CN105438154B - 一种轮式起重机及其液控制动系统和液控制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轮式起重机的液控制动方法，包括如下步骤：预设轮式起重机的驻车制动单元压力油路内的最小允许工作压力P_min，再判断驻车制动单元压力油路内的实际压力值P与最小允许工作压力P_min的关系，若P＞P_min，控制驻车制动单元处于非驻车状态，同时控制轮式起重机的发动机转速和变速箱档位位于正常行驶状态；若P≤P_min，控制驻车制动单元处于驻车状态，同时控制轮式起重机的行车制动单元处于制动工况和/或变速箱位于空挡位置。当制动系统出现管路渗漏或断裂等故障，实际压力P下降至最小允许工作压力P_min以下时，车辆启动自动制动功能，提高行车的安全性。在此基础上，本发明还公开了采用该液控制动方法的制动系统和包括该制动系统的轮式起重机。

Description

一种轮式起重机及其液控制动系统和液控制动方法

技术领域

本发明涉及轮式起重机紧急制动技术领域，特别涉及一种轮式起重机及其液控制动系统和液控制动方法。

背景技术

目前，工程机械车辆越野轮胎起重机的制动系统采用常规液控制动方式，包括行车制动单元1′和驻车制动单元2′，具体制动原理请参见图1。

由图1可知，行车制动单元1′（脚制动）包括双路充液阀11′，由发动机转向泵泵出的压力油液经由该双路充液阀11′分流形成两个油路，其中，两个油路中一者上设置由蓄能器12′、一轴车轮制动油缸14′，以及设置于一轴车轮制动油缸14′与蓄能器12′和系统回油油路间的第一方向控制阀13′，以控制一轴车轮制动油缸14′与蓄能器12′或者系统回油油路连通。同样，两个油路中另一者设置有由蓄能器12′、二轴车轮制动油缸，以及设置于二轴车轮制动油缸与蓄能器12′和系统回油油路间的第二方向控制阀15′，以控制二轴车轮制动油缸与蓄能器12′或者系统回油油路连通。

油液经过发动机转向泵输出，进入双路充液阀11′的P口，实现对两个脚制动阀用2.8L的蓄能器12′充液。当充液压力达到设定值16Mpa时，充液阀不再充液。当多次使用脚制动后导致蓄能器12′压力低于13Mpa时候，充液阀会继续对两个2.8L蓄能器12′充液，这样就保证了经过脚制动阀的压力在工作时候不低于12MPa，从而实现高效行车制动。

驻车制动单元2′包括驻车制动油缸21′和第三方向控制阀22′，第三方向控制阀22′设置于驻车制动油缸21′与系统压力油路和系统回油油路之间，以控制驻车制动油缸21′与系统压力油路导通或者与系统回油油路导通。

当第三方向控制阀22′不得电的时候，驻车制动油缸21′在弹簧的作用下是处于抱死车轴盘的状态的，即车辆位于驻车状态。当电第三方向控制阀22′得电的时候，油液通过电磁阀推动驻车制动油缸21′，将弹簧压缩，驻车解除，即车辆位于非驻车状态。

车辆通过上述液控制动实现了人工控制行车和驻车制动，但是，当液控制动系统出现管路渗漏或断裂等紧急故障时，无法提供紧急制动功能，这样势必引起行车安全隐患。

有鉴于此，如何在液控制动系统发生故障时实现紧急制动，以确保行车安全，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种轮式起重机的液控制动方法，以实现车辆故障紧急制动功能，从而确保车辆行驶安全。在此基础上，本方案还提供采用该液控制动方法的液控制动系统，和包括该液控制动系统的轮式起重机。

