行车制动系统、控制方法与电动装载机与流程

1.本发明涉及一种行车制动系统，更具体地说，涉及一种行车制动系统、控制方法和电动装载机。


背景技术：

2.制动系统是装载机中最重要的系统之一。现有装载机制动系统主要有全液压制动系统和气顶油液压系统。在全液压制动系统和气顶油液压系统中，制动阀通常与制动脚踏直接连接，制动阀的开度直接与制动踏板的踩踏行程关联一致，制动阀的开度与制动力相关联。
3.在电动装载机中，装载机由电动机驱动，装载机的行走电机通过变速箱、传动轴与装载机的驱动桥连接。装载机的行走电机具有反拖发电制动而回收能量的功能，即制动时，驱动桥通过传动轴、变速箱反拖电机转动，实现电机发电，从而将装载机的动能转化为电能，实现能量回收的目的。因此，在电动装载机中，制动踏板的踩踏行程与制动阀的开度不一致。现有装载机上的制动系统无法很好地应用于电动装载机上。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是针对电动装载机行车制动的问题，而提供一种行车制动系统、控制方法和电动装载机。
5.本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种行车制动系统，用于电动装载机，其包括提供制动用液压油的制动压力油源，制动器、液压油箱，其特征在于还包括控制器、与控制器连接的用于进行制动操作的电子制动踏板、行车制动阀、与控制器连接用于检测行车制动阀阀后制动压力的压力传感器；
6.所述行车制动阀，其特征在于具有进油口、出油口和回油口，并包括两位三通的电比例减压阀、两位三通电磁阀；所述电比例减压阀的第一油口与进油口连通，第二油口与两位三通电磁阀的第一油口连接，第三油口与回油口连通；所述两位三通电磁阀的第二油口与所述出油口连通，第三油口与所述进油口连通；
7.所述行车制动阀的进油口与制动压力油源连接，出油口与制动器连接，所述回油口与液压油箱连通，所述行车制动阀中的电比例减压阀和两位三通电磁阀的电磁线圈与所述控制器连接；
8.控制器依据输向电比例减压阀的控制电流和压力传感器的检测值控制两位三通电磁阀的工作位。
9.在本发明中，行车制动阀为电控阀，由控制器控制，电比例减压阀的阀口开度与控制电流具有对应关系，阀后制动压力与阀口开度具有对应关系。本发明中通过检测行车制动阀的阀后制动压力，比对阀后制动压力与控制电流是否具有对应关系，从而判断电比例减压阀是否正常工作。当阀后制动压力与控制电流不具有对应关系时，推定电比例减压阀存在故障，控制器控制两位三通电磁阀使其第二油口与第三油口导通，实现紧急制动。
10.上述行车制动系统中，所述两位三通电磁阀的第三油口与所述进油口之间的连通油路上设置有减压阀，用于紧急制动，使两位三通电磁阀的第二油口与第三油口导通时制动器承载所设减压阀的输出压力。
11.上述行车制动系统中，所述两位三通电磁阀的第三油口与所述进油口之间的连通油路上设置有与所述减压阀串联连接的阻尼孔，阻尼孔避免两位三通电磁阀的第二油口与第三油口导通时的液压冲击。
12.本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种行车制动控制方法，其特征在于用于前述行车制动系统中行车制动阀的控制，其控制方法如下：
13.控制器控制两位三通电磁阀使其第一油口与第二油口导通；
14.控制器依据电子制动踏板电信号和电机工作参数向电比例减压阀输出相应的控制电流；
15.检测行车制动阀阀后制动压力；当行车制动阀阀后制动压力与电比例减压阀的当前控制电流不对应时控制器控制两位三通电磁阀使其第二油口与第三油口导通。
16.在本发明中，通过检测行车制动阀的阀后制动压力，推定电比例减压阀是否存在故障，若存在故障则控制两位三通电磁阀使其第二油口与第三油口导通，实现紧急制动。
17.上述行车制动控制方法中，控制器还获取电比例减压阀的反馈电流，当反馈电流与电比例减压阀的当前控制电流不对应时控制器控制两位三通电磁阀使其第二油口与第三油口导通。
18.上述行车制动控制方法中，两位三通电磁阀的第一油口与第二油口导通时其电磁线圈处于通电状态，其第二油口与第三油口导通时电磁线圈处于断电状态。
19.本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种电动装载机，其特征在于具有前述的行车制动系统。
20.本发明与现有技术相比，在本发明中，通过检测行车制动阀的阀后制动压力，推定电比例减压阀是否存在故障，若存在故障则控制两位三通电磁阀使其第二油口与第三油口导通，实现紧急制动。
附图说明
21.图1是本发明行车制动阀的原理图。
22.图2是本发明装载机制动系统的原理图。
23.图3是本发明装载机制动系统的控制框图。
24.图中零部件名称及序号：
25.行车制动阀10、电比例减压阀11、两位三通电磁阀12、减压阀13、阻尼孔14、压力传感器20、液压油箱21、变量泵22、滤油器23、充液阀24、前桥制动器25、后桥制动器26、工作或转向系统27、停车制动系统28、蓄能器29、控制器31、电子制动脚踏32、整机控制器33。
具体实施方式
26.下面结合附图说明具体实施方案。
