應(yīng)用于液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)及其控制方法與流程

本發(fā)明屬于制動控制系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

工程車輛驅(qū)動系統(tǒng)采用閉式液壓驅(qū)動系統(tǒng)，其液壓系統(tǒng)回路的進、出口兩端都可以輸出功率。在車輛下坡滑行時，出現(xiàn)負值負載力矩，負載力矩變?yōu)閯恿?，車輛因自重可能產(chǎn)生超速運動，造成嚴重的安全隱患。因此，有必要在液壓驅(qū)動系統(tǒng)中加入有效的制動系統(tǒng)。

目前，工程車輛制動系統(tǒng)絕大多數(shù)采用常規(guī)制動，主要方法為依靠機械摩擦的氣壓制動和液壓制動。在超越負載工況下，機械制動器的頻繁使用會加速制動元件磨損并引起制動性能下降，頻繁的起停造成能量浪費，并使駕駛員容易形成駕駛疲勞。因此，工程車輛迫切需要主要一種應(yīng)用于下坡路況的制動系統(tǒng)，保證速度穩(wěn)定性和工作安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種安全可靠的液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)。本發(fā)明能夠在液壓馬達出現(xiàn)超越負載，進油口出現(xiàn)異常壓力時，基于監(jiān)測壓力傳感器所檢測的壓力信號，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)自動制動閥，平衡負向負載力，達到閉式驅(qū)動系統(tǒng)下坡路況速度平穩(wěn)、安全運行的目的。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)，所述制動控制系統(tǒng)包括液壓泵1、自動制動閥組15和液壓馬達8；所述自動制動閥組15為控制閥塊，該閥塊包括第一回油邏輯閥2、第二回油邏輯閥14、第一進油邏輯閥3、第二進油邏輯閥13、第一截止閥4、第二截止閥12、第一安全閥5和第二安全閥11、第一自動制動閥6和第二自動制動閥10；

所述液壓泵1的第一油口與所述第一進油邏輯閥3的進油口和第一回油邏輯閥2的回油口相連接；所述液壓泵1的第二油口與所述第二進油邏輯閥13的進油口和第一回油邏輯閥14的回油口相連接；所述液壓泵1為所述制動控制系統(tǒng)提供油壓；

所述液壓馬達8的第一油口與所述第一進油邏輯閥3的回油口和第一截止閥4的進油口相連接；所述液壓馬達8的第二油口與所述第二進油邏輯閥13的回油口和第二截止閥12的進油口相連接；

所述第一自動制動閥6的進油口與所述第一截止閥4的進油口相連接；所述第一自動制動閥6的回油口與所述第二自動制動閥10的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第二自動制動閥10的進油口與所述第二截止閥12的進油口相連接；所述第二自動制動閥10的回油口與所述第一自動制動閥6的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第一截止閥4的進油口與所述第一進油邏輯閥3的回油口和第一自動制動閥6的進油口相連接；所述第一截止閥4的回油口與所述第二自動制動閥10的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第二截止閥12的進油口與所述第二進油邏輯閥13的回油口和第二自動制動閥10的進油口相連接；所述第二截止閥12的回油口與所述第一自動制動閥6的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第一進油邏輯閥3的進油口與所述第一回油邏輯閥2的回油口和液壓泵1的第一油口相連接；所述第一進油邏輯閥3的回油口與所述第一截止閥4的進油口和液壓馬達8的第一油口相連接；

所述第二進油邏輯閥13的進油口與所述第二回油邏輯閥14的回油口和液壓泵1的第二油口相連接；所述第二進油邏輯閥13的回油口與所述第二截止閥12的進油口和液壓馬達8的第二油口相連接；

所述第一回油邏輯閥2的進油口與所述第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第一自動制動閥6的回油口相連接；所述第一回油邏輯閥2的回油口與所述第一進油邏輯閥3的進油口相連接；

所述第二回油邏輯閥14的進油口與所述第一回油邏輯閥2的進油口、第二安全閥11的回油口和第二自動制動閥10的回油口相連接；所述第二回油邏輯閥14的回油口與所述第二進油邏輯閥13的進油口相連接；

所述第一安全閥5的進油口與所述第一自動制動閥6的進油口、第一截止閥4的進油口和第一進油邏輯閥3的回油口相連接；所述第一安全閥5的回油口與所述第一截止閥4的回油口和第一自動制動閥6的回油口相連接；

