CN118124542A - 一种辅助制动***、控制方法及叉车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种辅助制动***、控制方法及叉车，本申请提供的辅助制动控制方法，包括：获取动力单元的扭矩信号，根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度，获取车辆的实际减速度，根据车辆的理论减速度和实际减速度的差值确定车辆的实时滑移率；判断实时滑移率是否大于预设滑移率；若实时滑移率大于预设滑移率，则控制器通过制动控制阀组对制动***向制动器施加的制动压力进行动态调整，从而实现最佳的制动效率。
Description
技术领域
本申请涉及制动***技术领域，尤其涉及一种辅助制动***、控制方法及叉车。
背景技术
在工程车辆领域，如叉车等大吨位工程车辆普遍具有较高的操作风险，尤其在车辆叉举重物行走时，制动安全尤其重要。目前，常规的平衡重叉车制动***普遍采用液压制动技术，仅依靠驾驶员驾驶能力进行制动操作，当驾驶员需要停车或减速时，踩踏机械制动踏板，利用机械制动踏板联动液压***中的制动控制阀，使得油泵与制动器连通，实现制动。
但是这种原有的制动***仅仅能够满足行走速度很低的常规动力叉车，随着叉车行业的发展，平衡重叉车的行走速度需求越来越高。目前，市场上高性能的电动叉车，时速已经能达到30km/h以上。当行走速度很高的电动叉车紧急制动时，依靠原有的制动***很容易造成车轮抱死，使得车辆打滑，存在极大的安全隐患。
因此，如何提高制动效率、保证制动安全，避免在紧急制动时因车轮抱死造成车辆打滑的情况，是本领域技术人员面临的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本申请第一方面提供了一种辅助制动控制方法，包括：
获取动力单元的扭矩信号，根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；
获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度，获取车辆的实际减速度，根据车辆的理论减速度和实际减速度的差值确定车辆的实时滑移率；
判断实时滑移率是否大于预设滑移率；
若实时滑移率大于预设滑移率，则控制器通过制动控制阀组对制动***向制动器施加的制动压力进行动态调整，从而实现最佳的制动效率。
进一步，获取车辆的实际减速度包括：通过传感器单元获取动力单元的减速度信号，根据动力单元的减速度信号确定车辆的实际减速度。
进一步，所述根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率包括：控制器根据所述扭矩信号分析路面附着系数，并根据路面附着系数得到路面条件，从而确定制动效率最高的预设滑移率。
进一步，所述获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度包括：通过所述制动控制阀组向制动器施加的制动压力，通过所述制动压力传感器获取制动压力信号；控制器根据制动压力信号确定车辆制动力矩，并根据制动力矩推导出车辆的理论减速度。
本申请第二方面提供了一种辅助制动***，用于实施上面任一项所述的辅助制动控制方法，包括：动力单元和控制器，所述动力单元上设有传感器单元，用于检测所述动力单元的扭矩信号及车辆的加减速度信号，所述控制器与所述传感器单元电连接，根据所述动力单元的扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；所述辅助制动***还包括：通过管路依次连接的油箱、泵组件、制动控制阀组、制动压力传感器和制动器，所述制动控制阀用于控制制动***向制动器施加的制动压力，所述制动压力传感器与所述控制器连接，用于将制动压力信号传递至控制器，所述控制器通过制动压力信号和所述加减速度信号确定车辆实时滑移率，并根据预设滑移率和实时滑移率对制动压力进行动态调节。
进一步，所述制动控制阀包括：制动踏板阀和电磁溢流阀，所述制动踏板阀用于控制向制动器施加的制动压力，所述电磁溢流阀用于根据控制器的调节信号调节向制动器施加的制动压力，实现最佳的制动效率、最短的制动距离。
进一步，所述辅助制动***还包括：连接在所述泵组件与所述制动控制阀组之间的分流阀，所述分流阀与所述油箱连通，用于限制制动***的峰值压力并将所述泵组件泵出的液压油液分流回到油箱。
进一步，所述动力单元包括：行走电机，所述传感器单元包括：电流传感器和转速传感器，所述控制器根据行走电机的电流信号确定扭矩信号，根据行走电机的转速信号确定加减速度信号。
进一步，所述动力单元包括：发动机，所述传感器单元包括：扭矩传感器和转速传感器，所述控制器根据所述扭矩传感器确定发动机的扭矩信号，根据所述转速传感器确定加减速度信号。
进一步，所述传感器单元包括：扭矩传感器和GPS***，所述控制器根据所述扭矩传感器确定所述动力单元的扭矩信号，根据所述GPS***确定车辆加减速度信号。
