用于机械的制动系统和方法与流程

本公开涉及一种用于机械的制动系统和方法。

背景技术：

一般来说，用于机械的制动系统包括与机械的车轮相关联的一个或多个制动器。制动器用于通过致动制动器踏板而在操作期间停止或止动机械。在运量相关的暂停期间，以及具体地在斜坡上的运量相关的暂停期间，机械操作者连续地按压制动器踏板来保持机械固定是极为不便的。另外，在起重和/或倾倒操作期间，操作者可能需要连续地按压制动器踏板以便在具体位置止动机械。这对于操作者来说可能不方便。另外，如果操作者无意间将其脚抬离制动器踏板，那么机械可从其位置处移动。

美国专利号5,984,429公开了在运量相关的稳定期，变速器的传动比保持与在配备有自动变速器的路面车辆上运行的发动机接合。脚制动器在车辆由于目标制动操作而止动之后的短时间内自动地保持起动。由此，允许驾驶员将他的/她的脚抬离制动器踏板，且车辆可以可靠方式保持固定在平坦或倾斜的路面上。当驾驶员致动位置受开关监控的加速器踏板时，取消车辆脚制动器系统的该保持制动模式。

技术实现要素：

在本公开的一个方面，提供了一种用于机械的制动系统。该制动系统包括制动器、第一阀、第二阀和阀致动系统。制动器与机械的车轮相关联并且配置成由加压流体进行液压致动。该第一阀基于用户输入致动该制动器。该第二阀配置成选择性地致动该制动器。该阀致动系统包括可在第一位置与第二位置之间移动的用户输入装置。该阀致动系统进一步包括制动传感器，其配置成提供指示该第一阀的致动的信号。如果该用户输入装置在该第一位置并且该第一阀被接合，那么该阀致动系统致动该第二阀。即使该第一阀脱离，那么阀致动系统仍然将该第二阀保持在活动状态以液压地致动该制动器。另外，如果该用户输入装置移动至该第二位置，那么该阀致动系统将该第二阀停用。

在本公开的另一个方面中，提供一种制动机械的方法。该方法接收用户输入装置的位置。该方法确定第一阀是否由用户接合，其中该第一阀配置成液压地致动制动器。该方法基于装置的用户输入的第一位置和第一阀的接合来致动第二阀。即使第一阀脱离，该方法仍进一步将第二阀保持在活动状态以液压地致动该制动器。另外，该方法基于用户输入装置的第二位置将第二阀停用。

本公开的其它特征和方面将从以下描述和附图而变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的示例性机械；

图2示出了根据本公开的实施例的机械的制动系统的框图；以及

图3示出了根据本公开的实施例的用于操作图2的制动系统的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于机械的制动系统和方法。图1说明根据本公开的实施例的示例性机械100。如图1中所示，机械100可以具体化为铰接式卡车。在各个其它实施例中，机械100可以是诸如履带式装载机、轮式装载机、压实器、挖掘机、大型采矿卡车的任何机械或任何其它农用、采矿、建筑机械等。

如图1中所示，机械100包括车架102、车轮104、发动机舱106和运载支承架108。机械100可以进一步包括位于发动机舱106中并且支撑在车架102上的发动机110。发动机110可以是内燃机，例如汽油机、柴油机、气体动力发动机或双燃料发动机。在所示出的实施例中，驾驶室112安装在机械100的车架102的前端114上。驾驶室112可以设置在机械110上面并且向后延伸超出发动机110。

另外，机械100包括与机械100的车轮104相关联的制动系统200。根据需要且当需要时，使用制动系统200来减缓和/或止动机械100。制动系统200可以包括设置在驾驶室112内的制动器踏板116（图2中所示）和停车制动器（未示出）。参考图2更详细地进一步解释制动系统200。

图2说明图1的机械100的制动系统200的框图。为了简明起见，图2中并未示出制动系统200的一个或多个其它部件。可以预期的是，框图仅仅是示例性的，该框图包括液压连接（以实线示出）和电连接（以虚线示出）并且不应以限制方式来解释。