所述第二安全閥11的進油口與所述第二自動制動閥10的進油口、第二截止閥12的進油口和第二進油邏輯閥13的回油口相連接；所述第一安全閥5的回油口與所述第二截止閥12的回油口和第二自動制動閥10的回油口相連接。

進一步的，所述制動控制系統(tǒng)還包括電子控制單元(ecu)、第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9；所述第一壓力傳感器7連接在所述液壓馬達8第一油口的管路上，用于檢測液壓馬達8的第一油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接；所述第二壓力傳感器9連接在所述液壓馬達8第二油口的管路上，用于檢測液壓馬達第二油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接；所述電子控制單元(ecu)是車輛常用控制器，其輸入端采集第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9信號，通過內(nèi)部程序進行閉環(huán)控制運算以及pid調(diào)節(jié)運算，將運算結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號，控制第一自動制動6和第二自動制動閥10。

所述液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)的控制方法，其內(nèi)容包括如下步驟：

首先通過第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9分別獲取液壓馬達8第一油口和第二油口的壓力值；

當(dāng)液壓泵1的第一油口為排油口時，此時液壓馬達8的第一油口為進油口，其第二油口為回油口，此時電子控制單元發(fā)出電信號使第一自動制動閥6處于最大開啟壓力狀態(tài)，第二自動制動閥10處于最小開啟壓力狀態(tài)，第一截止閥4閥口關(guān)閉，第二截止閥12閥口完全開啟，液壓油從液壓泵1第一油口泵出，經(jīng)過第一進油邏輯閥3，進入液壓馬達8的第一油口，液壓油從液壓馬達8的第二油口排出，進入第二截止閥12，此時由于第二自動制動閥10開啟壓力為零，第二截至閥12閥口全開，液壓油通過第二截至閥12、第二回油截至閥14返回液壓泵1的第二油口；

當(dāng)液壓馬達8的第一油口壓力值小于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第二自動制動閥10設(shè)定電信號，第二截至閥12開啟壓力變化為設(shè)定值，制動背壓建立，平衡負向負載力，避免超越負載下的超速現(xiàn)象，電子控制單元根據(jù)接收的壓力值信號，自動發(fā)出控制指令pid調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制調(diào)節(jié)第二自動制動閥10的開啟壓力,從而進一步改善系統(tǒng)的制動性能；

當(dāng)液壓馬達8的第一油口壓力值大于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷未出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第二自動制動閥10開啟壓力保持最小值，第二截至14閥完全開啟，此時制動系統(tǒng)制動壓力為零；

當(dāng)液壓泵1的第二油口為排油口時，此時液壓馬達8的第二油口為進油口，其第一油口為回油口，此時電子控制單元發(fā)出電信號使第二自動制動閥10處于最大開啟壓力狀態(tài)，第一自動制動閥6處于開啟壓力最小狀態(tài)，第二截止閥12閥口關(guān)閉，第一截止閥4完全開啟，液壓油從液壓泵1排油口泵出，經(jīng)過第二進油邏輯閥14，進入液壓馬達8的第二油口，液壓油從液壓馬達8的第一油口排出，進入第一截止閥4，此時由于第一自動制動閥6開啟壓力為零，第一截至閥4閥口全開，液壓油通過第一截至閥4、第一回油截至閥2返回液壓泵1的第一油口；

當(dāng)液壓馬達8的第二油口壓力值小于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第一自動制動閥6設(shè)定電信號，第一截至閥4開啟壓力變化為設(shè)定壓力值，制動背壓建立，平衡負向負載力，避免超越負載下的超速現(xiàn)象，電子控制單元根據(jù)接收的壓力值信號，自動發(fā)出控制指令pid調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制調(diào)節(jié)第二自動制動閥10的開啟壓力,從而進一步改善系統(tǒng)的制動性能；

當(dāng)液壓馬達8的第二油口壓力值大于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷未出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第一自動制動閥6開啟壓力保持最小值，第一截至閥4完全開啟，此時制動系統(tǒng)制動壓力為零。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果：

