CN105857281B - 一种非公路机械传动自卸车abs/asr集成液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR集成液压系统，包括供油系统、双路制动踏板、轮速传感器、压力传感器、电液比例阀、开关电磁阀、ECU电子控制单元、制动器、制动阀组、蓄能器；在制动器与双路制动踏板之间加装电液比例阀，在制动阀组与双路制动踏板之间加装多个开关电磁阀；系统功能包括常规制动、ABS制动防抱死、ASR驱动防滑三个过程；ABS/ASR电子控制单元（ECU）通过对信号采集、运算处理、发出指令控制电磁开关阀、电液比例阀工作位切换，实现制动压力控制；ABS和ASR都是基于滑移/转率对汽车纵向力的控制，所以二者在技术上比较接近，并且部分软、硬件可以共用。

Description

一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR集成液压系统
技术领域
本发明涉及一种ABS（制动防抱死）/ASR（驱动防滑）集成液压系统，具体涉及一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，在原有ABS液压系统的基础上增加较少的液压元件实现全部ABS功能和ASR驱动防滑干预控制功能，属于工程机械技术领域。
背景技术
非公路机械传动自卸车被广泛应用于各类建筑工程、基础设施建设等，适用于崎岖的地形和泥泞的路况，因此能够使车辆在驱动加速及制动过程中防止驱动车轮发生过分滑转，保持制动稳定性、方向稳定性、转向操纵能力和提高加速性能至关重要。本发明针对非公路机械传动自卸车（发动机前置后轮驱动）液压制动系统进行改造设计，设计后的液压系统可以实现ABS/ASR制动干预控制功能。由于ABS和ASR都是基于滑移/转率对汽车纵向力的控制，所以二者在技术上比较接近，并且部分软、硬件可以共用。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，在原有ABS液压系统的基础上增加较少的液压元件实现全部ABS功能和ASR驱动防滑干预控制功能。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：包括供油系统、双路制动踏板、轮速传感器、压力传感器、电液比例阀、开关电磁阀、ECU电子控制单元、制动器、制动阀组、蓄能器，
在制动器与双路制动踏板之间加装电液比例阀，在制动阀组与双路制动踏板之间加装多个开关电磁阀；
所述电液比例阀、开关电磁阀、轮速传感器、压力传感器均与ECU电子控制单元相连，
系统功能包括常规制动阶段、ABS制动防抱死阶段、ASR驱动防滑阶段三个过程；在常规制动阶段， ECU电子控制单元不进行压力的控制，各开关电磁阀处于不通电、非工作状态，制动器通过电液比例阀与双路制动踏板直接连通；在ABS制动防抱死阶段与ASR驱动防滑制动阶段， ECU电子控制单元通过接收轮速传感器、压力传感器反馈信号，并通过运算直接控制开关电磁阀、电液比例阀工作位切换，实现对制动器制动压力控制。
所述电液比例阀为三位三通电磁阀，电磁阀在通电线圈的作用下，可变换三个位置，电液比例阀的三个通口在每一个位置的连通状态都不一样。
所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：常规制动阶段：ECU电子控制单元不进行压力的控制，各开关电磁阀处于不通电、非工作状态，制动器通过电液比例阀与双路制动踏板直接连通，制动器的压力随着驾驶员踩下双路制动踏板角度的增大而增大，而车轮制动力则随着制动器的压力增大而增大，即车轮制动力与驾驶员踩下双路制动踏板的角度是成正比的。