为了实现上述目的，本发明所提供的轮式起重机的液控制动方法，包括如下步骤：

S00）预设轮式起重机的驻车制动单元压力油路内的最小允许工作压力P_min；

S10）判断驻车制动单元压力油路内的实际压力值P与最小允许工作压力P_min的关系，若P＞P_min，进入步骤S20）；P≤P_min，进入步骤S30）；

S20）控制驻车制动单元处于非驻车状态，同时控制轮式起重机的发动机转速和变速箱档位位于正常行驶状态。

S30）控制驻车制动单元处于驻车状态，同时控制轮式起重机的行车制动单元处于制动工况和/或变速箱位于空挡位置。

该方法将驻车制动单元划分为两个工作模式，分别为实际压力P大于最小允许工作压力P_min时的正常行驶模式，和实际压力P小于最小允许工作压力P_min的紧急制动模式。

当制动系统出现管路渗漏或断裂等故障，实际压力P下降至最小允许工作压力P_min以下时，车辆启动自动制动功能提供安全保护措施，从而提高了行车安全性。

本发明的一优选方案中，步骤S00）中，还预设所述驻车制动单元压力油路内的预警工作压力P_W；

步骤S10）中，还判断所述驻车制动单元压力油路内的实际压力值P与P_W的关系，P＞P_W，进入步骤S20），若P_W≥P＞P_min，进入步骤S40）；

步骤S40）控制所述驻车制动单元位于非驻车状态，发动机转速小于最大转速和/或变速箱档位低于最大档位。

该实施方式将驻车制动单元划分为三个工作模式，分别为实际压力P大于预警工作压力P_W时的正常行驶模式，实际压力P大于最小允许工作压力P_min而小于或等于预警工作压力P_W的故障行驶模式，和实际压力P小于最小允许工作压力P_min的紧急制动模式。

显然，当车辆液控制动系统发生故障但尚未达到紧急制动的程度时，控制器控制车辆位于非驻车状态，同时可防止出现车速过快造成的不安全行为，这样车辆在发生轻度故障时，在限定车速前提下安全行驶状态下可行驶至安全区域或维修点，省去了拖车拖动程序，从而降低了维修成本。

本发明还提供一种采用上述液控制动方法的液控制动系统，该液控制动系统包括车辆控制器和驻车制动单元，所述驻车制动单元包括驻车制动油缸和方向控制阀，所述方向控制阀设置于所述驻车制动油缸与系统压力油路和系统回油油路之间，以控制所述驻车制动油缸与所述系统压力油路或者所述系统回油油路导通，其特征在于，所述驻车制动单元还包括：

第一压力开关，设置于所述方向控制阀上游侧油路上，其开关状态切换压力等于所述驻车制动单元的最小允许工作压力P_min，并且信号发送端用于与车辆控制器的信号接收端连接；

当所述驻车制动单元的压力油路内的实际压力P＞P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀使所述驻车制动油缸与所述系统压力油路导通，同时控制发动机转速和变速箱档位位于正常行驶状态；当P≤P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀使所述驻车制动油缸与所述系统回油油路导通，同时控制驻车制动单元处于制动工况并使变速箱位于空挡位置。

优选地，所述驻车制动单元还包括设置于所述方向控制阀上游侧油路的第二压力开关，所述第二压力开关的开关状态切换压力等于所述驻车制动单元的预警工作压力P_W，并且信号发送端用于与车辆控制器的信号接收端连接；

当所述驻车制动单元的压力油路内的实际压力P_W≥P＞P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀使所述驻车制动油缸与所述系统回油油路导通，发动机转速小于最大转速和/或变速箱档位低于最大档位。

优选地，所述方向控制阀具体为两位三通电磁阀，其第一工作油口与系统压力油路连通、第二工作油口与系统回油油路连通、第三工作油口与驻车制动油缸的无杆腔连通；

当所述两位三通电磁阀位于第一工作位置时，第一工作油口和第三工作油口连通，第二工作油口截止；位于第二工作位置时，第二工作油口与第三工作油口连通，第一工作油口截止。

优选地，所述驻车制动油缸为单作用油缸，其有杆腔与系统油路连通，无杆腔设置有回位弹簧；

当有杆腔与系统回油油路导通时，活塞杆在回位弹簧作用下伸出，所述驻车制动单元位于驻车状态；当有杆腔与系统压力油路导通时，活塞杆在压力油液作用下克服回位弹簧的弹性力缩回，所述驻车制动单元位于非驻车状态。