本發(fā)明采用壓力傳感器實時監(jiān)測馬達進油口壓力信號，當(dāng)出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，馬達進油口出現(xiàn)異常壓力信號時，控制系統(tǒng)立即輸出控制信號，通過控制制動閥建立液壓系統(tǒng)背壓，平衡負載力，并通過反饋裝置校正自動制動閥輸出壓力。從制動結(jié)構(gòu)來看，本發(fā)明的制動系統(tǒng)主要包括自動制動閥組、電控系統(tǒng)，布置方便，與氣制動、液壓制動相比，避免在車盤上出現(xiàn)復(fù)雜的裝置結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明通過液壓制動系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)壓力，與傳統(tǒng)機械制動相比，不需要駕駛員頻繁啟動和關(guān)閉制動，避免了駕駛員高強度操作，同時提高作業(yè)效率。制動系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，保證下坡路況速度平穩(wěn)性，防止采用機械制動的頻繁啟停，進而減小對液壓驅(qū)動系統(tǒng)的沖擊及機械結(jié)構(gòu)的損傷，保證工作過程的安全性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明控制單元的原理框圖；

圖3是本發(fā)明控制方法的邏輯控制流程圖。

附圖中各部件的標記如下：1、液壓泵；2、第一回油邏輯閥；3、第一進油邏輯閥；4、第一截止閥；5、第一安全閥；6、第一自動制動閥；7、第一壓力傳感器；8、液壓馬達；9、第二壓力傳感器；10、第二自動制動閥；11、第二安全閥；12、第二截止閥；13、第二進油邏輯閥；14、第二回油邏輯閥；15、自動制動閥組；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述：

本發(fā)明的一種應(yīng)用于液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)，如圖1所示，所述制動控制系統(tǒng)包括液壓泵1、自動制動閥組15和液壓馬達8；所述自動制動閥組15為控制閥塊，該閥塊包括第一回油邏輯閥2、第二回油邏輯閥14、第一進油邏輯閥3、第二進油邏輯閥13、第一截止閥4、第二截止閥12、第一安全閥5和第二安全閥11、第一自動制動閥6和第二自動制動閥10；

所述液壓泵1為雙向閉式變量泵，其第一油口與所述第一進油邏輯閥3的進油口和第一回油邏輯閥2的回油口相連接；其第二油口與所述第二進油邏輯閥13的進油口和第一回油邏輯閥14的回油口相連接；所述液壓泵1雙向閉式變量泵為所述制動控制系統(tǒng)提供油壓；

所述液壓馬達8為雙向變量液壓馬達，其第一油口與所述第一進油邏輯閥3的回油口和第一截止閥4的進油口相連接；其第二油口與所述第二進油邏輯閥13的回油口和第二截止閥12的進油口相連接；

所述第一自動制動閥6為電磁比例溢流閥，采用比例電磁鐵控制閥的開啟壓力，其進油口與所述第一截止閥4的進油口相連接；其回油口與所述第二自動制動閥10的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第二自動制動閥10為電磁比例溢流閥，采用比例電磁鐵控制閥的開啟壓力，其進油口與所述第二截止閥12的進油口相連接；其回油口與所述第一自動制動閥6的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第一截止閥4為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第一進油邏輯閥3的回油口和第一自動制動閥6的進油口相連接；其回油口與所述第二自動制動閥10的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第二截止閥12為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第二進油邏輯閥13的回油口和第二自動制動閥10的進油口相連接；其回油口與所述第一自動制動閥6的回油口、第一回油邏輯閥2的進油口、第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第二安全閥11的回油口相連接；

所述第一進油邏輯閥3為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第一回油邏輯閥2的回油口和液壓泵1的第一油口相連接；其回油口與所述第一截止閥4的進油口和液壓馬達8的第一油口相連接；

所述第二進油邏輯閥13為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第二回油邏輯閥14的回油口和液壓泵1的第二油口相連接；其回油口與所述第二截止閥12的進油口和液壓馬達8的第二油口相連接；

所述第一回油邏輯閥2為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第二回油邏輯閥14的進油口、第一安全閥5的回油口和第一自動制動閥6的回油口相連接；其回油口與所述第一進油邏輯閥3的進油口相連接；

所述第二回油邏輯閥14為帶蓋板的插裝截至閥，其進油口與所述第一回油邏輯閥2的進油口、第二安全閥11的回油口和第二自動制動閥10的回油口相連接；其回油口與所述第二進油邏輯閥13的進油口相連接；

所述第一安全閥5為帶蓋板的插裝溢流閥，其進油口與所述第一自動制動閥6的進油口、第一截止閥4的進油口和第一進油邏輯閥3的回油口相連接；其回油口與所述第一截止閥4的回油口和第一自動制動閥6的回油口相連接；

所述第二安全閥11為帶蓋板的插裝溢流閥，其進油口與所述第二自動制動閥10的進油口、第二截止閥12的進油口和第二進油邏輯閥13的回油口相連接；其回油口與所述第二截止閥12的回油口和第二自動制動閥10的回油口相連接。