本申请第三方面提供了一种叉车，包括如上面所述的辅助制动***。
与现有技术相比，本申请的有益效果是：
本申请通过检测动力单元的扭矩信号判断地面附着系数，从而确定制动效率最高的预设滑移率，通过检测制动压力信号和车辆加减速度信号确定车辆的实时滑移率，并根据预设滑移率和实时滑移率对制动压力进行动态调节，从而保持轮胎对地的最大附着力，确保车辆在安全、高效的状态下制动，实现最佳的制动效率、最短的制动距离。并有效防止车辆制动过程中车轮发生抱死，保证制动时车辆的稳定性，提高叉车操作的安全性、减少轮胎磨损、提高工作效率。
附图说明
图1是本申请实施例的辅助制动***的结构示意图；
图2是本申请实施例的辅助制动***的控制逻辑示意图；
图3是本申请实施例的辅助制动控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例的电机扭矩与路面附着系数的关系图；
图5是本申请实施例的路面附着系数与滑移率的关系图；
附图标记说明：
1、动力单元；2、车桥；3、制动踏板阀；4、制动压力传感器；5、控制器；6、电磁溢流阀；7、泵组件；8、分流阀；9、油箱。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参考图1所示，本实施例提供的一种辅助制动***，包括：动力单元1和控制器5，动力单元1上设有传感器单元，用于检测动力单元1的扭矩信号及车辆加减速度信号。控制器5与传感器单元电连接，根据动力单元1的扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率。辅助制动***还包括：通过管路依次连接的油箱9、泵组件7、制动控制阀组、制动压力传感器4和制动器。油箱9用于向制动***提供制动油；泵组件7优选齿轮泵，用于驱动制动***中液压油液循环；制动器设在车桥2上，用于控制车辆制动减速；制动控制阀组用于控制制动***向制动器施加的制动压力。制动压力传感器4与控制器5连接，用于将制动压力信号传递至控制器5，控制器5通过制动压力信号和加减速度信号计算车辆实时滑移率，并根据预设滑移率和实时滑移率对制动压力进行动态调节。本实施例根据不同的路面条件优化制动性能，确保车辆在安全、高效的状态下制动。这对于提高叉车操作的安全性、减少轮胎磨损以及提高工作效率都具有重要意义。
在一些实施例中，制动控制阀组包括：制动踏板阀3和电磁溢流阀6，制动踏板阀3与制动器连通。制动时，驾驶员操作制动踏板控制制动踏板阀3打开，制动***向制动器施加制动压力，制动器控制车辆减速。电磁溢流阀6连接在泵组件7与制动踏板阀3之间，并与控制器5电连接。控制器5根据预设滑移率和实时滑移率控制电磁溢流阀6调节制动***中的流量和压力，从而调节制动***向制动器施加的制动压力，实现最佳的制动效率、最短的制动距离。并有效防止车辆制动过程中前轮发生抱死，保证制动时车辆的稳定性。
在一些实施例中，辅助制动***还包括：连接在泵组件7与制动控制阀组之间的分流阀8，分流阀8优选充液阀，充液阀与油箱9连通，用于限制制动***的峰值压力。在制动过程中，由于泵组件7的强力泵送，液压油液的压力可能会迅速上升，超出***承受的范围。这时，分流阀8通过调整阀门的开度，控制液压油液的流量，并将泵组件7泵送分液压油液分流回到油箱9。从而避免***压力过高，确保制动***的稳定性和安全性。
在一些实施例中，动力单元1为行走电机。传感器单元包括：用于测量行走电机两端电流的电流传感器和用于测量动力电机转速的转速传感器。电流传感器和转速传感器分别与控制器5电连接，将行走电机的电流信号和转速信号传递至控制器5。控制器5将电流信号转化为扭矩信号，并根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率。同时，控制器5将转速信号转化为车辆的加减速度信号。
在一些实施例中，动力单元1为发动机。传感器单元包括：用于测量发动机扭矩的扭矩传感器和用于测量发动机转速的转速传感器。扭矩传感器和转速传感器分别与控制器5电连接，将发动机的扭矩信号和转速信号传递至控制器5。控制器5根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率。同时，控制器5将转速信号转化为车辆的加减速度信号。
在一些实施例中，传感器单元包括：扭矩传感器和GPS***，控制器5根据扭矩传感器读取出动力单元1的扭矩信号，根据GPS***读取车辆的加减速度信号。
在一些实施例中，制动压力传感器4与控制器5连接，用于将制动压力信号传递至控制器5。控制器5根据制动压力信号确定车辆制动力矩，并根据制动力矩推导出车辆的理论减速度。车辆理论减速度与通过传感器单元获得的车辆实际减速度之差为车辆实时滑移率。控制器5通过分析扭矩信号处理得到的预设滑移率和实时滑移率之间的差值，控制电磁溢流阀6对制动压力进行动态调节。
参考图2至图3所示，本实施例还公开了一种辅助制动***的控制方法，包括：