所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：ABS制动防抱死阶段：随着制动压力的不断增大，当ECU电子控制单元通过轮速传感器感知到车轮趋于抱死倾向时，ECU电子控制单元根据轮速传感器反馈信号，对趋于抱死的车轮进行电液比例阀控制，即电液比例阀移动至最右位置，此时，制动器的进油口与油箱相通，制动器的油液随即流回到油箱中，制动器制动压力减小，制动器处于减压状态；当电液比例阀柱塞移动至中间位置时，电液比例阀的三个口互不相通，制动器中的油液既不增加也不减少，此时制动器处于保压状态；当电液比例阀阀芯移动至最左位置时，电液比例阀的进油口与制动器进油相通，此时制动器处于增压状态；ECU电子控制单元通过对电液比例阀的不断调整，使制动压力处于增压、保压或减压的状态，此时，制动处于ABS制动防抱死阶段，各开关电磁阀一直处于关闭状态，切断了制动管路和ASR供油系统之间的通路。
所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：ASR驱动防滑阶段：在踩下加速踏板之前，各电液比例阀处于通电状态，即制动器制动压力为零，当车辆在对开路面上加速，当驱动力大于轮胎附着力时，ECU电子控制单元通过轮速传感器感知到车轮趋于滑转倾向，ECU电子控制单元控制开关电磁阀接通，双路制动踏板通过液压力作用按下相应角度，蓄能器中的高压油通过蓄能器集成阀组、制动阀组、开关电磁阀、双路制动踏板、电液比例阀，由于ECU电子控制单元控制其中一电液比例阀断电，控制另一电液比例阀通电，因此高压油最终进入对应的制动器，制动器处于增压制动阶段，防止车轮发生滑转；根据防滑制动需要ECU电子控制单元控制电液比例阀柱塞移动至中间位置时，三个口互不相通，制动器中的油液压力既不增加也不减少，此时制动器处于保压状态；当车轮脱离滑转状态，电液比例阀阀芯移动至最右位置时，电液比例阀的出油口与对应的制动器进油相通，此时制动器处于减压状态，制动解除。
有益效果：本发明提供的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，创新点在于：在制动器与双路制动踏板之间加装电液比例阀，在制动阀组与双路制动踏板之间加装多个开关电磁阀；在原有ABS液压系统的基础上增加较少的液压元件实现全部ABS功能和ASR驱动防滑干预控制功能。ABS和ASR都是基于滑移/转率对汽车纵向力的控制，所以二者在技术上比较接近，并且部分软、硬件可以共用。
附图说明
图1为本发明系统的原理图；
图中： 制动盘1，压力传感器4、9、14、24，ECU电子控制单元7，制动阀组21、轮速传感器2、10、13、25，电液比例阀5、8、15、23，开关电磁阀 16、17、19、20，蓄能器集成阀组22，制动器3、11、12、26，供油系统6 ，双路制动踏板18， 蓄能器27。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，包括供油系统6、双路制动踏板18、轮速传感器2、10、13、25、压力传感器4、9、14、24、电液比例阀5、8、15、23、开关电磁阀16、17、19、20、ECU电子控制单元7、制动器3、11、12、26、制动阀组21、蓄能器集成阀组22、蓄能器27，
在制动器与双路制动踏板18之间加装电液比例阀，在制动阀组与双路制动踏板18之间加装多个开关电磁阀；
电液比例阀5、8、15、23、开关电磁阀16、17、19、20、轮速传感器2、10、13、25、压力传感器4、9、14、24均与ECU电子控制单元7相连，
系统功能包括常规制动阶段、ABS制动防抱死阶段、ASR驱动防滑阶段三个过程；在常规制动阶段，ABS/ASR ECU电子控制单元不进行压力的控制，各开关电磁阀16、17、19、20处于不通电、非工作状态，制动器3、11、12、26通过电液比例阀5、8、15、23与双路制动踏板18直接连通，制动器的压力随着驾驶员踩下双路制动踏板18角度的增大而增大，而车轮制动力则随着制动器的压力增大而增大；在ABS制动防抱死阶段与ASR驱动防滑制动阶段，ABS/ASR ECU电子控制单元通过接收轮速传感器2、10、13、25、压力传感器4、9、14、24反馈信号，并通过运算直接控制开关电磁阀、电液比例阀工作位切换，实现对制动器制动压力控制。