制动系统200包括制动泵202，其流体地连接至流体槽204并且配置成经由压力控制阀208将液压流体提供至一个或多个储液器206。制动泵202可以由源自于发动机110（图1）的功率来驱动。可以预期的是，制动泵202配置成在高压下输出液压流体。压力控制阀208配置成将来自制动泵202的流体的压力减小至期望压力，从而进一步将该流体供应至储液器206进行存放。在一个示例性实施例中，压力控制阀208包括减压阀和止回阀。减压阀配置成通过将一定量的高压流体反向排放至流体槽204中来减小液压流体的压力。另外，止回阀可以防止液压流体回流至制动泵202。

制动系统200包括与机械100的车轮104相关联的制动器210以及配置成致动制动器210的第一阀212。在一个示例性实施例中，第一阀212可以是通过机械100的驾驶室112内的制动器踏板116相关联和致动的踏板阀。机械100的操作者可以按压制动器踏板116以致动第一阀212，从而致动制动器210。第一阀212的致动可以允许流体经由第一阀212从储液器206流至制动器210。在一个示例性实施例中，制动器210可以包括与机械100的每个车轮104相关联的制动盘（未示出）。在各个其它实施例中，制动器210可以包括鼓式制动器或本领域中已知的任何其它类型的制动器。制动器210可以进一步包括一个或多个制动缸，其配置成选择性地将一个或多个制动片（未示出）压靠对应的制动盘以实现制动。汽缸可以由来自第一阀212的加压流体液压地致动。可以预期的是，一个制动缸可以与机械100的前轮相关联，而另一个制动缸可以与机械100的后轮相关联。

制动系统200进一步包括经由选择阀216与制动泵202和制动器210流体连通的第二阀214。第二阀214与选择阀216之间还提供了压力调节器215。压力调节器215可以配置成将过多流体排放至流体槽204。在一个示例性实施例中，第二阀214是配置成响应于电信号而起动以进一步致动制动器210的螺线管阀操作阀。在进一步的实施例中，第二阀214可以是2通道3端口螺线管致动阀，其具有连接至制动泵202的第一端口、连接至流体槽204的第二端口以及经由选择阀216连接至制动器210的第三端口。当第二阀214没有起动时，第三端口通常可以与第二端口（即，流体槽204）流体连通。当起动时，第一端口可以与第二端口流体连通，即，第二阀214允许加压流体从制动泵202流至压力调节器215。另外，在一个示例性实施例中，选择阀216可以是换向阀，其配置成基于来自第一阀212和第二阀214的流体压力促进流体从第一阀212和/或第二阀214流至制动器210。因此，在第一阀212和第二阀214两者均起动的情况中，具有较高压力的加压流体流至制动器210。在各个替代性实施例中，可以非电气形式致动第二阀214。例如，可以气动、液压等形式致动第二阀214。

另外，制动系统200包括可通信地耦合至第二阀214的阀致动系统218。阀致动系统218配置成通过选择性地起动第二阀214来致动制动器210。本领域一般技术人员可以预期的是，阀致动系统218可以是配置成控制第一阀212和第二阀214的控制器或电路。阀致动系统218可以包括任何适当类型的通用计算机、专用计算机、微处理器、微控制器或其它可编程数据处理设备。在本公开的方面中，阀致动系统218可以是机械控制模块（ECM）的部分。

在一个实施例中，阀致动系统218包括一个或多个制动传感器220、致动传感器222和电耦合至致动传感器222的用户输入装置224。可以预期的是，在多个制动器的情况中，一个制动传感器220可以与每个制动器210相关联。制动传感器220与第一阀212相关联并且配置成提供指示第一阀212的致动的信号。在一个示例性实施例中，制动传感器220是压力开关，其配置成当来自第一阀212的流体压力大于预定阈值P1时提供信号。可以预期的是，选择阈值P1使得其清楚地识别操作者是否已按压制动器踏板116来停止机械100且并不会降低机械100的速度。

另外，用户输入装置224可操作地耦合至第二阀214。在实例中，用户输入装置224可以设置在驾驶室112内的仪表板上。然而，用户输入装置224可以设置在本公开的范围内的任何替代性位置中。在一个示例性实施例中，用户输入装置224是双瞬时摇臂开关。用户输入装置224可以切换至第一位置（诸如ON位置）或第二位置（诸如OFF位置）和/或第三位置（其是弹簧偏压中心位置）。可以预期的是，用户输入装置224可以连接至机械100的电源，并且可以配置成选择性地将第二阀212和第三阀226连接至电源连接和将第二阀212和第三阀226与电源断开。

