CN1535860A - 电动工业用货车的制动系统 - Google Patents

Abstract

一种电动工业用货车的制动系统，该制动系统包括：三相驱动电机，它驱动一个驱动轮；第一制动装置，它与该驱动轮相连；制动踏板，制动信号产生器与它相连，以响应制动踏板的行程而产生与第一理想制动力相一致的电动制动信号；驱动电机的控制装置；控制装置中的第一换算装置，它把所述制动信号转换成驱动电机的理想扭矩；控制装置中的第二换算装置，它把驱动电机的实际扭矩转换成实际制动力；制动控制器中的比较装置，在该比较装置中，使第一想要的制动力与实际制动力进行比较，以形成第二制动装置的第二想要的制动力。

Description

电动工业用货车的制动系统

本发明涉及一种如权利要求1所述的电动工业用货车的制动系统。

这种工业用货车大部分具有由电机来驱动的驱动轮和怠速承载轮。公知的是，制动器与驱动轮和承载轮相连。驱动轮的制动器也可以与直接与驱动马达相连。公知的是，所描述的制动器采用了液压鼓式制动器。还公知的是，驱动电机使用单盘式弹簧力加载磁力制动器。这些大部分中设计成所谓的“安全制动器”，因为有这样的规定：如果常常用于这种工业用货车中的电动控制发生故障，那么车辆需要以通用的方式慢下来。

对于设置有三相电机的工业用货车而言，还公知的是，借助起着发电机作用的驱动电机来使它慢下来。发电机所产生的制动作用有助于实现“滑行制动”，例如，这个公开在DE19629386中。现有技术的这种情况也描述了根据制动踏板的位置来使用目标值斜坡。

从EP0908348中可以了解到，利用驱动电机的帮助来得到不依赖于负荷的制动性能。为了进行驱动电机的速度控制，预定与制动踏板行程成比例的相同制动距离。预定速度目标值斜坡(ramp)，而这些斜坡根据踏板位置来进行选择。在公知情况下所设置的承载轮的制动器从某一踏板位置向前连接。

从EP0814051B1中可以知道，具有控制单元的工业用货车设置有至少一个可制动的轴和至少一个非制动轴，其中控制单元可以产生可变的控制信号，该控制信号设定工业用货车的可接受最大速度。根据工业用货车的行驶方向，借助控制单元以这样的方式来改变控制信号，以致沿着可制动轴方向上进行行驶期间的最大速度大于沿着非制动轴方向上进行行驶期间的最大速度。

从EP0758591A1中可以知道，借助制动信号发生器来产生电动制动信号，该发生器由制动信号来驱动。把制动信号供给到电机控制器，该控制器预定能量回收的大小。这里所导致的结果是，使再生大小减速。因为电机所产生的制动扭矩常常不足以确保理想的减速，因此设置了延迟传感器，该传感器测量减速时的延迟量并且为制动系统产生信号，而该制动系统响应由电机所产生的减速的不足而产生了机械制动力，以实现制动。

本发明的目的是提供一种工业用货车的制动系统，借助该系统，可以实现小磨损的制动效果。该目的由权利要求1的特征来实现。这种制动性能接近液压制动的性能。

在本发明的制动系统中，制动信号由制动踏板以公知的方式来产生。把制动信号转换成理想的制动力，把该制动力输入到驱动电机的控制装置中。第一换算装置把制动信号转换成驱动电机的理想扭矩。利用行程控制器的帮助，根据它的速度，驱动电机产生制动扭矩，当然根据驱动电机的速度扭矩特性来限制该制动扭矩。第二换算装置有助于把驱动电机的实际可得到的实际扭矩转换成实际制动力。把该实际扭矩与第一理想制动力进行比较，以产生第二理想制动力，该第二理想制动力预定了第二制动装置的制动力。

在本发明的制动系统中，由驱动电机所提供的制动力由承载轮上的每个制动装置来实行。设置在驱动轮或者制动电机上的制动装置仅用于某些情况，后面参照这些情况来进行。

本发明的制动系统具有一些优点。驱动电机被用到最佳情况，而承载轮的制动器只在需要的情况下采用。通过驱动电机的减速几乎没有磨损。因此，可以实现制动作用，而这种制动作用大大地降低了磨损。本发明的制动系统类似于制动踏板的液压制动器，而该制动踏板产生了与它的设定值成比例的制动扭矩。相反，可以克服液压制动器的缺点，即克服了较大的磨损和在制动线路破裂时识别故障的困难。

在本发明的制动系统中，承载轮的制动器是电动制动器。因此，本发明的一个方面提供了：设置第三换算装置，该装置把第二理想制动力转换成制动电流。电流调节器响应电流制动力特性而预定第二制动装置的第二理想制动力。该特性如所需要的一样可以是线性的、递增的或者递减的。可以确保，车辆的总体制动性能与系统性能和/或操纵者心愿相合适。

如前面所述，驱动轮制动器和与电机轴相连的制动器只用于某些应用中。在本发明的一个方面中，提供一种制动控制装置，从而当制动信号产生器的制动信号变成最大时产生所述第一制动装置的紧急停车信号。在这种情况下，在产生紧急停车时，连接第一制动装置。另一方面，当工业用货车已停止或者处于上坡时，第一制动装置也可以用作纯粹的停车制动器。在本发明的另一个方面中，当监视装置发出错误信号时，第一制动装置也可以得到控制。因此，例如，当电动制动器输送信号时，可以发现存在线路中断。这个还可以应用到这样的情况下：工业用货车具有电动控制机构。在这种情况下，规定为，当电动线路发生故障时，不得不进行立即减速。

