新能源自卸车的举升系统及其控制方法与流程

1.本发明是关于新能源汽车设计制造领域，特别是关于一种新能源自卸车的举升系统及其控制方法。


背景技术：

2.新能源自卸车举升系统的控制方法(如图1、图2)与传统燃油自卸车不同，传统燃油自卸车举升泵可以从发动机通过取力器驱动液压泵推动举升系统液压管路油液，完成货厢举升或下降。
3.随着国家对节能减排要求不断提高，在城市中新能源汽车不断普及，且城市建设涉及的渣土自卸车等需求巨大，目前市场上新能源自卸车举升系统的控制方法举升泵控制器直接从整车12v或24v蓄电池取电，此种方法的弊端在于：1、一般举升泵的功率较大，多合一控制器中的dc/dc控制器模块需匹配较大功率，且需匹配较大容量的蓄电池，增加整车成本和重量；2、改装厂在采购汽车制造企业的底盘后需在整车底盘上自行改装线路，容易出错且不规范、不安全；例如未经过评估计算接在保险盒上的电路，可能不匹配原装保险规格，自行搭接线束增加原车线束负载，导致线束发热等；3、举升控制器自带货厢上升和下降开关，不便于用户使用；4、容易造成蓄电池过渡放电，影响蓄电池寿命，请参阅见图3。
4.举升泵直接从蓄电池取电，而整车上电后整车用电器由多合一控制器中的dc/dc控制器模块供电，且给蓄电池充电。商用车低压平台一般只有12v或24v，当举升泵工作时，先从dc/dc模块获取电源，因举升泵功率大，对应的电流也较大，可能对dc/dc模块过流报整车故障，因此可选用举升泵产品面窄。
5.而现有新能源自卸车举升系统的控制方法也有通过多合一控制器输出高压给举升泵提供电能，再转换成举升系统的机械能。此种方法的弊端在于：1、需要有合适的举升泵控制器匹配高压电路，同时因为举升泵功率大，多合一控制器上装输出高压电路及其对应的铜排、上装接触器等需要定制化开发；2、无法直接借用燃油车系统的举升控制系统，改装厂不方便匹配合适的举升系统，且需定制化开发的多合一控制器、多合一连接举升泵控制器的高压线、举升泵控制器成本较高，增加整车成本，请参见图4。
6.由此，如何设计一款能够克服上述新能源自卸车举升系统的控制方法缺陷的新型新能源自卸车举升系统的控制方法，成为行业里亟待解决的问题之一。
7.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种新能源自卸车的举升系统，其举升系统采用模块化设计，且技术成熟，便于整车厂生产的二类底盘平台化，以及便于下游改装厂对整车的改装。
9.本发明的另一目的在于提供一种新能源自卸车举升系统的控制方法，该方法具备控制逻辑简单，方便用户操作的优点。
10.为实现上述目的，本发明提供了一种新能源自卸车的举升系统，新能源自卸车包括驾驶室总成、底盘总成、上装总成以及整车电气总成，举升系统设置在底盘总成与上车总成之间，其特征在于，举升系统的液压举升装置包括液压油泵、液压多级缸、举升阀、气控阀以及限位阀；液压油泵通过整车电气总成的取力器从驱动电机获取机械驱动动力；液压多级缸的一端与底盘总成枢设，另一端与上装总成的车厢装置的底部枢设，液压油泵能够驱动液压多级缸伸缩；举升阀设在液压油泵与液压多级缸之间的液压油路上，举升阀能够控制液压多级缸的伸缩，进而控制车厢装置的上升或下降；气控阀通过气路与举升阀连接，气控阀用以控制举升阀的上升油路和下降油路的打开与关闭；限位阀通过气路与举升阀和气控阀连通，当车厢装置上升到最高点时会触发限位阀，限位阀打开能够控制举升阀的气路断开，从而切断举升阀给液压多级缸的供油回路；其中整车电气总成包括高/低压电器及整车高/低压线束，高压电器包括电机总成、电池系统以及电机电控系统，电机总成包括交流永磁同步电机、四挡变速箱以及取力器。
11.在一优选的实施方式中，上装总成包括车厢装置、举升系统及电器控制装置，液压举升装置还包括液压油相，其通过油路与液压油泵连通，液压油箱用以储存液压举升装置的液压油以及油路的循环。
