应用于液压闭式驱动系统的制动控制系统及其控制方法与流程

本发明属于制动控制系统领域，涉及一种应用于液压闭式驱动系统的制动控制系统及其控制方法。

背景技术：

工程车辆驱动系统采用闭式液压驱动系统，其液压系统回路的进、出口两端都可以输出功率。在车辆下坡滑行时，出现负值负载力矩，负载力矩变为动力，车辆因自重可能产生超速运动，造成严重的安全隐患。因此，有必要在液压驱动系统中加入有效的制动系统。

目前，工程车辆制动系统绝大多数采用常规制动，主要方法为依靠机械摩擦的气压制动和液压制动。在超越负载工况下，机械制动器的频繁使用会加速制动元件磨损并引起制动性能下降，频繁的起停造成能量浪费，并使驾驶员容易形成驾驶疲劳。因此，工程车辆迫切需要主要一种应用于下坡路况的制动系统，保证速度稳定性和工作安全性。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是克服了现有技术中的缺点，提供一种安全可靠的液压闭式驱动系统的制动控制系统。本发明能够在液压马达出现超越负载，进油口出现异常压力时，基于监测压力传感器所检测的压力信号，通过控制系统调节自动制动阀，平衡负向负载力，达到闭式驱动系统下坡路况速度平稳、安全运行的目的。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种应用于液压闭式驱动系统的制动控制系统，所述制动控制系统包括液压泵1、自动制动阀组15和液压马达8；所述自动制动阀组15为控制阀块，该阀块包括第一回油逻辑阀2、第二回油逻辑阀14、第一进油逻辑阀3、第二进油逻辑阀13、第一截止阀4、第二截止阀12、第一安全阀5和第二安全阀11、第一自动制动阀6和第二自动制动阀10；

所述液压泵1的第一油口与所述第一进油逻辑阀3的进油口和第一回油逻辑阀2的回油口相连接；所述液压泵1的第二油口与所述第二进油逻辑阀13的进油口和第一回油逻辑阀14的回油口相连接；所述液压泵1为所述制动控制系统提供油压；

所述液压马达8的第一油口与所述第一进油逻辑阀3的回油口和第一截止阀4的进油口相连接；所述液压马达8的第二油口与所述第二进油逻辑阀13的回油口和第二截止阀12的进油口相连接；

所述第一自动制动阀6的进油口与所述第一截止阀4的进油口相连接；所述第一自动制动阀6的回油口与所述第二自动制动阀10的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第二自动制动阀10的进油口与所述第二截止阀12的进油口相连接；所述第二自动制动阀10的回油口与所述第一自动制动阀6的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第一截止阀4的进油口与所述第一进油逻辑阀3的回油口和第一自动制动阀6的进油口相连接；所述第一截止阀4的回油口与所述第二自动制动阀10的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第二截止阀12的进油口与所述第二进油逻辑阀13的回油口和第二自动制动阀10的进油口相连接；所述第二截止阀12的回油口与所述第一自动制动阀6的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第一进油逻辑阀3的进油口与所述第一回油逻辑阀2的回油口和液压泵1的第一油口相连接；所述第一进油逻辑阀3的回油口与所述第一截止阀4的进油口和液压马达8的第一油口相连接；

所述第二进油逻辑阀13的进油口与所述第二回油逻辑阀14的回油口和液压泵1的第二油口相连接；所述第二进油逻辑阀13的回油口与所述第二截止阀12的进油口和液压马达8的第二油口相连接；

所述第一回油逻辑阀2的进油口与所述第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第一自动制动阀6的回油口相连接；所述第一回油逻辑阀2的回油口与所述第一进油逻辑阀3的进油口相连接；

所述第二回油逻辑阀14的进油口与所述第一回油逻辑阀2的进油口、第二安全阀11的回油口和第二自动制动阀10的回油口相连接；所述第二回油逻辑阀14的回油口与所述第二进油逻辑阀13的进油口相连接；

所述第一安全阀5的进油口与所述第一自动制动阀6的进油口、第一截止阀4的进油口和第一进油逻辑阀3的回油口相连接；所述第一安全阀5的回油口与所述第一截止阀4的回油口和第一自动制动阀6的回油口相连接；

