择适当档位或变速器模式。变速器模式可以包括其中变速器系统内的齿轮系断开的空档模式以及一个或多个驾驶模式，诸如前进(允许传动比自动地改变)、后退或一个或多个具体档位。
[0026] 车辆可以包括一个或多个电子控制单元(ECU)，其配置成监测操作参数并且控制各种车辆系统和部件的操作。这些ECU在本文将统称为计算机控制单元14。
[0027] 车辆可以包括安装在底盘上的驾驶室，驾驶室中坐着操作者、容纳车辆的控制件。控制件可以包括一个或多个制动致动器(诸如踏板)20、变速器档位选择杆16、一个或多个起重操纵杆(用于操作车辆的作业设备)和方向盘。车辆可以包括用于承载安装在底盘上的负荷的车体。
[0028] 车辆可以设置有许多不同的制动器机构11或制动功能，其旨在不同条件下使用。在本说明书中，将使用以下术语：-
[0029] -“停车制动器”，其是旨在当发动机不运转且车辆无人管理时使用的制动器机构；
[0030] -“行车制动器”，其是旨在用于临时停车同时操作者在驾驶室中且发动机正运转的制动器机构；
[0031] -“发动机压缩制动器”，其是用于辅助车辆减速的制动器机构；以及[0032] -“等待制动器”，其是也旨在用于临时停车同时操作者在驾驶室中且发动机正运转的制动器机构，所述制动器机构可以利用一个或多个上述制动器机构。
[0033] 这些制动器机构11可以包括与车辆的每个车轮或某些车轮相关联的多个单独制动器。例如，制动器机构11可以包括分别用于车辆的前轮和后轮的前制动器和后制动器。制动器机构可以由操作者控制的制动致动器(诸如踏板、开关或操纵杆)以已知方式操作。
[0034] 制动系统10的操作在图1中以其最广泛含义进行说明。制动系统10提供等待制动功能，其利用制动器机构11、可以是停车制动器、行车制动器或另一种形式的制动器中的一个或多个。等待制动功能可以通过操作者在用户界面12处(例如)借助于按钮、开关、踏板、制动爪来请求，或可以根据如由计算机控制单元14确定的机械状态自动地触发。基于由计算机控制单元14接收/提供的信号，软件13可以控制计算机控制单元14的操作，并且可以提供用于等待制动功能的操作的控制逻辑。计算机控制单元14继而可以控制电动液压制动器控制机构15，其继而可以控制所述制动器机构11。
[0035] 控制逻辑可以使用某些或全部以下参数：-
[0036] -变速器输出速度
[0037] -发动机速度
[0038] -车速(可以由变速器输出速度确定)
[0039] -制动器油压
[0040] -制动阀状态
[0041] -行车制动致动器状态
[0042] -点火状态
[0043] -回转级别
[0044] -变速齿轮状态
[0045] -等待制动器用户界面状态
[0046] 控制逻辑可以设置成使得只有当车辆固定或以极低速度(例如小于1mph)移动且变速器系统为空档时才可以激活等待制动功能。控制逻辑可以要求发动机正运转、车辆点火在运转位置中且车辆具有零速度。控制逻辑可以要求发动机速度已经高于预设最小发动机速度达预设最小时间周期。最小发动机速度可以是500rpm且最小周期可以是2秒钟。控制逻辑可以要求制动系统10内没有检测到故障且制动系统10内没有检测到低制动压力。控制逻辑可以要求变速器输出速度低于预设最大变速器输出速度(可以是30rpm)。
[0047] 在一个实施例中，操作者可以通过用户界面12请求等待制动功能。图2示出了可以定位成邻近于起重操纵杆17的变速器档位选择杆16，所述起重操纵杆17可以操作车辆的其他设备。变速器档位选择杆16可以设置有开关18，其可以是按钮或制动爪或安装在变速器档位选择杆16上的其他形式的致动器。开关18是用户界面12的一个实例。还可以使用其他形式的用户界面12。已知具有自动变速器系统的载重车10设置有通常位于变速器档位选择杆16上的换档锁按钮，其将变速器保持在具体驾驶模式、通常具体前进档位中。本发明的制动系统10中的开关18可以是双功能设备。开关18可以是瞬时开关。开关18在变速器处于驾驶模式中而激活时可以用作这样的换档锁按钮以防止变速器变为不同档位。开关18在变速器系统处于空档模式中而激活时可以激活等待制动功能。当开关18在变速器系统处于空档模式中而激活时，计算机控制单元14可以将信号发送至制动器控制机构15，从而可以导致接合在等待制动功能中使用的制动器机构11。