此外，本发明还提供了一种轮式起重机，包括液控制动系统，所述液控制动系统具有为如上所述的液控制动系统。

可以理解，由于上述排气管路具有上述技术效果，因此，包括该排气管路的起重机同样具有上述技术效果，故而在此不再赘述。

附图说明

图1轮式起重机现有液控制动的制动原理示意图；

图2示出了本发明所提供的液控制动的制动原理示意图；

图3示出了本发明所提供的液控制动方法第一实施方式的控制流程示意图；

图4示出了本发明所提供的液控制动方法第二实施方式的控制流程示意图。

图1中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：

1′行车制动单元、11′双路充液阀、12′蓄能器、13′第一方向控制阀、14′一轴车轮制动油缸、15′第二方向控制阀、2′驻车制动单元、21′驻车制动油缸、22′第三方向控制阀。

图2中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：

2驻车制动单元、21驻车制动油缸、22方向控制阀、23第一压力开关、24第二压力开关。

具体实施方式

本发明提供一种轮式起重机的液控制动方法，以实现车辆故障紧急制动功能，从而确保车辆行驶安全。在此基础上，本方案还提供采用该液控制动方法的液控制动系统，和包括该液控制动系统的轮式起重机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。此外，为了简洁描述和易于理解，下文的实施例结合液控制动系统和制动方法进行说明，相关方案和技术效果不再重复论述。

如图2所示，该液控制动系统的驻车制动单元2包括车辆控制器（图中未示出）、驻车制动油缸21、方向控制阀22和第一压力开关23。

其中，驻车制动油缸21为单作用油缸，其有杆腔与系统油路连通，无杆腔设置有回位弹簧。当有杆腔与系统回油油路导通时，活塞杆在回位弹簧作用下伸出推动固定于端部的制动片与刹车制动盘结合，车辆位于驻车状态；反之，当有杆腔与系统压力油路导通时，活塞杆在压力油液作用下克服回位弹簧的弹性力缩回，此际拉动制动片与刹车制动盘分离，车辆解除驻车。可以理解，采用单作用油缸系统油路简单，当然，在满足驻车功能基础上，该驻车制动油缸21亦可采用双作用油缸。

方向控制阀22具体为两位三通电磁阀，其第一工作油口与系统压力油路连通、第二工作油口与系统回油油路连通、第三工作油口与驻车制动油缸21的有杆腔连通。当该两位三通电磁阀位于第一工作位置时，第一工作油口和第三工作油口连通，也即驻车制动油缸21与系统压力油路连通，第二工作油口截止；位于第二工作位置时，第二工作油口与第三工作油口连通，也即驻车制动油缸21与系统回油油路连通，第一工作油口截止。