12.在一优选的实施方式中，底盘总成包括车架、前/后桥总成、冷却系统及气刹制动系统，气刹制动系统包括储气罐，其用于给气刹制动系统提供气源，气控阀通过储气罐获取高压气动力。
13.在一优选的实施方式中，取力器包括取力器电磁阀，其通过气路与取力器和储气罐连接，取力器电磁阀通过高压气控制取力器与液压油泵的机械连接或机械断开。
14.在一优选的实施方式中，新能源自卸车的举升系统还包括取力器开关及p挡开关，其均与整车控制器vcu电性数据连接。
15.在一优选的实施方式中，在整车ready状态下，整车控制器vcu接收到取力器开关和p挡开关的信号后，整车控制器vcu控制取力器电磁阀打开，接通高压气，取力器和油泵实现机械连接。
16.为实现上述另一目的，本发明提供了一种新能源自卸车举升系统的控制方法，其用于前述的新能源自卸车举升系统，控制方法包括所述控制方法包括判断状态：对于整车的动力是输出至变速箱，还是输出至取力器，需要整车控制器vcu控制做出具体判断；如果输出至变速箱，则整车需要处于行驶状态；如果输出至取力器，则整车需要处于驻车状态，且上装总成能够进行举升和下降工作；在整车ready状态下，vcu接收到p挡信号，且接收到取力开关信号后，vcu控制取力器电磁阀吸合，取力器接通高压气路，高压气将变速箱内的传动轴与变速器齿轮啮合断开，使传动轴与取力器齿轮啮合，当vcu接收到传动轴与取力器齿轮啮合到位的pto信号反馈后，vcu则响应油门信号给电机控制器发送转矩指令，实现电机驱动，驱动电机再带动取力器。
17.在一优选的实施方式中，新能源自卸车举升系统的控制方法还包括上升状态：在整车ready状态下，整车控制器vcu接收到取力器开关和p挡开关的信号后，整车控制器vcu控制取力器电磁阀打开，接通高压气，取力器和液压油泵实现机械连接，液压油泵旋转；当气控阀的开关拨到举升位置时，高压气体将举升阀打开，高压油液进入液压多级缸，车厢装置在多级缸的推动下开始举升，踩油门时，车厢装置举升加快，当第一限位开关闭合时，则
开启举升蜂鸣器实现举升警示，当车厢装置上升至最高点时，限位阀被打开，举升阀气路被断开，举升阀无法给液压多级缸继续供油，压力油自动回流至液压油箱，车厢装置停止上升；如在举升过程中断开取力器开关或p挡开关信号断开，液压举升装置都会停止举升动作。
18.在一优选的实施方式中，新能源自卸车举升系统的控制方法还包括下降状态：当气控阀拨至下降开关位置时，气控阀就接通和举升阀下降的高压气，举升阀接通液压油缸回流油路，则在车厢装置重力作用下多级液压缸的油液通过举升阀回流油液到液压油箱，车厢装置下降，车厢装置下降到最低点时，第一限位开关断开，停止举升蜂鸣警示。
19.在一优选的实施方式中，新能源自卸车举升系统的控制方法还包括中停状态：在举升或下降过程中，气控阀处于举升和下降之间的空挡挡位时，切断举升阀气路，多级液压缸的油液无法进油或出油，举升或下降动作停止。
20.与现有技术相比，本发明的新能源自卸车的举升系统及其控制方法具有以下有益效果：举升系统采用模块化设计，且技术更成熟，便于整车厂生产的二类底盘平台化，以及便于下游改装厂对整车的改装；控制逻辑简单，方便用户操作；减少整车成本，并极大满足用户对大功率举升泵的选型；无需接入高压电路，操作更安全，简化了vcu和多合一控制器的控制逻辑，大大减少了故障的发生率。
附图说明
21.图1是根据本发明一实施方式的新能源自卸车举升系统的控制方法的主视结构示意图；
22.图2是根据本发明一实施方式的液压举升装置的主视结构示意图；
23.图3是根据现有技术一实施方式的举升系统的配置布局示意图；
24.图4是根据现有技术另一实施方式的举升系统的配置布局示意图；
25.图5是根据本发明一实施方式的新能源自卸车举升系统的控制方法的配置布局示意图；
26.图6是根据本发明一实施方式的液压举升装置的控制逻辑示意框图；