另外，致动传感器222与第二阀214相关联并且配置成响应于来自用户输入装置224的电信号而提供指示来自第二阀214的液压流体流的信号。例如，当操作者将用户输入装置224按压至第一位置时，将来自用户输入装置224的电信号提供至第二阀214以及阀致动系统218。在本公开的示例性实施例中，致动传感器222是压力开关，其配置成当来自第二阀214的流体流的压力超过第二预定阈值P2时提供信号。在一个示例性实施例中，第二阈值压力P2基本上等于或大于预定阈值P1。

阀致动系统218配置成从制动传感器220和致动传感器222接收信号，并且因此经由第一阀212和/或第二阀214控制至制动器210的流体流。在一个示例性实施例中，阀致动系统218配置成当用户输入装置224在第一位置中且当第一阀212也被致动时起动第二阀214。

另外，阀致动系统218还在致动第二阀214的同时致动第三阀226。第三阀226可通信地耦合至阀致动系统218。第三阀226配置成在起动时将来自第一阀212和第二阀214的加压流体流分离。然而，在停用状态下，第三阀226允许加压流体从中流过。在一个实施例中，第三阀226在停用状态下可以允许加压流体流至流体槽204。在一个示例性实施例中，第三阀226可以是2通道2端口螺线管操作的提升阀。

在一个实例中，操作者按压制动器踏板116以止动机械100。操作者可以进一步将用户输入装置224切换至第一位置（即，ON位置）以启动机械100的等待制动模式。该等待制动模式可以指即使操作者将他的脚抬离制动器踏板116，该制动器210仍然可以保持接合的模式。当用户输入装置224在第一位置中且制动器踏板116也被接合时，电流流过与第一阀212相关联的制动传感器220。阀致动系统218接着可以起动第二阀214和第三阀226的螺线管。来自第一阀212和第二阀214的加压流体流因此被分离。另外，选择阀216可以允许来自第一阀212和第二阀214的一个加压流体流根据它们的压力而到达制动器210。还可以预期的是，选择阀216允许来自第一阀212和第二阀214的加压流体同时到达制动器210。另外，致动传感器220还可以提供指示来自第二阀214的加压流体流的信号。

在一个示例性实施例中，用户输入装置224进一步包括配置成指示第二阀214起动的指示器225。在一个示例性实施例中，指示器225可以是当第二阀214起动时发光的发光二极管（LED）灯。因此，随着用户输入装置224移动至第一位置，电流也流过指示器225，由此点亮LED灯以指示第二阀214起动。在各个替代性实施例中，指示器225可以是指示第二阀214起动的任何类型的视觉、音频和/或文本指示器。

在一个实施例中，阀致动系统218配置成即使第一阀212脱离也仍然将第二阀214保持在致动状态下。例如，操作者可以释放制动器踏板116并且还释放用户输入装置224，由此将用户输入装置224带至第三位置（其是弹簧偏压中心位置）。在第三位置中，电流可以继续通过致动传感器222。随着操作者脱离制动器踏板116，加压流体流不能继续通过第一阀212流至制动器210。因此，制动传感器220可以恢复至断开状态并且不提供任何信号。在一个实施例中，制动传感器220和致动传感器222可以以并联方式电耦合在用户输入装置224与第二阀214和第三阀226的螺线管之间。因此，即使制动传感器220没有提供信号，致动传感器222仍然可以通过来自用户输入装置224的电功率实现螺线管的继续起动。随着来自第一阀212的压力下降，选择阀216现在可以允许来自第二阀214的加压流体到达制动器210。因此，即使操作者释放制动器踏板116，制动器210仍然可以保持接合，且机械100可以保持固定。

在各个替代性实施例中，用户输入装置224、制动传感器220和致动传感器222可以是由阀致动系统218实施的控制逻辑的部分。阀致动系统218因此可以基于来自用户输入装置224、制动传感器220和致动传感器222的信号来致动第二阀214和第三阀226。

