自卸车联合制动控制系统设计

曹高举，朱建军

（郑州宇通重工有限公司，河南 郑州　451482）

自卸车联合制动控制系统设计

曹高举，朱建军

（郑州宇通重工有限公司，河南 郑州451482）

基于自卸车工况对制动系统性能的要求，通过对主制动器、制动喷淋、发动机制动及电涡流缓速器制动等技术的联合控制系统设计应用，使各制动装置形成有效联动，简化制动系统操作，提升制动系统性能，延长制动器寿命30%。

自卸车；辅助制动；联合制动；控制系统

非公路自卸车多在山区等坡路多、坡路长、非公路工况下工作，重载下坡行驶过程中，车辆制动系统长时间承受着疲劳甚至超负荷的考验。因此在主制动器外，经常应用制动喷淋、发动机制动及电涡流缓速器制动等辅助制动方式。但目前制动器之间的关联应用较少，无法形成复合效应。

本文通过联合制动控制系统的设计，将车辆主制动器与辅助制动联合控制，形成有效联动。

1　联合制动控制系统组成

根据设计目标，联合制动控制系统主要由信号采集 （主控开关、控制逻辑所需其他信号）、控制单元和执行机构 （制动喷淋、发动机制动、电涡流缓速器等辅助制动）组成，如图1所示。

图1　联合制动控制系统示意图

本系统主控开关为缓速器手柄。驾驶员通过操作缓速器手柄，使控制单元接到指令，结合其他信号，按照逻辑要求控制各辅助制动有效联动。

2　控制单元

控制单元设置2个模拟量信号，6个开关量信号输入端口，6个开关量信号输出端口，1个电源端口，1 个CAN总线端口。

2.1信号采集

1）主制动器信号在主制动器气路中设置1个气压开关，判断主制动器动作，主制动器工作时气压开关闭合。

2）发动机转速信号通过发动机转速传感器或CAN总线采集。

3）车速信号通过车速传感器或CAN总线采集。

4）缓速器手柄信号电涡流缓速器手柄开关含5个挡位，分别为C挡、1挡、2挡、3挡、4挡，挡位信号直接输入控制单元I/O端口。

2.2信号输出及执行

1）制动喷淋制动喷淋信号控制制动喷淋电磁阀。制动喷淋装置是在车辆上加装水箱、水路，用于在主制动器工作时向摩擦片喷水，以缓解主制动器温度过高问题的辅助装置。

2）发动机制动发动机制动信号控制发动机制动装置。根据发动机不同，发动机制动包括排气制动、JACBO制动。其中，排气制动阀串于排气制动气路中，气路控制排气制动蝶阀的动作，比如潍柴WD12G系列发动机；JACBO制动信号可直接输入发动机ECM，控制JACBO制动的动作，比如康明斯ISME系列发动机。

3）电涡流缓速器电涡流缓速器信号控制缓速器绕组接触器，共4路。缓速器绕组接触器控制缓速器电磁制动绕组线圈的通断，即控制缓速器是否工作及工作挡位。

3　外围电路

以配置潍柴WD12G系列发动机的车辆上应用为例，联合制动控制系统外围电路原理见图2。因示例系统整机无CAN，所以转速信号和车速信号分别由转速传感器和车速传感器直接输入联合制动控制单元。

图2　控制系统外围电路原理图

4　控制逻辑

以配置潍柴WD12G系列发动机的车辆上应用为例，联合制动系统控制逻辑见表1。

表1　联合制动系统控制逻辑表

逻辑设定说明如下。

1）制动喷淋制动喷淋功能一般在长距离下坡时使用。为避免喷淋用水浪费，导致频繁停车加水影响工作效率，同时避免喷淋阀频繁动作影响使用寿命，将制动喷淋功能设置为主制动器连续工作大于3s时启用1s然后复位。根据不同的工况，该时间可以定制。

2）发动机制动综合考虑发动机的性能及实际使用情况，出于对发动机的保护，将发动机转速大于1 100r/min且车速大于3 km/h时，设置为发动机制动功能启用的必要条件。根据发动机的不同，设定转速限值可定制。

3）缓速器为避免操作不当使缓速器在车速缓慢状态下做无用功，导致缓速器线圈发热，影响其使用寿命，将车速大于3km/h设置为缓速器功能启用的必要条件。缓速器常用2挡或3挡，所以设定缓速器非4挡时，每次开启时随机启用缓速器的不同绕组，以避免固定启用某几个绕组导致损耗加速。

上述逻辑是根据实际应用中所发现问题经改进验证后的结果。

5　应用效果

该联合制动控制系统在公司YT系列非公路自卸车上成功运用。各辅助制动由分别操作变更为单一手柄统一操作，简化了制动操作。通过多种制动的联合应用，并根据工况设定各动作逻辑，提升了制动系统性能，大大提高重载车辆下坡运行的安全性，延长制动系统和轮胎的使用寿命约30%，提升车辆运营效率，得到市场的认可。

同时，该系统的控制单元有预留的I/O端口和CAN接口，可根据其他不同的整机配置和应用工况，增加或减少相应的联合项目，系统具备较高的扩展性。

（编辑心翔）

Design of Combined Braking System for Dump Truck

CAO Gao-ju，ZHU Jian-jun
（Zhengzhou Yutong Heavy Industries Co.，Ltd.，Zhengzhou 451482，China）

Based on working condition requirements of dump truck braking system，the article proposes a combined system design which integrates technology like main brake，brake spray，engine brake and eddy current retarder brake.Therefore effective link among brake devices has been achieved；operation has been simplified；system efficiency has been improved and the brake's life time has been increased by 30%.

dump truck；assisted brake；combined brake；controlling system

U463.51

A

1003-8639（2016）09-0016-02

2016-05-16；

2016-05-24

曹高举 （1987-），男，助理工程师，从事工程机械电气系统设计工作。