[發明專利]用于電驅動機器的減速系統

有效

• 申請號: 201410291413.X
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104249623B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: N·安陶;M·斯托布;B·拜利;B·科普蘭;H·達布斯
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: B60L7/00
• 分類號: B60L7/00;B60L15/20;B60T11/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 慈戩;吳鵬

提供了一種用于電驅動機器的減速系統。該減速系統包括電減速系統和液壓制動系統。單個踏板控制電減速系統和液壓制動系統兩者。該踏板包括向電減速系統提供輸入的第一行程范圍和附加控制液壓制動系統的第二行程范圍。該踏板還包括所述兩個行程范圍中的每一個行程范圍內與向電減速系統和液壓制動系統提供輸入對應的不同行程阻力。

技術領域

本發明總體上涉及制動系統，且更具體地涉及結合電減速和摩擦制動以使機器減速的制動系統和方法。

背景技術

制動系統在各種各樣的機器和車輛中用于控制、減慢和停止機器。示例性機器包括乘用車、火車、自卸車和礦用車。機器越來越多地使用電驅動系統來為機器提供推進。例如，乘用車可使用混合動力驅動系統，其中使用傳統汽油動力發動機和電動機兩者來為車輛提供推進。機器如火車頭和野外車輛可使用柴油動力發動機來驅動向電機提供電力的發電機。電機然后為機器提供推進。

制動系統可利用電驅動系統中的構件來為機器提供制動。例如，混合動力乘用車可包括再生制動系統，其中在對車輛中的電池充電的同時通過電驅動系統來使車輛減速。火車頭使用動態減速裝置來使火車減速。盡管已使用采用電驅動系統的制動系統，但這些系統無法停止快速地高速行駛的機器，而且這些系統也無法一致地減慢下坡行駛或在打滑狀態下行駛的重負荷機器。

一些現有系統包括使操作者能通過手動選擇減速級別來控制地面速度的手動減速桿或基于操作者的機器速度設定而自動控制機器速度的自動減速控制。手動或自動減速裝置可控制電減速系統。另外，操作者可控制傳統制動踏板以致動液壓制動器。這樣，操作者能手動控制動態減速裝置和液壓制動器兩者。然而，該構型可能使操作者難以有效地控制。例如，如果速度設定桿被設定得高，則操作者可能必須較多地依賴于行車制動器。在大型、重負荷機器中，這可能引起行車制動器過熱。此外，如果行車制動器用于連續減速，則機器上可能發生過度的行車制動器磨損。

2009年7月16日授予Ikeda等人、題為“BRAKE SYSTEM IN ELECTRIC DRIVE DUMPTRUCK”的美國專利No.2009/0179486公開了具有通過制動踏板操作的液壓制動器和發電機型減速裝置的電驅動自卸車中的制動系統。然而，Ikeda的文獻并未公開當制動系統在液壓功能與減速裝置功能之間過渡時如何向自卸車的操作者提供反饋。Ikeda的文獻也未說明當減速裝置不可用時制動系統如何管理液壓制動與減速裝置操作之間的過渡。

發明內容

在本發明的一個方面，公開了一種用于具有電驅動系統的機器的減速系統，電驅動系統用于驅動一組后輪。該減速系統包括與電驅動系統相關并配置成響應于所請求的減速轉矩而向后輪提供減速轉矩的電減速系統、配置成響應于所請求的制動轉矩而向一組車輪提供制動轉矩的液壓制動系統、具有包括第一行程范圍和第二行程范圍的總行程范圍的制動踏板以及配置成向減速系統提供與總行程范圍成比例的輸出的編碼器。第一行程范圍與第一行程阻力相關并配置成響應于輸出而提供所請求的減速轉矩，而第二行程范圍與第二行程阻力相關并配置成響應于輸出而提供所請求的制動轉矩和所請求的減速轉矩。

在本發明的另一方面，公開了一種用于減速機器的方法，所述機器具有驅動一組后輪的電驅動系統、與電驅動系統相關并配置成響應于所請求的減速轉矩而向后輪提供減速轉矩的電減速系統、配置成向一組車輪提供制動轉矩的液壓制動系統。該方法包括接收來自具有包括第一行程范圍和第二行程范圍的總行程范圍的制動踏板的輸出、響應于與第一行程阻力相關的第一行程范圍對應的輸出而提供減速轉矩以及響應于與第二行程阻力相關的第二行程范圍對應的輸出而提供制動轉矩和所請求的減速轉矩。

在本發明的另一方面，公開了一種用于向兩個不同的機器減速系統提供輸入的踏板。該踏板包括基部、樞轉地安裝至基部并具有總行程范圍的踏板部、配置成提供與基部和踏板部之間的角度對應的電信號的編碼器、可操作地連接在基部與踏板部之間并具有第一彈簧常數的第一彈簧以及在總行程范圍的一部分上可操作地連接在基部與踏板之間并具有第二彈簧常數的第二彈簧。

附圖說明