第一压力开关23设置于方向控制阀22上游侧油路上，并且其信号输出端与车辆控制器信号接收端连接。

上述具有紧急制动功能的液控制动系统的具体操作步骤可以参考下述制动方法的第一实施例。

请参考图3，该为本发明所提供液控制动方法第一实施例的控制流程图。

如图3所示，液控制动系统预警方法包括如下步骤：

S00）预设驻车制动单元2压力油路内的最小允许工作压力P_min；

具体地，驻车制动单元2内方向控制阀22上游侧压力油路内的最小允许工作压力为P_min，也即驱动第一压力开关23断开或闭合状态变化的压力。

S10）判断驻车制动单元2压力油路内的实际压力值P与P_min的关系，若P＞P_min，进入步骤S20）；P≤P_min，进入步骤S30）；

S20）控制驻车制动单元2处于非驻车状态，发动机转速和变速箱档位于正常行驶工况；

S30）控制驻车制动单元2处于驻车工作位置，控制行车制动单元处于制动工况并使变速箱置于空挡位置。

换言之，当因驻车制动单元2油路内实际压力P因管路破损或渗漏，致使其实际压力P小于或者等于第一压力开关23的额定压力值P_min时，开关状态（闭合或断开）变化，车辆控制器采集信号后进行逻辑判断，并控制方向控制阀22不得电，驻车制动油缸21与系统回油油路连通，强制车辆处于制动状态，实现紧急驻车，同时控制变速箱处于空挡状态。反之，方向控制阀22处于初始状态即得电状态，即驻车制动油缸21与系统压力油路连通车辆处于非驻车状态，发动机和变速箱处于正常行驶工况的状态。

该实施方式将驻车制动单元2划分为两个工作模式，分别为实际压力P大于最小允许工作压力P_min时的正常行驶模式，和实际压力P小于或等于最小允许工作压力P_min的紧急制动模式。

当制动系统出现管路渗漏或断裂等故障，实际压力P下降至最小允许工作压力P_min以下时，车辆启动自动制动功能提供安全行驶保护措施，以提高行车安全性。

进一步，为了根据制动系统故障严重程度来细分故障模式，以便提供不同等级的制动模式。上述驻车制动单元2还包括设置于方向控制阀22上游侧油路的第二压力开关24，其额定压力值为预警工作压力P_W，该额定压力值大于第一压力开关23的额定压力值，即最小允许工作压力P_min。同样，其信号输出端与车辆控制器信号接收端连接。

上述不同等级制动功能的液控制动系统的具体操作步骤，可以参考下述控制方法的第二实施例。

请参考图4，该为本发明所提供液控制动方法第二实施例的控制流程图。

如图4所示，液控制动系统预警方法包括如下步骤：

S00）预设驻车制动单元2压力油路内的最小允许工作压力P_min和预警工作压力P_W；

具体地，驻车制动单元2内方向控制阀22上游侧压力油路内的预警工作压力P_W，也即驱动第二压力开关24断开或闭合状态变化的压力。

S10）判断驻车制动单元2压力油路内的实际压力值P与P_min的关系， P ＞P_W，进入步骤S20)，若P_W≥P＞P_min，进入步骤S40），P≤P_min，进入步骤S30)；

S20）控制驻车制动单元2处于非驻车状态，同时控制发动机转速和变速箱档位于正常行驶工况；

S30）控制驻车制动单元2处于驻车工作位置，同时控制行车制动单元处于制动工况并使变速箱置于空挡位置；

S40）控制驻车制动单元2处于非驻车状态，同时控制发动机实际转速小于最大转速、变速箱实际档位低于最大档位。

当因驻车制动单元2油路内实际压力P因管路破损或渗漏等故障，致使其实际压力P大于第一压力开关23额定压力值P_min而小于或等于第二压力开关24额定压力值P_W时，第一压力开关23状态不变化而第二压力开关24状态变化，此时车辆控制器判断制动回路出现预警状态，向发动机ECU发送一个使能信号，限制其转速低于最大转速最好位于怠速工况转速值，同时向变速箱发送信号限制其实际档位低于最高档位，但方向控制阀22仍然位于第一工作位置即驻车制动油缸21与系统压力油路连通，车辆位于非驻车状态。

该实施方式将驻车制动单元2划分为三个工作模式，分别为实际压力P大于预警工作压力P_W时的正常行驶模式，实际压力P小于或等于预警工作压力P_W而大于最小允许工作压力P_min的故障行驶模式，和实际压力P小于最小允许工作压力P_min的紧急制动模式。

显然，当车辆液控制动系统发生故障但尚未达到紧急制动的程度时，车辆控制器控制车辆位于非驻车状态，同时可防止出现车速过快造成的不安全行为，这样车辆在发生轻度故障时，在限定车速前提下安全行驶至安全区域或维修点，省去了拖车拖动程序，从而降低了维修成本和难度。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮式起重机的液控制动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S00）预设所述轮式起重机的驻车制动单元压力油路内的最小允许工作压力P_min；