另外，阀致动系统218可以配置成当用户输入装置224移动至第二位置（即，OFF位置）时将第二阀214停用。在一个实施例中，用户输入装置224在处于OFF位置中时可以将第二阀214的螺线管与机械100的电源断开。同时，还可以将第三阀226停用。还可以将指示器225停用。由于第二阀214被停用，致动传感器222可以恢复至断开状态并且停止提供任何信号。用户输入装置224在被操作者释放之后可以移动至第三位置。因此，终止等待制动模式且可以恢复正常制动操作。此后，操作者可以接着通过按压制动器踏板116来致动制动器210。

在一个示例性实施例中，阀致动系统218进一步配置成防止等待制动模意外启动。具体地，如果用户输入装置224移动至第一位置且不接合制动器210，那么阀致动系统218无法起动第二阀214。

工业实用性

从以上描述中将容易理解本文所述的机械100的制动系统200和阀致动系统218的工业实用性。

一般来说，在斜坡上排队等待和/或在起重和/或倾倒操作期间，操作者需要连续地按压制动器踏板以将机械保持静止。这对于操作者来说可能不方便。

本公开涉及具有用户输入装置224的制动系统200，该用户输入装置224可以由操作者起动以在诸如斜坡上长时间内应用制动器210但不用脚按压制动器踏板116。用户输入装置224和阀致动系统218的设置可具成本效益、易于安装和方便操作者。

图3示出了根据本公开的用于制动机械100的方法300的流程图。首先在步骤302处，操作者按压制动器踏板116以止动机械100。

在步骤304处，操作者将用户输入装置224切换至第一位置，即，ON位置。在一个示例性实施例中，制动系统200的阀致动系统218接收用户输入装置224的位置。例如，阀致动系统218基于用户输入装置224的位置从其接收电信号。

在步骤306处，阀致动系统218确定来自第一阀212的流体流的压力是否大于预定阈值P1。如果压力小于预定阈值P1，那么控制移动至步骤308，且并未致动第二阀214。如果压力大于预定阈值P1，那么控制移动至步骤310。

另外，在步骤310处，如果用户输入装置224在第一位置中且第一阀212接合，那么阀致动系统218起动第二阀214。在一个示例性实施例中，第二阀214是配置成响应于来自用户输入装置224的电信号而起动以进一步致动制动器210。

另外，阀致动系统218还在致动第二阀214的同时致动第三阀226。第三阀226配置成将来自第一阀212和第二阀214的加压流体流分离。当第一阀212和第二阀214被致动时，加压流体通过第一阀212和/或第二阀214流至制动器210。因此，可以启动等待制动模式。

在步骤312处，操作者将用户输入装置224释放至弹簧偏压第三位置并且释放制动器踏板116。即使第一阀212脱离，阀致动系统218仍然将第二阀214保持在活动状态以液压地致动制动器210。因此，即使操作者释放制动器踏板116，制动器210仍然可以保持接合，且机械100可以保持固定。另外，当操作者释放制动器踏板116时，通过第一阀212的压力降低，由此导致选择阀216朝来自第二阀214的加压流体偏压。

在步骤314处，操作者将用户输入装置224切换至第二位置。阀致动系统218基于用户输入装置224的第二位置将第二阀214和第三阀226停用。例如，操作者可以切换用户输入装置224将第二阀214与机械100的电源电断开。因此，可以终止等待制动模式。操作者可以同时按压制动器踏板116以从等待制动模式平稳地转变为正常操作。

因此，制动系统200和方法200可以使得操作者在某个位置处等待时释放制动器踏板116，并且还通过接合制动器210使机械100保持固定。这对于操作者可能更加方便，并且还防止在等待时该制动器踏板116的任何意外释放。另外，用户输入装置224可以提供使得操作者启动和终止等待制动模式的简单接口。当等待制动模式开始时指示器225可以提供明确指示使得操作者可安全地释放制动器踏板116。另外，还可以防止等待制动模式的意外触发。

制动系统200的第二阀214可以连接至制动泵202。另外，第二阀214可以经由压力调节器215和选择阀216连接至制动器210。因此，使用第一阀212的正常制动可以保持与等待制动模式期间使用第二阀214的制动分开。具体地，第二阀214不会干扰机械100的正常操作。

虽然已参考上述实施例具体示出并且描述了本公开的方面，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下通过修改所公开的机器、系统和方法可以预期各种附加实施例。这些实施例应当被理解成落在如基于权利要求书和其任何等效物确定的本公开的范围内。