遵循以下原则:
1.ABS/ASR集成液压系统方案，ABS具有优先控制权，当ABS起作用时ASR 系统应提前退出工作，不能影响ABS系统的正常工作；
2.如果ABS/ASR 系统发生故障，集成液压系统应具有常规制动功能；
3.ABS工作时不能对ASR 的压力供给系统有影响；
4.ASR系统只在车辆驱动过程中起作用。
本发明的工作过程如下：
ABS/ASR联合控制系统控制过程如下：
一、驾驶员踩下加速踏板进行防滑转控制过程
在踩下加速踏板之前，电液比例阀5、8、15、23处于通电状态，即制动器3、11、12、26制动压力为零，以车辆在对开路面上加速为例，左后驱动轮处于低附着系数路面，当驱动力大于轮胎附着力时，ECU电子控制单元7通过轮速传感器2感知到车轮趋于滑转倾向，ECU电子控制单元7控制开关电磁阀16、17、19、20接通，双路制动踏板18通过液压力作用按下相应角度，蓄能器27中的高压油通过蓄能器集成阀组22、制动阀组21（制动阀组可根据使用者自己要求进行添加其他制动的控制作用）、开关电磁阀20、开关电磁阀19、双路制动踏板18、电液比例阀5、23，由于ECU电子控制单元7控制电液比例阀5断电，控制电液比例阀23通电，因此高压油最终进入制动器3，制动器处于增压制动阶段，防止车轮发生滑转；根据防滑制动需要ECU电子控制单元7控制电液比例阀5柱塞移动至中间位置时，三个口互不相通，制动器3中的油液压力既不增加也不减少，此时制动器3处于保压状态；当车轮脱离滑转状态，电液比例阀5阀芯移动至最右位置时，电液比例阀5的出油口与制动器3进油相通，此时制动器3处于减压状态，制动解除。通过对电液比例阀5阀芯位置的调节，使滑转率尽量保持在10%—20%之间，因为制动系统油泵选用的是恒压变量泵，所以ASR 工作过程中，蓄能器27中的油压保持恒定，若ECU电子控制单元7检测到油压低于指定压力则报警显示，ECU电子控制单元7检测到前轮制动器11、12存在压力时或者人为关闭ASR控制程序，ECU电子控制单元7控制系统恢复常规制动状态。
二、常规制动
图1中在常规制动阶段，ABS/ASR不进行压力的控制，各开关电磁阀处于不通电、非工作状态。此时，制动器3、11、12、26通过电液比例阀5、8、15、23与双路制动踏板18直接连通，制动器的压力随着驾驶员踩下双路制动踏板18角度的增大而增大，而车轮制动力则随着制动器的压力增大而增大。即车轮制动力与驾驶员踩下双路制动踏板的角度是成正比的，此时，制动处于常规液压制动。
三、ABS防抱死控制过程
图1中，电液比例阀5、8、15、23为三位三通电磁阀，电磁阀在通电线圈的作用下，可以变换三个位置，电液比例阀的三个通口在每一个位置的连通状态都不一样。制动过程中，随着制动压力的不断增大，当ECU电子控制单元7通过轮速传感器2、10、13、25感知到车轮趋于抱死倾向时，ECU电子控制单元7根据轮速传感器反馈信号，对趋于抱死的车轮进行电液比例阀控制，即电液比例阀5、8、15、23移动至最右位置，此时，制动器的进油口与油箱相通，制动器的油液随即流回到油箱中，制动器制动压力减小，制动器处于减压状态；当电液比例阀5、8、15、23柱塞移动至中间位置时，电液比例阀的三个口互不相通，制动器中的油液既不增加也不减少，此时制动器处于保压状态；电液比例阀5、8、15、23阀芯移动至最左位置时，电液比例阀的进油口与制动器进油相通，此时制动器又处于增压状态。ECU电子控制单元7通过对电液比例阀5、8、15、23的不断调整，使制动压力处于增压、保压和减压的状态，此时，制动处于ABS防抱死液压制动，在整个制动控制过程中开关电磁阀16、20一直处于关闭状态，切断了制动管路同ASR 压力油供油系统6之间的通路，因而系统之间不会产生影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：包括供油系统、双路制动踏板、轮速传感器、压力传感器、电液比例阀、开关电磁阀、ECU电子控制单元、制动器、制动阀组、蓄能器，