在本发明的一个方面中，还通过时间延迟件把紧急停车信号提供到第一制动装置中。这借助第一制动装置可以避免突然减速，在某些负荷情况下和对于某些提升高度而言这个事实尤其不利，因为它损害了工业用货车的安全性。

还可以想到，使本发明的制动系统的制动性能依赖于某种车辆或者行驶参数，从而例如提供负荷传感器，该传感器探测所施加的负荷，而负荷的信号被提供到制动控制装置中。同样地，可以设置行驶方向传感器。例如，这个可以防止减速产生车辆的不稳定工况，同时工业用货车运动通过弯道，或者倾斜地行驶。对于提升高度的积分来讲仍然是正确的，而该提升高度借助提升高度传感器来测量。

下面，参照附图来更加详细地描述本发明的实施例。

唯一的附图示出了本发明制动系统的方块图。

该图示出了三相电机，该电机驱动没有示出的、工业用货车的驱动轮。没有示出的主动轮具有与之相连的第一制动装置12。制动装置12也可以与驱动电机10的轴相连。没有详细解释的、电动三相电机10的移动控制装置安装在假想线所示的方块14、16中。制动控制装置18安装在假想线所示的另一个方块内。没有示出的工业用货车中的制动踏板20由操纵者来驱动。由制动踏板20所驱动的制动信号产生器安装在方块22内。方块22也安装监视装置，后面将参照该监视装置来进行。该方块的单独功能信号通过箭头24来输入，而该箭头24对于所描述的制动系统的工作没有意义。

与理想制动力成比例的信号被提供到比较装置26中。制动力是这样的一种力：借助该力，响应制动踏板的位置而使车辆慢下来。与最大制动力成比例的信号也被输入到比较装置26中。这个通过方块28来实现。通过接合点30把理想制动力施加到移动控制装置中的第一换算装置32中，即在方块14中。换算装置32由理想制动力来计算出驱动电机10的扭矩。第二换算装置34由电机10的实际扭矩来计算出实际制动力。在许多情况下，通过预定制动力来进行调整的电机扭矩小于理想制动情况所需要的扭矩。在第二比较装置36中，制动信号产生器22把理想制动力与来自换算装置34的实际制动力进行比较。在另一个换算装置38中，把剩余的制动力转换成第一和第二制动调节器40和42的制动电流。调节器40、42可以是PI调节器。响应调节器40、42的电流，在承载轮制动器44、46中产生制动力或者制动扭矩。提供到另一个换算装置38中的、标定制动力或者标定制动电流的参数被储存在储存方块48中。

第一制动装置在驱动轮上的控制装置具有控制器50。例如，当发现电缆破裂或者其它故障存在于制动系统时，它可以被驱动。合适的监视装置安装在方块22中。控制器50的输出用52来表示。调节器40、42也具有在其内成一体的监视装置，如果发出了错误信息，那么这些装置把信号提供到紧急停止的控制器50中。控制器50总是产生制动装置12的紧急停车信号，该信号通过合适的斜坡(ramp)来影响时间延迟。当所测量的其它参数能使紧急停车及时时，也可以进行紧急停车。这里还可以想到，连接承载轮制动器44、46来进行紧急停车。

Claims (7)

1.一种电动工业用货车的制动系统，该制动系统包括：

三相驱动电机(10)，它驱动一个驱动轮；

第一制动装置(12)，它与该驱动轮相连；

制动踏板(20)，制动信号产生器(22)与它相连，以响应制动踏板(20)的行程而产生与第一理想制动力相一致的电动制动信号；

驱动电机(10)的控制装置(14、16)；

控制装置中的第一换算装置(32)，它把所述制动信号转换成驱动电机(10)的想要的扭矩；

控制装置中的第二换算装置(34)，它把驱动电机(10)的实际扭矩转换成实际制动力；

制动控制器(18)中的比较装置(36)，在该比较装置中，使第一想要的制动力与实际制动力进行比较，以形成第二制动装置(44、46)的第二想要的制动力。

2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，设置第三换算装置(38)，该装置把第二想要的制动力转换成制动电流，电流调节器(40、42)响应电流制动力特性而预定第二制动装置(44、46)的所述第二想要的制动力。

3.如权利要求1或者2所述的制动系统，其特征在于，当所述制动信号产生器的制动信号变成最大时，制动控制装置(34)产生所述第一制动装置(12)的紧急停车信号。

4.如权利要求1或者2所述的制动系统，其特征在于，当监视装置接收到所述第二制动装置(44、46)、工业用货车的控制或者所述制动信号(20)的错误信号时，制动控制装置(18)产生所述第一制动装置的紧急停止信号。

5.如权利要求3或者4所述的制动系统，其特征在于，通过时间延迟件把所述紧急停车信号提供到所述第一制动装置(12)中。

6.如权利要求1到5任一所述的制动系统，其特征在于，工业用货车具有行驶方向传感器和/或负荷传感器，该负荷传感器探测所施加的负荷，这些传感器的信号被输入到制动控制装置中，所述制动控制装置根据行驶方向和/或负荷来改变第二想要的制动力。

7.如权利要求1到6任一所述的制动系统，其特征在于，工业用货车具有提升高度传感器，该传感器的信号被提供到所述制动控制装置中，第二想要的制动力根据所述提升高度来改变。