所述第二安全阀11的进油口与所述第二自动制动阀10的进油口、第二截止阀12的进油口和第二进油逻辑阀13的回油口相连接；所述第一安全阀5的回油口与所述第二截止阀12的回油口和第二自动制动阀10的回油口相连接。

进一步的，所述制动控制系统还包括电子控制单元(ecu)、第一压力传感器7和第二压力传感器9；所述第一压力传感器7连接在所述液压马达8第一油口的管路上，用于检测液压马达8的第一油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接；所述第二压力传感器9连接在所述液压马达8第二油口的管路上，用于检测液压马达第二油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接；所述电子控制单元(ecu)是车辆常用控制器，其输入端采集第一压力传感器7和第二压力传感器9信号，通过内部程序进行闭环控制运算以及pid调节运算，将运算结果转化为电信号，控制第一自动制动6和第二自动制动阀10。

所述液压闭式驱动系统的制动控制系统的控制方法，其内容包括如下步骤：

首先通过第一压力传感器7和第二压力传感器9分别获取液压马达8第一油口和第二油口的压力值；

当液压泵1的第一油口为排油口时，此时液压马达8的第一油口为进油口，其第二油口为回油口，此时电子控制单元发出电信号使第一自动制动阀6处于最大开启压力状态，第二自动制动阀10处于最小开启压力状态，第一截止阀4阀口关闭，第二截止阀12阀口完全开启，液压油从液压泵1第一油口泵出，经过第一进油逻辑阀3，进入液压马达8的第一油口，液压油从液压马达8的第二油口排出，进入第二截止阀12，此时由于第二自动制动阀10开启压力为零，第二截至阀12阀口全开，液压油通过第二截至阀12、第二回油截至阀14返回液压泵1的第二油口；

当液压马达8的第一油口压力值小于压力预设值时，此时电子控制单元判断出现超越负载现象，给定第二自动制动阀10设定电信号，第二截至阀12开启压力变化为设定值，制动背压建立，平衡负向负载力，避免超越负载下的超速现象，电子控制单元根据接收的压力值信号，自动发出控制指令pid调节，闭环控制调节第二自动制动阀10的开启压力,从而进一步改善系统的制动性能；

当液压马达8的第一油口压力值大于压力预设值时，此时电子控制单元判断未出现超越负载现象，给定第二自动制动阀10开启压力保持最小值，第二截至14阀完全开启，此时制动系统制动压力为零；

当液压泵1的第二油口为排油口时，此时液压马达8的第二油口为进油口，其第一油口为回油口，此时电子控制单元发出电信号使第二自动制动阀10处于最大开启压力状态，第一自动制动阀6处于开启压力最小状态，第二截止阀12阀口关闭，第一截止阀4完全开启，液压油从液压泵1排油口泵出，经过第二进油逻辑阀14，进入液压马达8的第二油口，液压油从液压马达8的第一油口排出，进入第一截止阀4，此时由于第一自动制动阀6开启压力为零，第一截至阀4阀口全开，液压油通过第一截至阀4、第一回油截至阀2返回液压泵1的第一油口；

当液压马达8的第二油口压力值小于压力预设值时，此时电子控制单元判断出现超越负载现象，给定第一自动制动阀6设定电信号，第一截至阀4开启压力变化为设定压力值，制动背压建立，平衡负向负载力，避免超越负载下的超速现象，电子控制单元根据接收的压力值信号，自动发出控制指令pid调节，闭环控制调节第二自动制动阀10的开启压力,从而进一步改善系统的制动性能；

当液压马达8的第二油口压力值大于压力预设值时，此时电子控制单元判断未出现超越负载现象，给定第一自动制动阀6开启压力保持最小值，第一截至阀4完全开启，此时制动系统制动压力为零。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种应用于液压闭式驱动系统的制动控制系统，与现有技术相比具有这样的有益效果：

本发明采用压力传感器实时监测马达进油口压力信号，当出现超越负载现象，马达进油口出现异常压力信号时，控制系统立即输出控制信号，通过控制制动阀建立液压系统背压，平衡负载力，并通过反馈装置校正自动制动阀输出压力。从制动结构来看，本发明的制动系统主要包括自动制动阀组、电控系统，布置方便，与气制动、液压制动相比，避免在车盘上出现复杂的装置结构。

本发明通过液压制动系统自动调节驱动系统压力，与传统机械制动相比，不需要驾驶员频繁启动和关闭制动，避免了驾驶员高强度操作，同时提高作业效率。制动系统采用闭环控制，保证下坡路况速度平稳性，防止采用机械制动的频繁启停，进而减小对液压驱动系统的冲击及机械结构的损伤，保证工作过程的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的液压系统原理图；

图2是本发明控制单元的原理框图；

图3是本发明控制方法的逻辑控制流程图。

附图中各部件的标记如下：1、液压泵；2、第一回油逻辑阀；3、第一进油逻辑阀；4、第一截止阀；5、第一安全阀；6、第一自动制动阀；7、第一压力传感器；8、液压马达；9、第二压力传感器；10、第二自动制动阀；11、第二安全阀；12、第二截止阀；13、第二进油逻辑阀；14、第二回油逻辑阀；15、自动制动阀组；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种应用于液压闭式驱动系统的制动控制系统，如图1所示，所述制动控制系统包括液压泵1、自动制动阀组15和液压马达8；所述自动制动阀组15为控制阀块，该阀块包括第一回油逻辑阀2、第二回油逻辑阀14、第一进油逻辑阀3、第二进油逻辑阀13、第一截止阀4、第二截止阀12、第一安全阀5和第二安全阀11、第一自动制动阀6和第二自动制动阀10；

所述液压泵1为双向闭式变量泵，其第一油口与所述第一进油逻辑阀3的进油口和第一回油逻辑阀2的回油口相连接；其第二油口与所述第二进油逻辑阀13的进油口和第一回油逻辑阀14的回油口相连接；所述液压泵1双向闭式变量泵为所述制动控制系统提供油压；

所述液压马达8为双向变量液压马达，其第一油口与所述第一进油逻辑阀3的回油口和第一截止阀4的进油口相连接；其第二油口与所述第二进油逻辑阀13的回油口和第二截止阀12的进油口相连接；

所述第一自动制动阀6为电磁比例溢流阀，采用比例电磁铁控制阀的开启压力，其进油口与所述第一截止阀4的进油口相连接；其回油口与所述第二自动制动阀10的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第二自动制动阀10为电磁比例溢流阀，采用比例电磁铁控制阀的开启压力，其进油口与所述第二截止阀12的进油口相连接；其回油口与所述第一自动制动阀6的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第一截止阀4为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第一进油逻辑阀3的回油口和第一自动制动阀6的进油口相连接；其回油口与所述第二自动制动阀10的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第二截止阀12为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第二进油逻辑阀13的回油口和第二自动制动阀10的进油口相连接；其回油口与所述第一自动制动阀6的回油口、第一回油逻辑阀2的进油口、第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第二安全阀11的回油口相连接；

所述第一进油逻辑阀3为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第一回油逻辑阀2的回油口和液压泵1的第一油口相连接；其回油口与所述第一截止阀4的进油口和液压马达8的第一油口相连接；

所述第二进油逻辑阀13为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第二回油逻辑阀14的回油口和液压泵1的第二油口相连接；其回油口与所述第二截止阀12的进油口和液压马达8的第二油口相连接；

所述第一回油逻辑阀2为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第二回油逻辑阀14的进油口、第一安全阀5的回油口和第一自动制动阀6的回油口相连接；其回油口与所述第一进油逻辑阀3的进油口相连接；

所述第二回油逻辑阀14为带盖板的插装截至阀，其进油口与所述第一回油逻辑阀2的进油口、第二安全阀11的回油口和第二自动制动阀10的回油口相连接；其回油口与所述第二进油逻辑阀13的进油口相连接；

所述第一安全阀5为带盖板的插装溢流阀，其进油口与所述第一自动制动阀6的进油口、第一截止阀4的进油口和第一进油逻辑阀3的回油口相连接；其回油口与所述第一截止阀4的回油口和第一自动制动阀6的回油口相连接；

所述第二安全阀11为带盖板的插装溢流阀，其进油口与所述第二自动制动阀10的进油口、第二截止阀12的进油口和第二进油逻辑阀13的回油口相连接；其回油口与所述第二截止阀12的回油口和第二自动制动阀10的回油口相连接。

本发明进一步的，还包括电子控制单元(ecu)、第一压力传感器7和第二压力传感器9；

所述电子控制单元输入端与第一压力传感器7和第二压力传感器9的信号输出端相连接，所述电子控制单元输出单元控制第一自动制动阀6和第二自动制动阀10；

所述第一压力传感器7检测液压马达的第一油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接，所述第二压力传感器9检测液压马达第二油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接。

如图1-2所示，所述制动控制系统还包括电子控制单元(ecu)、第一压力传感器7和第二压力传感器9；所述第一压力传感器7连接在所述液压马达8第一油口的管路上，用于检测液压马达8的第一油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接；所述第二压力传感器9连接在所述液压马达8第二油口的管路上，用于检测液压马达第二油口压力值，其输出电信号与电子控制单元输入端连接；所述电子控制单元(ecu)是车辆常用控制器，其输入端采集第一压力传感器7和第二压力传感器9信号，通过内部程序进行闭环控制运算以及pid调节运算，将运算结果转化为电信号，控制第一自动制动6和第二自动制动阀10。

下面结合图3对自动制动功能的控制方法作详细说明：

所述液压闭式驱动系统的制动控制系统的控制方法，其内容包括如下步骤：

首先通过第一压力传感器7和第二压力传感器9分别获取液压马达8第一油口和第二油口的压力值；

当液压泵1的第一油口为排油口时，此时液压马达8的第一油口为进油口，其第二油口为回油口，此时电子控制单元发出电信号使第一自动制动阀6处于最大开启压力状态，第二自动制动阀10处于最小开启压力状态，第一截止阀4阀口关闭，第二截止阀12阀口完全开启，液压油从液压泵1第一油口泵出，经过第一进油逻辑阀3，进入液压马达8的第一油口，液压油从液压马达8的第二油口排出，进入第二截止阀12，此时由于第二自动制动阀10开启压力为零，第二截至阀12阀口全开，液压油通过第二截至阀12、第二回油截至阀14返回液压泵1的第二油口；

当液压马达8的第一油口压力值小于压力预设值时，此时电子控制单元判断出现超越负载现象，给定第二自动制动阀10设定电信号，第二截至阀12开启压力变化为设定值，制动背压建立，平衡负向负载力，避免超越负载下的超速现象，电子控制单元根据接收的压力值信号，自动发出控制指令pid调节，闭环控制调节第二自动制动阀10的开启压力,从而进一步改善系统的制动性能；

当液压马达8的第一油口压力值大于压力预设值时，此时电子控制单元判断未出现超越负载现象，给定第二自动制动阀10开启压力保持最小值，第二截至14阀完全开启，此时制动系统制动压力为零；

当液压泵1的第二油口为排油口时，此时液压马达8的第二油口为进油口，其第一油口为回油口，此时电子控制单元发出电信号使第二自动制动阀10处于最大开启压力状态，第一自动制动阀6处于开启压力最小状态，第二截止阀12阀口关闭，第一截止阀4完全开启，液压油从液压泵1排油口泵出，经过第二进油逻辑阀14，进入液压马达8的第二油口，液压油从液压马达8的第一油口排出，进入第一截止阀4，此时由于第一自动制动阀6开启压力为零，第一截至阀4阀口全开，液压油通过第一截至阀4、第一回油截至阀2返回液压泵1的第一油口；

当液压马达8的第二油口压力值小于压力预设值时，此时电子控制单元判断出现超越负载现象，给定第一自动制动阀6设定电信号，第一截至阀4开启压力变化为设定压力值，制动背压建立，平衡负向负载力，避免超越负载下的超速现象，电子控制单元根据接收的压力值信号，自动发出控制指令pid调节，闭环控制调节第二自动制动阀10的开启压力,从而进一步改善系统的制动性能；

当液压马达8的第二油口压力值大于压力预设值时，此时电子控制单元判断未出现超越负载现象，给定第一自动制动阀6开启压力保持最小值，第一截至阀4完全开启，此时制动系统制动压力为零。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。