在制动器与双路制动踏板之间加装电液比例阀，在制动阀组与双路制动踏板之间加装多个开关电磁阀；
所述电液比例阀、开关电磁阀、轮速传感器、压力传感器均与ECU电子控制单元相连，
系统功能包括常规制动阶段、ABS制动防抱死阶段、ASR驱动防滑阶段三个过程；在常规制动阶段， ECU电子控制单元不进行压力的控制，各开关电磁阀处于不通电、非工作状态，制动器通过电液比例阀与双路制动踏板直接连通；在ABS制动防抱死阶段与ASR驱动防滑制动阶段， ECU电子控制单元通过接收轮速传感器、压力传感器反馈信号，并通过运算直接控制开关电磁阀、电液比例阀工作位切换，实现对制动器制动压力控制。
2.根据权利要求1所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：所述电液比例阀为三位三通电磁阀，电磁阀在通电线圈的作用下，可变换三个位置，电液比例阀的三个通口在每一个位置的连通状态都不一样。
3.根据权利要求1所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：常规制动阶段：ECU电子控制单元不进行压力的控制，各开关电磁阀处于不通电、非工作状态，制动器通过电液比例阀与双路制动踏板直接连通，制动器的压力随着驾驶员踩下双路制动踏板角度的增大而增大，而车轮制动力则随着制动器的压力增大而增大，即车轮制动力与驾驶员踩下双路制动踏板的角度是成正比的。
4.根据权利要求1所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：ABS制动防抱死阶段：随着制动压力的不断增大，当ECU电子控制单元通过轮速传感器感知到车轮趋于抱死倾向时，ECU电子控制单元根据轮速传感器反馈信号，对趋于抱死的车轮进行电液比例阀控制，即电液比例阀移动至最右位置，此时，制动器的进油口与油箱相通，制动器的油液随即流回到油箱中，制动器制动压力减小，制动器处于减压状态；当电液比例阀柱塞移动至中间位置时，电液比例阀的三个口互不相通，制动器中的油液既不增加也不减少，此时制动器处于保压状态；当电液比例阀阀芯移动至最左位置时，电液比例阀的进油口与制动器进油相通，此时制动器处于增压状态；
ECU电子控制单元通过对电液比例阀的不断调整，使制动压力处于增压、保压或减压的状态，此时，制动处于ABS制动防抱死阶段，各开关电磁阀一直处于关闭状态，切断了制动管路和供油系统之间的通路。
5.根据权利要求1所述的非公路机械传动自卸车ABS/ASR 集成液压系统，其特征在于：ASR驱动防滑阶段：在踩下加速踏板之前，各电液比例阀处于通电状态，即制动器制动压力为零，当车辆在路面上加速，当驱动力大于轮胎附着力时，ECU电子控制单元通过轮速传感器感知到车轮趋于滑转倾向，ECU电子控制单元控制开关电磁阀接通，双路制动踏板通过液压力作用按下相应角度，蓄能器中的高压油通过蓄能器集成阀组、制动阀组、开关电磁阀、双路制动踏板、电液比例阀，由于ECU电子控制单元控制其中一电液比例阀断电，控制另一电液比例阀通电，因此高压油最终进入对应的制动器，制动器处于增压制动阶段，防止车轮发生滑转；根据防滑制动需要ECU电子控制单元控制电液比例阀柱塞移动至中间位置时，三个口互不相通，制动器中的油液压力既不增加也不减少，此时制动器处于保压状态；当车轮脱离滑转状态，电液比例阀阀芯移动至最右位置时，电液比例阀的出油口与对应的制动器进油相通，此时制动器处于减压状态，制动解除。
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