[0048] 控制逻辑可以要求按压开关18或其他等待制动用户界面12并且在激活等待制动功能之前保持最小周期，这可以是0.5秒钟。
[0049] 控制逻辑可以要求在激活等待制动功能之前接合可以与在等待制动功能中使用的制动器机构11相同或不同的制动器机构11。
[0050] 行车制动器19可以配置成减缓车辆的运动并且可以是诸如(例如)盘式制动器或鼓式制动器的液压压力致动车轮制动器。行车制动器19可以由操作者借助于行车制动致动器20(诸如脚踏板)手动地致动。控制逻辑可以要求行车制动致动器20由操作者手动地致动以在激活等待制动功能之前施用行车制动器19。因此，在等待制动功能中使用的制动器机构11是行车制动器19的情况中，当操作者松开行车制动致动器20时，由操作者手动地启动并且接着由等待制动功能维持行车制动器19的接合。
[0051] 替代地，当在等待制动用户界面12处请求等待制动功能时，计算机控制单元14可以自动地致动行车制动器19。
[0052] 制动器控制机构15可以实现行车制动器19或另一种制动器机构11的控制以提供等待制动功能。如图3中说明，制动器控制机构15可以包括一个或多个阀，其可以包括至少一个自动减速控制(ARC)阀22。在操作行车制动致动器20或另一种制动器机构11的致动器时，可以将致动器压力信号26供应至压力分解器21。可以是电磁阀的自动减速控制(ARC)阀22可以基于计算机控制单元14的输入将比例ARC阀压力信号27供应至压力分解器21。压力分解器21将致动器压力信号26和ARC阀压力信号27中的较高者传递至压力中继器23。压力中继器23将来自压力分解器21的输出信号乘以某个比率且将所得制动器压力信号28发送至行车制动器19或另一种制动器机构11。借助于泵25可以为制动器控制机构15供应来自油箱24(诸如容器)的加压液压流体(制动器充气压力29)。
[0053] 在制动器机构11包括与车辆的每个或某些车轮相关联的多个单独制动器的情况中，制动器控制机构15可以包括设置成控制每个单独制动器的自动减速控制(ARC)阀22。制动器控制机构15可以包括由行车制动致动器20或另一种制动致动器的操作控制的附加阀。这些附加阀可以直接或经由自动减速控制(ARC)阀22间接地控制行车制动器19(或其他制动器机构11)。
[0054] 图4说明其中致动器信号压力26高于ARC阀压力信号27的状况且图5说明后退状况。图6说明其中等待制动功能激活的状况。
[0055] 等待制动功能可以以许多不同方式接合。在将变速器档位选择杆16从空档模式中移出至驾驶模式中之前，操作者可以将等待制动用户界面12手动地停用。这可以通过按压开关18或其他等待制动用户界面12来实现，从而将脱离等待制动功能。控制逻辑还可以要求按压开关18或其他等待制动用户界面12并且在停用等待制动功能之前保持最小周期。合适的最小周期可以是0.5秒钟。控制逻辑还可以要求在按压开关18或其他等待制动用户界面12之前施用制动器机构11。
[0056] 替代地，操作者可以仅仅将变速器档位选择杆16从空档模式中移出至驾驶模式中，且变速器档位选择杆16的移动将等待制动用户界面12停用。
[0057] 等待制动功能的脱离还可以接合另一种车辆控制系统，诸如US-A-2013/0238210中描述的上坡起动系统。上坡起动系统仅仅在车辆固定且选择传动齿轮时变得激活。由上坡起动系统致动的制动器机构11保持接合直至操作者施用充分减速以将车辆在停放车辆的斜坡上面上推，且车辆控制系统激活成防止车辆滚下斜坡。