27.图1示出了本发明行车制动阀的原理图，在本实施例中，行车制动阀10具有进油口a、出油口b和回油口t，并包括两位三通的电比例减压阀11、两位三通电磁阀12、减压阀13和
阻尼孔14。电比例减压阀11的第一油口a与进油口a连通，第二油口b与两位三通电磁阀12的第一油口d连通，第三油口c与回油口t连通。
28.两位三通电磁阀12的第二油口e与出油口b连通，第三油口f与进油口a连通。阻尼孔14与减压阀13设置在两位三通电磁阀12的第三油口f与进油口a之间，阻尼孔14与减压阀13串联。减压阀13的作用是当控制器判断制动系统出现故障或司机主动拉起急停蘑菇头(手臂)时，即两位三通电磁阀12的第二油口e与第三油口f导通时，前后桥制动器承受减压阀13的输出压力，实现紧急制动。阻尼孔14避免两位三通电磁阀的第二油口与第三油口导通时的液压冲击。在行车制动阀中，两位三通电磁阀12的常态(电磁线圈断电状态)是第二油口e与第三油口f导通。
29.图2示出了电动装载机中行车制动系统的液压油路部分的原理图。在本实施例中，行车制动系统包括提供制动用液压油的制动压力油源，前桥制动器25、后桥制动器26、液压油箱21、控制器31、与控制器连接的用于进行制动操作的电子制动踏板32、与控制器连接的压力传感器20、行车制动阀10等。
30.如图2所示，制动压力油源包括变量泵22、滤油器23、充液阀24、蓄能器29。变量泵22的吸油口与液压油箱21连接，充液阀24的进油口经滤油器23与变量泵22的泵口连接，充液阀24的出油口与停车制动系统28和蓄能器29连通，用于对蓄能器29和停止制动系统28供油。
31.行车制动阀10的进油口与充液阀24的出油口连通，行车制动阀10的出油口同时与前桥制动器25和后桥制动器26连接，压力传感器20设置在行车制动阀10的阀后，用于检测前后桥制动器的制动压力。
32.充液阀24的压力反馈口与变量泵22的ls口连接，变量泵22的ls口也同时与装载机的工作液压系统或者转向液压系统27的负载反馈口连接，以实现根据负载反馈压力控制排量。
33.图3示出了本发明中电动装载机行车制动阀控制的框图。控制器31根据电子制动踏板32的电信号对行车制动阀10进行控制，具体如下：
34.控制器31控制两位三通电磁阀12，使其第一油口与第二油口导通，即控制器31向两位三通电磁阀12的电磁线圈通电，使其工作于左位。
35.控制器31根据电子制动踏板32的电信号计算确定期望制动力矩，同时通过整机控制器33获取装载机行走电机的工作参数，获取电子制动踏板32被踩踏时行走电机反拖发电所产生的电机制动力矩。在电子制动踏板32被踩踏时，装载机的整机控制器根据电子自动踏板的电信号、整机车速以及相关参数向行走电机控制器发送控制指令，使行走电机处于发电状态，吸收装载机的行走动能，由此产生电机制动力矩。
36.当电机制动力矩大于等于期望制动力矩时，控制器31不向电比例减压阀11输送控制电流，电比例减压阀11工作于右位，蓄能器29中的液压油不能经行车制动阀10传递至前桥制动器25和后桥制动器26，因此前桥制动器25和后桥制动器26不进行制动，装载机的制动完全由行走电机反拖发电产生的电机制动力矩实现。
37.当电机制动力矩小于期望制动力矩时，控制器31根据电机制动力矩与期望制动力矩的差值确定控制电流值，并向电比例减压阀11输送该值的控制电流，使电比例减压阀11换向，从而使得电比例减压阀11向前后桥制动器输出对应压力的制动压力油，使前后桥制
动器产生制动动作。前后桥制动器制动所产生的制动器制动力矩与电机制动力矩的和等于期望制动力矩。
38.在正常情况下，行车制动阀10输出的制动压力与控制器31向电比例减压阀11输出的电流大小具有对应的关系，也即控制电流与电比例减压阀的阀口开度具有对应关系，阀口开度与阀后制动压力具有对应关系。如果电比例减压阀11出现故障，例如电磁线圈或者连接导线发生断路，若出现这种情况，虽然控制器31输出了对应的控制电流，但由于故障，电比例减压阀11并不进行相应的动作，行车制动阀10并不输出相应的制动压力，因此有可能导致制动失效的问题。为避免电比例减压阀10故障而导致制动失效的问题，控制器31通过压力传感器检测行车制动阀的阀后制动压力，比对阀后制动压力与控制电流是否具有对应关系，如果不具有对应关系，则推定电比例减压阀11存在故障，此时控制器31则停止向两位三通电磁阀12供电，使两位三通电磁阀12断电而工作于右位，蓄能器29中的压力油则通过减压阀13、阻尼孔14、两位三通电磁12阀的第三油口和第二油口进入到前后桥制动器，实现紧急制动动作，避免制动失效的问题。如出现紧急制动，控制器31还可以通过警报器或仪表向操作人员提示故障，尽快进行检查和维修。
39.电比例减压阀的控制电流与反馈电流也具有对应关系，因此控制器31在向电比例减压阀输送控制电流后，还可以检测电比例减压阀11的反馈电流判断电比例阀是否正常，如果反馈电流与控制器31在当前向电比例减压阀11输送的控制电流不具有对应关系，则推定电比例减压阀11存在故障，此时控制器31则停止向两位三通电磁阀12供电，使两位三通电磁阀12断电而工作于右位，蓄能器29中的压力油则通过减压阀13、阻尼孔14、两位三通电磁12阀的第三油口和第二油口进入到前后桥制动器，实现紧急制动动作，避免制动失效的问题。