[发明专利]一种装载机行走制动能量回收辅助驱动装置及控制方法

权利要求书

1.一种装载机行走制动能量回收辅助驱动装置，其特征在于，包括控制器，信号监测模块，液压辅助驱动模块，制动模块；所述控制器通过通讯电缆与所述信号监测模块、液压辅助驱动模块、制动模块连接，用于接收来自信号监测模块采集的状态信号，结合控制器内部程序处理所采集到的状态信号并产生控制指令，通过控制指令使液压辅助驱动模块、制动模块、行走系统执行相应动作；所述液压辅助驱动模块通过离合器与装载机行驶机构连接；

所述液压辅助驱动模块包括泵/马达、三通流量阀、小型蓄能器、大型蓄能器、溢流阀一，溢流阀二，其中，泵/马达通过离合器与装载车的行驶机构连接，泵/马达带有泵/马达电磁铁用于控制泵/马达的工作方式，泵/马达入口安装有油箱，出口安装有三通流量阀；其中，三通流量阀有两个压力油出口，一个出口连接有小型蓄能器和溢流阀一，小型蓄能器与溢流阀一并联连接；另外一个出口连接有大型蓄能器和溢流阀二，大型蓄能器与溢流阀二并联连接，并且三通流量阀工作状态由电磁铁A、电磁铁B控制；

所述信号监测模块包括油门踏板角度传感器、制动踏板角度传感器、发动机转速传感器、蓄能器压力传感器，其中，油门踏板角度传感器用于监测油门踏板角度；制动踏板角度传感器用于监测制动踏板的角度；发动机转速传感器用于监测发动机的转速，蓄能器压力传感器用于蓄能器的压力；

所述溢流阀一、二中安装有压力传感器用于向控制器传送压力反馈信号。

2.根据权利要求1所述的一种装载机行走制动能量回收辅助驱动装置，其特征在于，装载机制动时，控制器接收到制动脚踏板角度信号，控制器控制离合器断开，同时，控制器发送泵/马达控制指令，泵/马达工作于“泵”工况，向制动模块提供再生制动转矩，控制制动过程中装载车的平稳性，同时吸收制动能，并存储于蓄能器中，制动模式有两种：

a、小型蓄能器工作，适应小的制动能量工况，同时吸收制动能并存储于小型蓄能器；

b、大型蓄能器工作，适应中等制动能量工况，同时吸收制动能并存储在大型蓄能器中；

当装载机启动时，泵/马达则工作于“马达”工况，释放液压能为装载机提供辅助功率，实现余能的再次利用；

当装载机铲掘时，泵/马达工作于“马达”工况，提供辅助牵引功率，避免发动机掉转现象，使其工作于最佳燃油经济区。

3.一种装载机行走制动能量回收辅助驱动装置控制方法，包括泵马达控制步骤、三通流量阀控制步骤；

所述泵马达控制步骤包括：

装载机启动时，控制器接收到来自装载机动力单元发出的启动信号，控制器通过处理、运算产生离合器控制电流、泵/马达控制电流、电磁铁控制电流，离合器闭合，泵/马达工作在“马达”工况，电磁铁A或电磁铁B得电，小型蓄能器或大型蓄能器与马达连通，并释放液压能，液压能使液压马达转动，通过离合器，为行驶机构提供辅助功率，为装载机行走提供辅助动力；

装载机制动时，控制器接收到来自装载机制动模块发出的制动信号，控制器通过处理、运算产生离合器控制电流、泵马达控制电流、电磁铁控制电流，离合器断开，泵/马达工作在“泵”工况，“泵”一方面产生的液压能用于装载机制动；另外一方面，电磁铁A或电磁铁B得电，三通流量阀动作，小型蓄能器或大型蓄能器与泵连通，将多余的液压能存储在小型蓄能器或大型蓄能器中；

装载机铲掘时，控制器接收到来自装载机传动系统发出的信号，控制器通过处理、运算产生离合器控制电流、泵/马达控制电流、电磁铁控制电流，离合器闭合，泵/马达工作在“马达”工况，通过离合器提供辅助牵引功率，避免发动机掉转现象，使发动机工作于最佳燃油经济区；

所述三通流量阀控制步骤包括：

控制器通过采集到油门踏板角度、制动踏板角度、发动机转速、蓄能器压力信号，按照控制算法，计算出泵马达控制电流、电磁铁A、电磁铁B控制电流值：

a.如果泵/马达控制电流大于设定值，离合器断开，泵/马达工作在“泵”工况；

同时，电磁铁A控制电流大于设定值，电磁铁A得电，三通流量阀动作，小型蓄能器与泵/马达连通，储存液压能，否则，电磁铁不得电，三通流量阀不动作；或，电磁铁B控制电流大于设定值，电磁铁B得电，三通流量阀动作，大型蓄能器与泵连通，储存液压能，否则，电磁铁不得电，三通流量阀不动作；

b. 如果泵/马达控制电流小于设定值，离合器闭合，泵/马达工作在“马达”工况；

同时，电磁铁A控制电流大于设定值，电磁铁A得电，三通流量阀动作，蓄能器与泵/马达连通，释放液压能，否则，电磁铁不得电，三通流量阀不动作；或，电磁铁B控制电流大于设定值，电磁铁B得电，三通流量阀动作，大型蓄能器与泵/马达连通，储存液压能，否则，电磁铁不得电，三通流量阀不动作;

c.在步骤a、步骤b中，电磁铁A得电，三通流量阀动作，小型蓄能器与泵/马达连通的情况下，控制器判断溢流阀的压力反馈信号，如果溢流阀因压力过大打开，电磁铁B得电，电磁铁A失电，大型蓄能器与泵马达连通，否则，保持原状态不变。