S101、获取动力单元1的扭矩信号，根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；
S102、获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度，获取车辆的实际减速度，根据车辆的理论减速度和实际减速度的差值确定车辆的实时滑移率；
S103、判断实时滑移率是否大于预设滑移率；
S104、若实时滑移率大于预设滑移率，则控制器5控制制动控制阀组降低向制动器施加的制动压力，从而实现最佳的制动效率。
本实施例中，目标车辆为正在制动的车辆，例如，正在制动的叉车等。
本实施例中，动力单元1可以是行走电机或发动机。
在一些实施例中，动力单元1为行走电机，传感器单元包括：用于测量行走电机两端电流的电流传感器和用于测量动力电机转速的转速传感器。电流传感器和转速传感器分别与控制器5电连接，将行走电机的电流信号和转速信号传递至控制器5。控制器5将电流信号转化为扭矩信号，并根据路面附着系数得到路面条件，从而确定制动效率最高的预设滑移率；同时，控制器5将行走电机的转速信号转化为车辆的加减速度信号。
具体的，参考图4至图5所示，行走电机的电流和行走电机的扭矩呈线性正相关。在同一加速度的条件下，电机扭矩与路面附着系数同样具有第一的对应关系，根据试验获得电机扭矩与路面附着系数的对应关系，并将试验数据预设在控制器5中。控制器5根据扭矩信号和行走电机预设的试验数据得出与路面附着系数，从而确定路面条件；由于路面附着系数最大时制动效率最高，所以选取对应路面条件下的峰值附着系数应对的滑移率设为预设滑移率。其中，行走电机预设的试验数据对应的路面条件分别为：干燥混凝土路面、干燥沥青路面、干燥砂石路面和潮湿混凝土路面、潮湿沥青路面、潮湿砂石路面。在以上各种路面条件下试验了车辆加减速时的电机扭矩数值，从而获得电机扭矩与路面附着系数的对应关系。例如，图5为车辆加速度为5㎡/s时，电机扭矩与不同路面条件下路面附着系数的对应关系。根据路面附着系数确定路面条件，参考图4所示，选取对应路面条件下的峰值路面附着系数应对的滑移率设为预设滑移率。例如：干燥混凝土路面预设滑移率为20%，潮湿混凝土路面预设滑移率为10%，干燥沥青路面预设滑移率为15%，潮湿沥青路面预设滑移率为8%。
在一些实施例中，动力单元1为发动机。传感器单元包括：用于测量发动机扭矩的扭矩传感器和用于测量发动机转速的转速传感器。扭矩传感器和转速传感器分别与控制器5电连接，将发动机的扭矩信号和转速信号传递至控制器5。控制器5根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率。同时，控制器5将发动机的转速信号转化为车辆的加减速度信号。
具体的，控制器5根据扭矩信号和发动机预设的试验数据得出制动效率最高的预设滑移率。发动机预设的试验数据对应的路面分别为：干燥混凝土路面、干燥沥青路面、干燥砂石路面和潮湿混凝土路面、潮湿沥青路面、潮湿砂石路面。在以上各种路面条件下试验了车辆加减速时的电机扭矩数值，从而获得发动机扭矩与路面附着系数的对应关系。根据路面附着系数确定路面条件，从而得到制动效率最高的预设滑移率，例如：干燥混凝土路面滑移率为20%，潮湿混凝土路面滑移率为10%，干燥沥青路面滑移率为15%，潮湿沥青路面滑移率为8%。
在一些实施例中，传感器单元包括：扭矩传感器和GPS***，控制器5根据扭矩传感器读取出动力单元1的扭矩信号，根据GPS***读取车辆的加减速度信号。
在一些实施例中，获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度包括：通过制动控制阀组向制动器施加的制动压力，通过制动压力传感器4获取制动压力信号；控制器5根据制动压力信号确定车辆制动力矩，并根据制动力矩推导出车辆的理论减速度。
具体的，控制器5收到制动压力传感器4传递的制动压力信号之后，将制动压力信号处理为车辆制动力矩，并根据制动力矩会得到车辆理论减速度。
制动力矩与车辆减速度公式为：ab=((2*Tb/R)+f*W)/Wf+W)。其中，ab为车辆减速度，Tb为制动力矩，R为驱动轮滚动半径，f为滚阻系数，Wf为转动等效质量，W为叉车等效质量。
控制器5同时收到传感器单元传递的动力单元1的减速度信号，根据动力单元1的减速度信号得到车辆实际减速度，车辆理论减速度与车辆实际减速度之差为车辆实时滑移率。控制器5根据扭矩信号处理得到的预设滑移率和实时滑移率，根据两者差值控制电磁溢流阀6对制动压力进行动态调节。
具体的，当实时滑移率小于预设滑移率时，说明车辆制动未出现打滑，控制器5不参与制动调节。当实时滑移率大于预设滑移率时，说明车辆制动出现打滑，控制器5控制制动控制阀组降低向制动器施加的制动压力。使车辆的滑移率维持在制动性能最佳的10%-20%范围内，实现最佳的制动效率、最短的制动距离。并有效防止车辆制动过程中前轮发生抱死，保证制动时车辆的稳定性。