本發(fā)明進一步的，還包括電子控制單元(ecu)、第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9；

所述電子控制單元輸入端與第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9的信號輸出端相連接，所述電子控制單元輸出單元控制第一自動制動閥6和第二自動制動閥10；

所述第一壓力傳感器7檢測液壓馬達的第一油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接，所述第二壓力傳感器9檢測液壓馬達第二油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接。

如圖1-2所示，所述制動控制系統(tǒng)還包括電子控制單元(ecu)、第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9；所述第一壓力傳感器7連接在所述液壓馬達8第一油口的管路上，用于檢測液壓馬達8的第一油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接；所述第二壓力傳感器9連接在所述液壓馬達8第二油口的管路上，用于檢測液壓馬達第二油口壓力值，其輸出電信號與電子控制單元輸入端連接；所述電子控制單元(ecu)是車輛常用控制器，其輸入端采集第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9信號，通過內(nèi)部程序進行閉環(huán)控制運算以及pid調(diào)節(jié)運算，將運算結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號，控制第一自動制動6和第二自動制動閥10。

下面結(jié)合圖3對自動制動功能的控制方法作詳細說明：

所述液壓閉式驅(qū)動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)的控制方法，其內(nèi)容包括如下步驟：

首先通過第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器9分別獲取液壓馬達8第一油口和第二油口的壓力值；

當(dāng)液壓泵1的第一油口為排油口時，此時液壓馬達8的第一油口為進油口，其第二油口為回油口，此時電子控制單元發(fā)出電信號使第一自動制動閥6處于最大開啟壓力狀態(tài)，第二自動制動閥10處于最小開啟壓力狀態(tài)，第一截止閥4閥口關(guān)閉，第二截止閥12閥口完全開啟，液壓油從液壓泵1第一油口泵出，經(jīng)過第一進油邏輯閥3，進入液壓馬達8的第一油口，液壓油從液壓馬達8的第二油口排出，進入第二截止閥12，此時由于第二自動制動閥10開啟壓力為零，第二截至閥12閥口全開，液壓油通過第二截至閥12、第二回油截至閥14返回液壓泵1的第二油口；

當(dāng)液壓馬達8的第一油口壓力值小于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第二自動制動閥10設(shè)定電信號，第二截至閥12開啟壓力變化為設(shè)定值，制動背壓建立，平衡負向負載力，避免超越負載下的超速現(xiàn)象，電子控制單元根據(jù)接收的壓力值信號，自動發(fā)出控制指令pid調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制調(diào)節(jié)第二自動制動閥10的開啟壓力,從而進一步改善系統(tǒng)的制動性能；

當(dāng)液壓馬達8的第一油口壓力值大于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷未出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第二自動制動閥10開啟壓力保持最小值，第二截至14閥完全開啟，此時制動系統(tǒng)制動壓力為零；

當(dāng)液壓泵1的第二油口為排油口時，此時液壓馬達8的第二油口為進油口，其第一油口為回油口，此時電子控制單元發(fā)出電信號使第二自動制動閥10處于最大開啟壓力狀態(tài)，第一自動制動閥6處于開啟壓力最小狀態(tài)，第二截止閥12閥口關(guān)閉，第一截止閥4完全開啟，液壓油從液壓泵1排油口泵出，經(jīng)過第二進油邏輯閥14，進入液壓馬達8的第二油口，液壓油從液壓馬達8的第一油口排出，進入第一截止閥4，此時由于第一自動制動閥6開啟壓力為零，第一截至閥4閥口全開，液壓油通過第一截至閥4、第一回油截至閥2返回液壓泵1的第一油口；

當(dāng)液壓馬達8的第二油口壓力值小于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第一自動制動閥6設(shè)定電信號，第一截至閥4開啟壓力變化為設(shè)定壓力值，制動背壓建立，平衡負向負載力，避免超越負載下的超速現(xiàn)象，電子控制單元根據(jù)接收的壓力值信號，自動發(fā)出控制指令pid調(diào)節(jié)，閉環(huán)控制調(diào)節(jié)第二自動制動閥10的開啟壓力,從而進一步改善系統(tǒng)的制動性能；

當(dāng)液壓馬達8的第二油口壓力值大于壓力預(yù)設(shè)值時，此時電子控制單元判斷未出現(xiàn)超越負載現(xiàn)象，給定第一自動制動閥6開啟壓力保持最小值，第一截至閥4完全開啟，此時制動系統(tǒng)制動壓力為零。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。