S10）判断所述驻车制动单元压力油路内的实际压力值P与最小允许工作压力P_min的关系，若P＞P_min，进入步骤S20）；P≤P_min，进入步骤S30）；

S20）控制驻车制动单元处于非驻车状态，同时控制所述轮式起重机的发动机转速和变速箱档位位于正常行驶状态；

S30）控制驻车制动单元处于驻车状态，同时控制所述轮式起重机的行车制动单元处于制动工况和/或所述变速箱位于空挡位置。

2.如权利要求1所述的液控制动方法，其特征在于，

步骤S00）中，还预设所述驻车制动单元压力油路内的预警工作压力P_W；

步骤S10）中，还判断所述驻车制动单元压力油路内的实际压力值P与P_W的关系，P ＞P_W，进入步骤S20），若P_W≥P＞P_min，进入步骤S40）；

步骤S40）控制所述驻车制动单元位于非驻车状态，发动机转速小于最大转速和/或变速箱档位低于最大档位。

3.一种轮式起重机的液控制动系统，包括车辆控制器和驻车制动单元（2），所述驻车制动单元（2）包括驻车制动油缸（21）和方向控制阀（22），所述方向控制阀（22）设置于所述驻车制动油缸（21）与系统压力油路和系统回油油路之间，以控制所述驻车制动油缸（21）与所述系统压力油路或者所述系统回油油路导通，其特征在于，所述驻车制动单元（2）还包括：

第一压力开关（23），设置于所述方向控制阀（22）上游侧油路上，其开关状态切换压力等于所述驻车制动单元（2）的最小允许工作压力P_min，并且信号发送端与所述车辆控制器的信号接收端连接；

当所述驻车制动单元（2）的压力油路内的实际压力P＞P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀（22）使所述驻车制动油缸（21）与所述系统压力油路导通，同时控制发动机转速和变速箱档位位于正常行驶工况；

当P≤P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀使所述驻车制动油缸（21）与所述系统回油油路导通，同时控制驻车制动单元（2）处于制动工况和/或变速箱位于空挡位置。

4.如权利要求3所述的液控制动系统，其特征在于，所述驻车制动单元（2）还包括设置于所述方向控制阀（22）上游侧油路的第二压力开关（24），所述第二压力开关（24）的开关状态切换压力等于所述驻车制动单元（2）的预警工作压力P_W，并且其信号发送端与所述车辆控制器的信号接收端连接；

当所述驻车制动单元（2）的压力油路内的实际压力P_W≥P＞P_min时，所述车辆控制器控制方向控制阀（22）使所述驻车制动油缸（21）与所述系统回油油路导通，同时控制发动机转速小于最大转速和/或变速箱档位低于最大档位。

5.如权利要求3或4所述的液控制动系统，其特征在于，所述方向控制阀（22）具体为两位三通电磁阀，其第一工作油口与系统压力油路连通、第二工作油口与系统回油油路连通、第三工作油口与驻车制动油缸（21）连通；

当所述两位三通电磁阀位于第一工作位置时，第一工作油口和第三工作油口连通，第二工作油口截止；位于第二工作位置时，第二工作油口与第三工作油口连通，第一工作油口截止。

6.如权利要求3或4所述的液控制动系统，其特征在于，所述驻车制动油缸（21）为单作用油缸，其有杆腔与系统油路连通、无杆腔设置有回位弹簧；

当有杆腔与系统回油油路导通时，活塞杆在回位弹簧作用下伸出，所述驻车制动单元位于驻车状态；当有杆腔与系统压力油路导通时，活塞杆在压力油液作用下克服回位弹簧的弹性力缩回，所述驻车制动单元位于非驻车状态。

7.一种轮式起重机，包括液控制动系统，其特征在于，所述液控制动系统具有为如权利要求3至6中任一项所述的液控制动系统。