27.图7是根据本发明一实施方式的vcu对整车动力输出的控制策略示意框图。
28.主要附图标记说明：
29.1-驾驶室总成，2-底盘总成，3-上装总成，301-车厢装置，302-液压举升装置，303-电器控制装置。
具体实施方式
30.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
31.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
32.如图1至图2及图5所示，根据本发明优选实施方式的一种新能源自卸车举升系统的控制方法，其主要包括驾驶室总成1、底盘总成2、上装总成3以及整车电气总成等；其中各
类操控系统主要设置在驾驶室总成1内便于驾驶员操控；其中整车电气总成包括高/低压电器及整车高/低压线束，高压电器包括电机总成、电池系统以及电机电控系统，电机总成又主要包括交流永磁同步电机、四挡变速箱以及取力器等；其中上装总成3包括车厢装置301、液压举升装置302及电器控制装置303，液压举升装置302包括液压油泵、液压多级缸及举升阀；液压油泵通过取力器从驱动电机获取机械驱动动力；液压多级缸的一端与底盘总成2枢设，另一端与车厢装置301的底部枢设，液压油泵能够驱动液压多级缸伸缩；举升阀设在液压油泵与液压多级缸之间的液压油路上，举升阀能够控制液压多级缸的伸缩，进而控制车厢装置301的上升或下降。
33.在一些实施方式中，底盘总成2包括车架、前/后桥总成、冷却系统及气刹制动系统，气刹制动系统包括储气罐，储气罐用于给气刹制动系统提供气源。
34.在一些实施方式中，液压举升装置302还包括气控阀，其通过气路与举升阀连接，气控阀用以控制举升阀的上升油路和下降油路的打开与关闭。气控阀通过储气罐获取高压气动力。
35.在一些实施方式中，液压举升装置302还包括限位阀，其通过气路与举升阀和气控阀连通，当车厢装置301上升到最高点时会触发限位阀，限位阀打开能够控制举升阀的气路断开，从而切断举升阀给液压多级缸的供油回路。
36.在一些实施方式中，液压举升装置302还包括液压油相，液压油相通过油路与液压油泵连通，液压油箱用以储存液压举升装置302的液压油以及油路的循环。
37.在一些实施方式中，取力器包括取力器电磁阀，取力器电磁阀通过气路与取力器和储气罐连接，取力器电磁阀通过高压气控制取力器与液压油泵的机械连接或机械断开。
38.在一些实施方式中，新能源自卸车举升系统的控制方法还包括取力器开关及p挡开关，取力器开关及p挡开关均与整车控制器vcu电性数据连接。
39.在一些实施方式中，在整车ready状态下，整车控制器vcu接收到取力器开关和p挡开关的信号后，整车控制器vcu控制取力器电磁阀打开，接通高压气，取力器和液压油泵实现机械连接。
40.在一些实施方式中，整车电气总成的高/低压电器及整车高/低压线束与高压电器的电机总成、电池系统及电机电控系统以及电机总成的交流永磁同步电机能够通过四挡变速箱机械驱动驱动桥带动车轮行走。
41.如图6至图7所示，在一些实施方式中，本发明的新能源自卸车举升系统的控制方法大致如下：
42.本技术的驱动电机的机械能转换成液压能，通过变速箱带动取力器驱动液压油泵旋转，取力器将动力通过传动轴传给液压油泵。
43.本方案可直接借用燃油自卸车的成熟举升系统，控制逻辑同传统燃油自卸车类似，具体操作流程如下：
44.判断状态：对于整车的动力是输出至变速箱，还是输出至取力器，需要vcu控制做出具体判断；如果输出至变速箱，则整车需要处于行驶状态；如果输出至取力器，则整车需要处于驻车状态，且上装可进行举升和下降工作。在整车ready状态下，vcu接收到p挡信号，且接收到取力开关信号后，vcu控制取力器电磁阀吸合，取力器接通高压气路，高压气将变速箱内的传动轴与变速器齿轮啮合断开，使传动轴与取力器齿轮啮合，当vcu接收到传动轴