控制器5控制电磁溢流阀6对制动压力进行调节，调整后的制动压力P1=P0*（1-4*（即时滑移率-预设滑移率）），其中P0为制动踏板阀3控制制动***向制动器施加的初始制动压力。控制器5将调整信号传递至电磁溢流阀6，电磁溢流阀6控制制动***中的制动压力下降至制动压力P1。避免车轮抱死，实现制动效率最高，制动距离最短。
本实施例还公开了一种叉车，包括上面所述的辅助制动***。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。本申请要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (11)
1.一种辅助制动控制方法，其特征在于，包括：
获取动力单元（1）的扭矩信号，根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；
获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度，获取车辆的实际减速度，根据车辆的理论减速度和实际减速度的差值确定车辆的实时滑移率；
判断实时滑移率是否大于预设滑移率；
若实时滑移率大于预设滑移率，则控制器（5）通过制动控制阀组对制动***向制动器施加的制动压力进行动态调整，从而实现最佳的制动效率。
2.根据权利要求1所述的辅助制动控制方法，其特征在于，获取车辆的实际减速度包括：通过传感器单元获取动力单元（1）的减速度信号，根据动力单元（1）的减速度信号确定车辆的实际减速度。
3.根据权利要求1所述的辅助制动控制方法，其特征在于，所述根据扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率包括：控制器（5）根据所述扭矩信号分析路面附着系数，并根据路面附着系数得到路面条件，从而确定制动效率最高的预设滑移率。
4.根据权利要求1所述的辅助制动控制方法，其特征在于，所述获取制动***的制动压力信号，根据制动压力信号确定车辆的理论减速度包括：通过所述制动控制阀组向制动器施加的制动压力，通过制动压力传感器（4）获取制动压力信号；控制器（5）根据制动压力信号确定车辆制动力矩，并根据制动力矩推导出车辆的理论减速度。
5.一种辅助制动***，用于实施权利要求1-4任一项所述的辅助制动控制方法，其特征在于，包括：动力单元（1）和控制器（5），所述动力单元（1）上设有传感器单元，用于检测所述动力单元（1）的扭矩信号及车辆的加减速度信号，所述控制器（5）与所述传感器单元电连接，根据所述动力单元（1）的扭矩信号确定制动效率最高的预设滑移率；所述辅助制动***还包括：通过管路依次连接的油箱（9）、泵组件（7）、制动控制阀组、制动压力传感器（4）和制动器，所述制动控制阀组用于控制制动***向制动器施加的制动压力，所述制动压力传感器（4）与所述控制器（5）连接，用于将制动压力信号传递至控制器（5），所述控制器（5）通过制动压力信号和所述加减速度信号确定车辆实时滑移率，并根据预设滑移率和实时滑移率对制动压力进行动态调节。
6.根据权利要求5所述的辅助制动***，其特征在于，所述制动控制阀组包括：制动踏板阀（3）和电磁溢流阀（6），所述制动踏板阀（3）用于控制向制动器施加的制动压力，所述电磁溢流阀（6）用于根据控制器（5）的调节信号调节向制动器施加的制动压力，实现最佳的制动效率、最短的制动距离。
7.根据权利要求5所述的辅助制动***，其特征在于，所述辅助制动***还包括：连接在所述泵组件（7）与所述制动控制阀组之间的分流阀（8），所述分流阀（8）与所述油箱（9）连通，用于限制制动***的峰值压力并将所述泵组件（7）泵出的液压油液分流回到油箱（9）。
8.根据权利要求5所述的辅助制动***，其特征在于，所述动力单元（1）包括：行走电机，所述传感器单元包括：电流传感器和转速传感器，所述控制器（5）根据行走电机的电流信号确定扭矩信号，根据行走电机的转速信号确定加减速度信号。
9.根据权利要求5所述的辅助制动***，其特征在于，所述动力单元（1）包括：发动机，所述传感器单元包括：扭矩传感器和转速传感器，所述控制器（5）根据所述扭矩传感器确定发动机的扭矩信号，根据所述转速传感器确定加减速度信号。
10.根据权利要求5所述的辅助制动***，其特征在于，所述传感器单元包括：扭矩传感器和GPS***，所述控制器（5）根据所述扭矩传感器确定所述动力单元（1）的扭矩信号，根据所述GPS***确定车辆加减速度信号。
11.一种叉车，其特征在于，包括权利要求6-10任一项所述的辅助制动***。
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| CN202410553592.3A CN118124542B (zh) | 2024-05-07 | 一种辅助制动***、控制方法及叉车 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |