作业车辆和用于提供多级制动和减速的控制系统技术方案

本公开涉及作业车辆和用于提供多级制动和减速的控制系统。提供了一种用于在作业车辆中实现多级制动和减速的控制系统，作业车辆包括具有发动机和一个或更多个电机的混合电动驱动系统。所述控制系统包括制动和减速系统，其耗散由所述作业车辆的运动产生的能量，其中所述制动和减速系统包括制动电阻器、发动机制动器和能操作成提供变速器制动的变速器。控制器接收关于制动转矩要求以及所述混合电动驱动系统和所述制动和减速系统的操作参数的输入，确定满足所述制动转矩要求所必需的能量吸收量，并根据基于待吸收的能量以及混合电动驱动系统和制动和减速系统的操作参数的分级能量分配方案将待吸收的能量分配在所述制动和减速系统内。减速系统内。减速系统内。

【技术实现步骤摘要】
作业车辆和用于提供多级制动和减速的控制系统


[0001]本公开总体上涉及用于作业车辆的制动系统，并且更具体地，涉及用于作业车辆的多级制动和减速系统。

技术介绍

[0002]诸如铰接式自卸车、半挂车等这样的大型作业车辆常常需要大量的制动功率来控制车辆的速度，尤其是当车辆正在下陡坡或者正在运载沉重的有效载荷时。因此，作业车辆通常配备有至少两种类型的制动系统，其中同时使用了摩擦制动系统和减速器系统。摩擦制动系统有效地使车辆放慢速度，但如果使用太频繁，则易遭磨损并且需要维修或更换。减速器系统可以包括诸如发动机制动器和流体减速器这样的装置，例如，所述装置能够经由控制车辆中的发动机或变速器来降低车辆速度。发动机制动器利用发动机内部产生的压力(包括通过选择性操作排气阀来控制或改变发动机中的压缩冲程)，以使车辆放慢速度。可以在变速器中设置流体减速器，以吸收与车辆关联的部分动量，其中在通过减速器抽吸的流体上引起粘性阻力，从而通过驱动轴吸收能量，由此使车辆放慢速度。

技术实现思路

[0003]提供了一种用于在作业车辆中提供多级制动和减速的控制系统，所述作业车辆包括具有发动机和一个或更多个电机的混合电动驱动系统。所述控制系统包括制动和减速系统，其被配置为耗散由所述作业车辆的运动产生的能量，其中所述制动和减速系统还包括制动电阻器、发动机制动器和能操作成提供变速器制动的变速器。所述控制系统还包括控制器，所述控制器包括处理器和存储器架构，所述控制器操作性连接到所述混合电动驱动系统和所述制动和减速系统。所述控制器被配置为：接收多个输入，所述多个输入包括来自操作者的制动转矩要求以及所述混合电动驱动系统和所述制动和减速系统的操作参数；确定所述作业车辆中满足所述制动转矩要求所必需的能量吸收量；并且根据分级能量分配方案将待吸收的所述能量分配在所述制动和减速系统内，其中，所述能量是基于所确定的能量吸收量以及所述混合电动驱动系统和所述制动和减速系统的所述操作参数来分配的。
[0004]在另一实现方式中，一种作业车辆包括传动系，所述传动系包括发动机、一个或更多个电机和变速器，所述变速器用于选择性将动力从所述发动机和所述一个或更多个电机中的至少一者传递到输出轴。所述作业车辆还包括制动和减速系统，所述制动和减速系统被配置为耗散由所述作业车辆的运动产生的能量，其中所述制动和减速系统具有制动电阻器、发动机制动器和由所述变速器提供的变速器制动。所述作业车辆还包括控制器，所述控制器包括处理器和存储器架构，所述控制器与所述传动系和所述制动和减速系统通信。所述控制器被配置为：接收多个输入，所述多个输入包括来自操作者的制动转矩要求以及所述传动系和所述制动和减速系统的操作参数；确定所述作业车辆中满足所述制动转矩要求所必需的能量吸收量；并且根据分级能量分配方案将待吸收的所述能量分配在所述制动和减速系统内，其中，所述能量是基于所确定的能量吸收量以及所述混合电动驱动系统和所
述制动和减速系统的所述操作参数来分配的。
[0005]在附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
[0006]下文中，将结合以下附图来描述本公开的至少一个示例：
[0007]图1例示了按照实施方式的包含提供多级制动和减速的控制系统的示例作业车辆；
[0008]图2是图1的作业车辆的包括示例无级变速器的混合电动传动系的示意图；
[0009]图3是提供针对图1的用于作业车辆的多级制动和减速的控制系统的输入和该控制系统的部件的框图；以及
[0010]图4是用于提供作业车辆中的多级制动和减速的控制方案的流程图。
[0011]在各个附图中，类似的参考符号指示类似的元件。为了例示的简单和清晰，可以省去公知的特征和技术的描述和细节以避免不必要地模糊在后续的具体实施方式中描述的本专利技术的示例和非限制性的实施方式。应当进一步理解，除非另外说明，否则附图中出现的特征或元件不必按比例绘制。
具体实施方式
[0012]在以上简要描述的图的附图中示出了本公开的实施方式。本领域的技术人员可以在不脱离如所附权利要求书阐述的本专利技术的范围的情况下料想到对示例实施方式的各种修改。
[0013]概述
[0014]如前所述，诸如自卸车和半挂车这样的作业车辆常常利用减速器系统在正在下陡坡或者运载沉重的有效载荷时提供制动功率。在具有常规变速器的作业车辆中，减速器系统可以利用专用的流体减速器或作为流体减速器操作的现有变矩器，以通过吸收与车辆关联的部分动量来提供车辆的减速。液体减速器可以直接安装在变速器上，其中液体减速器的叶片附接到在离合器和行走轮之间的变速器传动轴上。叶片被封闭在静态室中，与室壁的间隙小，室壁也是带叶片的。当流体减速器被致动时，压缩空气将流体(例如，标准传动流体(齿轮油)、单独的油供应或水)抽吸到室中，室的一侧有定子而另一侧有转子。转子的旋转运动使流体加速，并产生了经由螺旋齿轮拉动转子的转矩。定子将流体移回转子，该动作产生了使转子减速的制动转矩或粘性阻力，由此向车辆的驱动轮传递制动功率。在操作时，流体减速器能够耗散车辆产生的大量的能量，使得它是用于提供制动功率的有效机构。
[0015]虽然流体减速器有效地在作业车辆中提供了制动功率，但要认识到，在某些作业车辆及其变速器系统中包括流体减速器可能是不切实际的。例如，在具有混合电动变速器(或电动无级变速器(eIVT))的作业车辆中，通常不能包括变矩器或专用流体减速器，并且这种流体减速器的添加可能成本高昂并且封装在车辆上是繁琐的。然而，从作业车辆中排除流体减速器可以导致剩余的大量车辆能量，这些能量必须经由其他制动和减速装置耗散。
[0016]为了在不使用流体减速器的情况下在作业车辆中提供能量耗散，为具有混合电动
传动系的作业车辆提供了控制系统，所述控制系统实现车辆中的多级制动和减速方案。该控制系统利用各种能量储存和耗散装置来吸收车辆中的能量，所述装置包括电池储存器、制动电阻器、发动机制动器、车轴用制动器、发动机摩擦力、冷却风扇和其他发动机附件。控制系统可以与eIVT系统一起实现，其中控制系统操作eIVT以作为用于吸收能量的附加手段提供变速器制动。
[0017]在实施方式中，控制系统实现闭环控制方案，以对作业车辆施加多级制动和减速控制。在实施控制方案时，控制系统中的控制器接收与针对作业车辆所请求的制动转矩相关的操作者命令。控制器计算为适应制动转矩将需要在车辆中吸收的动力量，并将计算出的动力与在作业车辆中受监测的多个车辆操作参数进行比较，以确定用于在作业车辆中的能量储存和耗散装置之间分配动力的适当方案。然后，控制器使用以最佳方式分配动力的多级分级方法在车辆中的能量储存和耗散装置之间分配动力。根据示例，控制器提供有序的减速动力分配，该分配优化了该动力的使用和耗散。首先，可以将动力引导到作业车辆中的一个或更多个能量储存装置(例如，电池组)，以储存尽可能多的动力。然后，将剩余动力分配到作业车辆上的可能消耗动力的其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在作业车辆(10)中提供多级制动和减速的控制系统(40)，所述作业车辆(10)包括具有发动机(42)和一个或更多个电机(47，49)的混合电动驱动系统(84)，所述控制系统(40)包括：制动和减速系统(82)，其被配置为耗散由所述作业车辆(10)的运动产生的能量，所述制动和减速系统(82)包括制动电阻器(68)、发动机制动器(66)和能操作成提供变速器制动的变速器(44)；以及控制器(32)，其包括处理器(32A)和存储器架构(32B)，所述控制器(32)操作性连接到所述混合电动驱动系统(84)和所述制动和减速系统(82)，所述控制器(32)被配置为：接收多个输入，所述多个输入包括来自操作者的制动转矩要求以及所述混合电动驱动系统(84)和所述制动和减速系统(82)的操作参数；确定所述作业车辆(10)中满足所述制动转矩要求所必需的能量吸收量；并且根据分级能量分配方案将待吸收的所述能量分配在所述制动和减速系统(82)内，其中，所述能量是基于所确定的能量吸收量以及所述混合电动驱动系统(84)和所述制动和减速系统(82)的所述操作参数来分配的。2.根据权利要求1所述的控制系统(40)，其中，所述制动和减速系统(82)还包括能量储存装置(56)，所述能量储存装置(56)能被由所述作业车辆(10)的运动产生的所述能量充电。3.根据权利要求2所述的控制系统(40)，其中，在根据所述分级能量分配方案分配所述能量时，所述控制器(32)被配置为：通过向所述能量储存装置(56)供应充电能量来执行第一能量减除；并且在执行所述第一能量减除之后，通过向所述制动电阻器(68)供应能量来执行第二能量减除。4.根据权利要求3所述的控制系统(40)，其中，所述控制器(32)被配置为：在执行所述第一能量减除和所述第二能量减除之后，测量所述作业车辆(10)中的DC总线(58)上的电压，所述DC总线(58)电联接到所述制动电阻器(68)和所述能量储存装置(56)；确定所述电压是否高于DC总线电压阈值；并且当所述电压高于所述DC总线电压阈值时，降低所述制动转矩要求的水平。5.根据权利要求3所述的控制系统(40)，其中，所述制动和减速系统(82)还包括车轴用制动器(64)和发动机附件(74)，所述发动机附件(74)包括交流发电机、HVAC压缩机和车辆冷却风扇中的一者或更多者。6.根据权利要求5所述的控制系统(40)，其中，在根据所述分级能量分配方案分配所述能量时，所述控制器(32)被配置为：在执行所述第二能量减除之后，通过向所述发动机附件(74)供应能量来执行第三能量减除；并且在执行所述第三能量减除之后，通过经由所述发动机制动器(66)和所述车轴用制动器(64)的致动耗散能量来执行第四能量减除。7.根据权利要求6所述的控制系统(40)，其中，在根据所述分级能量分配方案分配能量时，所述控制器(32)被配置为在执行所述第四能量减除之后通过控制所述变速器(44)执行

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：