与取力器齿轮啮合到位的pto信号反馈后，vcu则响应油门信号给电机控制器发送转矩指令，实现电机驱动，驱动电机再带动取力器。
45.上升状态：在整车ready状态下，整车控制器vcu接收到取力器开关和p挡开关的信号后，整车控制器vcu控制取力器电磁阀打开，接通高压气，取力器和液压油泵实现机械连接，液压油泵旋转(如取力器电磁阀无法打开，液压油泵无法连接取力器，则反馈信号给仪表报警，等待处理)；当气控阀开关拨到举升位置，高压气体将举升阀打开，高压油液进入液压多级缸，车厢装置301在多级缸的推动下开始举升，踩油门时，车厢装置301举升加快，当第一限位开关闭合时，则开启举升蜂鸣器实现举升警示，当车厢装置301上升至最高点，限位阀被打开，举升阀气路被断开，举升阀无法给液压多级缸继续供油，压力油自动回流至液压油箱，车厢装置301停止上升；如在举升过程中断开取力器开关或p挡信号断开，液压举升装置302都会停止举升动作。
46.下降状态：气控阀拨至下降开关位置，气控阀就接通和举升阀下降的高压气，举升阀接通液压油缸回流油路，则在车厢装置301重力作用下液压油缸通过举升阀回流油液到液压油箱，车厢装置301下降，车厢装置301下降到最低点，第一限位开关断开，停止举升蜂鸣警示。
47.中停状态：在举升或下降过程中，气控阀处于举升和下降之间的空挡挡位，可切断举升阀气路，多级液压缸油液无法进油或出油，举升或下降动作停止。
48.综上所述，本发明的新能源自卸车的举升系统及其控制方法具有以下有益效果：举升系统采用模块化设计，且技术更成熟，便于整车厂生产的二类底盘平台化，以及便于下游改装厂对整车的改装；控制逻辑简单，方便用户操作；减少整车成本，并极大满足用户对大功率举升泵的选型；无需接入高压电路，操作更安全，简化了vcu和多合一控制器的控制逻辑，大大减少了故障的发生率。
49.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种新能源自卸车的举升系统，所述新能源自卸车包括驾驶室总成、底盘总成、上装总成以及整车电气总成，所述举升系统设置在所述底盘总成与上车总成之间，其特征在于，所述举升系统的液压举升装置包括：液压油泵，其通过所述整车电气总成的取力器从驱动电机获取机械驱动动力；液压多级缸，其一端与所述底盘总成枢设，另一端与所述上装总成的车厢装置的底部枢设，所述液压油泵能够驱动所述液压多级缸伸缩；举升阀，其设在所述液压油泵与所述液压多级缸之间的液压油路上，所述举升阀能够控制所述液压多级缸的伸缩，进而控制所述车厢装置的上升或下降；气控阀，其通过气路与所述举升阀连接，所述气控阀用以控制所述举升阀的上升油路和下降油路的打开与关闭；以及限位阀，其通过气路与所述举升阀和所述气控阀连通，当所述车厢装置上升到最高点时会触发所述限位阀，所述限位阀打开能够控制所述举升阀的气路断开，从而切断所述举升阀给所述液压多级缸的供油回路；其中所述整车电气总成包括高/低压电器及整车高/低压线束，所述高压电器包括电机总成、电池系统以及电机电控系统，所述电机总成包括交流永磁同步电机、四挡变速箱以及所述取力器。2.如权利要求1所述的新能源自卸车的举升系统，其特征在于，所述上装总成包括所述车厢装置、所述举升系统及电器控制装置，所述液压举升装置还包括液压油相，其通过油路与所述液压油泵连通，所述液压油箱用以储存所述液压举升装置的液压油以及油路的循环。3.如权利要求1所述的新能源自卸车的举升系统，其特征在于，所述底盘总成包括车架、前/后桥总成、冷却系统及气刹制动系统，所述气刹制动系统包括储气罐，其用于给所述气刹制动系统提供气源，所述气控阀通过所述储气罐获取高压气动力。4.如权利要求3所述的新能源自卸车的举升系统，其特征在于，所述取力器包括取力器电磁阀，其通过气路与所述取力器和所述储气罐连接，所述取力器电磁阀通过高压气控制所述取力器与所述液压油泵的机械连接或机械断开。