[0058] 制动系统10可以配置成确保在可将等待制动用户界面12停用之前，操作者借助于适当的制动致动器手动地接合制动器机构11。因此，如果行车制动器19是在等待制动功能中使用的制动器机构11，那么操作者必须施用行车制动致动器20以在按压开关18之前手动地接合行车制动器19，否则将脱离行车制动器19作为等待制动器。
[0059] 等待制动功能还可以在关闭车辆点火时脱离。在此实施例中，制动系统10可以配置成自动地施用停车制动器。
[0060] 车辆可以设置有可以方便地定位在仪表板上的一个或多个显示器30。这些显示器通常可以显示关键操作数据，诸如车速、发动机速度、齿轮温度等。另一个显示器30可以提供图形界面，其可以提供诊断或事件的细节或后退时激活的后置摄像头视图的细节。所述(或一个)显示器30可以例如借助于状态灯向操作者提供何时激活等待制动功能的指示。如果已经接合等待制动功能达预定周期，那么制动系统10还可以配置成提供警告，例如显示器30上的点亮符号、听得见的声音或闪光灯。所述(或一个)显示器还可以在等待制动功能出现系统故障时提供警告消息。此消息可以包括问题的类型、故障的严重性和可以采取来解决问题的动作。
[0061] 制动系统10可以包括故障保护模式。在此模式中，控制逻辑可以要求如果制动器机构11接合且检测到许多预定故障状况中的一种，那么计算机控制单元14可以自动地接合附加制动器机构11。例如，如果等待制动功能已经激活(可以利用行车制动器19的制动器机构11)且检测到预定故障状况，那么制动系统10可以自动地接合停车制动器。在另一个实例中，如果行车制动器19在操作者控制下接合且检测到预定故障状况，那么制动系统10可以自动地接合停车制动器。当检测到预定故障状况时接合的制动器机构11可以在附加制动器机构11接合时自动地脱离。
[0062] 预定故障状况可以由计算机控制单元14检测到并且可以是部件的故障，诸如阀故障或液压管破裂，其将导致制动系统压力出现可以检测到的变化。预定故障状况可以是车辆系统或子系统的故障。预定故障状况可以是发动机速度下降至阈值速度以下或发动机熄火，这是因为缺少发动机操作可以将制动器机构11(诸如等待制动功能)自动地停用。预定故障状况可以是车辆的地面速度高于最小预设速度达预设最小时间周期。最小预设变速器输出速度可以是500rpm且最小时间周期可以是1秒钟。预定故障状况可以是接合的制动器机构11的制动器压力下降至预定阈值以下。
[0063] 关于预定故障状况的信息可以显示在显示器30上。
[0064] 工业实用性
[0065] 如果车辆的操作者希望可以临时停车，那么他可以首先使用压缩制动器将车辆减速。为了完成停车过程，操作者可以通过操作致动器(诸如行车制动致动器20)手动地接合制动器机构11(诸如行车制动器19)。当车辆固定或正以极慢速度移动时，操作者接着可以移动变速器档位选择杆16以将变速器系统置于空档模式中并且通过激活开关18或其他用户界面12来接合等待制动功能。如果计算机控制单元14确定满足所需条件，那么根据控制逻辑，可以接合等待制动功能。图6说明等待制动功能激活时的状况。计算机控制单元14维持在等待制动功能中使用的制动器机构11的接合，以使得操作者能够松开行车制动致动器20或其他致动器。车辆现在可以保持固定，而无关于其是停在斜坡上还是相对平坦路面上，且无需操作者压紧行车制动致动器20或其他致动器。
[0066] 当等待结束且操作者希望移开时，需要他通过压下行车制动致动器20或其他制动致动器来维持在等待制动功能中使用的制动器机构11的接合。他可以接着通过将开关18或其他用户界面12停用并且松开行车制动致动器20或其他制动致动器来脱离等待制动功能。因此松开全部制动器机构11，从而使得车辆能够移开。
[0067] 替代地，他可以仅仅借助于变速器档位选择杆16来选择适当的驾驶模式，所述变速器档位选择杆16自动地将开关18或其他用户界面12停用并且脱离等待制动功能。这使得车辆能够移开。
[0068] 可以通过借助于开关18或其他用户界面12脱离等待制动功能或选择驾驶模式来激活另一种车辆控制系统，诸如上坡起动系统。