5.如权利要求1所述的新能源自卸车的举升系统，其特征在于，还包括取力器开关及p挡开关，其均与整车控制器vcu电性数据连接。6.如权利要求5所述的新能源自卸车的举升系统，其特征在于，在整车ready状态下，所述整车控制器vcu接收到所述取力器开关和p挡开关的信号后，所述整车控制器vcu控制所述取力器电磁阀打开，接通高压气，所述取力器和所述油泵实现机械连接。7.一种新能源自卸车举升系统的控制方法，其用于控制如权利要求1至6任意项所述的新能源自卸车举升系统，其特征在于，所述控制方法包括判断状态：对于整车的动力是输出至变速箱，还是输出至取力器，需要整车控制器vcu控制做出具体判断；如果输出至变速箱，则整车需要处于行驶状态；如果输出至取力器，则整车需要处于驻车状态，且上装总成能够进行举升和下降工作；在整车ready状态下，vcu接收到p挡信号，且接收到取力开关信号后，vcu控制取力器电磁阀吸合，取力器接通高压气路，高压气将变速箱内的传动轴与变速器齿轮啮合断开，使传动轴与取力器齿轮啮合，当vcu接收到传动轴与取力器齿轮啮合到位的pto信号反馈后，vcu则响应油门信号给电机控制器发送转矩指令，实现电机驱动，驱动电机
再带动取力器。8.如权利要求7所述的新能源自卸车举升系统的控制方法，其特征在于，还包括上升状态：在整车ready状态下，所述整车控制器vcu接收到所述取力器开关和所述p挡开关的信号后，所述整车控制器vcu控制所述取力器电磁阀打开，接通高压气，所述取力器和所述液压油泵实现机械连接，所述液压油泵旋转；当所述气控阀的开关拨到举升位置时，高压气体将所述举升阀打开，高压油液进入所述液压多级缸，所述车厢装置在所述多级缸的推动下开始举升，踩油门时，所述车厢装置举升加快，当第一限位开关闭合时，则开启举升蜂鸣器实现举升警示，当所述车厢装置上升至最高点时，限位阀被打开，所述举升阀气路被断开，所述举升阀无法给所述液压多级缸继续供油，压力油自动回流至所述液压油箱，所述车厢装置停止上升；如在举升过程中断开所述取力器开关或所述p挡开关信号断开，所述液压举升装置都会停止举升动作。9.如权利要求7所述的新能源自卸车举升系统的控制方法，其特征在于，还包括下降状态：当所述气控阀拨至下降开关位置时，所述气控阀就接通和所述举升阀下降的高压气，所述举升阀接通所述液压油缸回流油路，则在所述车厢装置重力作用下所述多级液压缸的油液通过所述举升阀回流油液到所述液压油箱，所述车厢装置下降，所述车厢装置下降到最低点时，第一限位开关断开，停止举升蜂鸣警示。10.如权利要求7所述的新能源自卸车举升系统的控制方法，其特征在于，还包括中停状态：在举升或下降过程中，所述气控阀处于举升和下降之间的空挡挡位时，切断所述举升阀气路，所述多级液压缸的油液无法进油或出油，举升或下降动作停止。

技术总结
本发明公开了一种新能源自卸车的举升系统及其控制方法，包括整车控制器VCU接收到取力器开关和P挡开关的信号后，整车控制器VCU控制取力器电磁阀打开，接通高压气，取力器和液压油泵实现机械连接；当气控阀的开关拨到举升位置时，高压气体将举升阀打开，高压油液进入液压多级缸，车厢装置在多级缸的推动下开始举升，当第一限位开关闭合时，则开启举升蜂鸣器实现举升警示，当车厢装置上升至最高点时，限位阀被打开，举升阀气路被断开，举升阀无法给液压多级缸继续供油，车厢装置停止上升；如在举升过程中断开取力器开关或P挡开关信号断开，液压举升装置都会停止举升动作。该方法具备控制逻辑简单，方便用户操作的优点。方便用户操作的优点。方便用户操作的优点。


技术研发人员：吴祥威 甘雨 邱泓博 刘永生 杨世宇
受保护的技术使用者：广西玉柴新能源汽车有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/11