CN104163167B - 气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械，用以提高轮式工程机械的安全可靠性。该***包括：储气筒；至少两个气压制动回路，每一个气压制动回路包括用于调整制动气室的制动压力的电磁比例调压阀；第一压力检测装置，用于检测至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；控制装置分别与每一个电磁比例调压阀和第一压力检测装置信号连接，用于根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应制动气室的目标制动压力；根据每一个制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

Description

气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械。

背景技术

采用气压制动的多轴轮式工程机械，由于其存在轴载大，制动时轴荷转移大，并且其路面行驶时存在多种载荷工况，为了使轮式工程机械不同载荷工况下能够安全有效制动，需要实现制动时制动力能够调整以使制动力与不同载荷工况相匹配。

如图1所示，现有的气压制动***包括前桥制动回路和后桥制动回路，每一个制动回路包括：储气筒1、制动阀2、电磁开关阀9、压力调节阀10、继动阀3和制动气室5，当在不同载荷工况下实现制动时，通过调节电磁开关阀的通断和压力调节阀的压力大小进而调节继动阀控制口处的气压，进而调节进入制动气室的制动气压大小，实现不同载荷工况下的不同制动力。

然而，本申请的发明人发现，现有技术的气压制动***只能通过电磁开关阀和压力调节阀的组合实现有限载荷工况下的制动力，适用性范围较小，无法满足任意载荷工况下的制动力调整，仍然存在制动力无法与载荷工况匹配而导致无法有效制动，使得安全隐患仍然存在。

发明内容

本发明提供了一种气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械，用以提高气压制动控制***的制动性能，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

本发明提供的气压制动控制***，包括：

储气筒；

至少两个气压制动回路，包括：制动阀，控制所述至少两个气压制动回路同时通断，所述制动阀包括第一进气口和第一出气口，所述第一进气口与所述储气筒相连；其中每一个气压制动回路，还包括继动阀、制动气室和电磁比例调压阀，所述继动阀包括第二进气口、第二出气口和控制口，所述第一出气口与所述控制口相连，所述第二进气口与所述储气筒相连，所述第二出气口与所述制动气室相连，所述电磁比例调压阀用于调整制动气室的制动压力；

第一压力检测装置，用于检测所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

控制装置，分别与每一个所述电磁比例调压阀和第一压力检测装置信号连接，用于根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

在本发明技术方案中，至少两个气压制动回路的每一个气压制动回路包括用于调整制动气室的制动压力的电磁比例调压阀，控制装置能够实时直接地根据第一压力检测装置检测的至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号，从而实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，制动性能较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

优选的，每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测所述制动气室的当前制动压力；

所述控制装置，进一步与每一个所述第二压力检测装置信号连接，用于当所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差不为零时，向所述制动气室对应的电磁比例调压阀输出使所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

本技术方案提供的气压制动控制***的至少两个气压制动回路同时制动时采用闭环控制来调节合理分配的制动压力，进一步提高控制精度，从而进一步提高气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，提高轮式工程机械的安全可靠性。

优选的，所述电磁比例调压阀包括第三进气口和第三出气口，所述电磁比例调压阀串接于所述第二进气口与所述储气筒之间，所述第三进气口和所述储气筒相连，所述第三出气口与所述第二进气口相连；或者，所述电磁比例调压阀串接于所述第一出气口与所述控制口之间，所述第三进气口和所述第一出气口相连，所述第三出气口与所述控制口相连。

考虑到上述技术方案提供的气压制动控制***的轮式工程机械需要制动时，根据轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，使得轮式工程机械可靠制动，无法满足轮式工程机械在行车过程中需要制动减速，也就是无法满足点刹时，并不使轮式工程机械完全制动的要求，因此优选的，该气压制动控制***，还包括：

对应每一个所述电磁比例调压阀设置的常开电磁阀，并接于所述电磁比例调压阀的第三进气口与第三出气口之间；

电气开关，与所述常开电磁阀和所述控制装置电气连接，所述制动阀的开度完全打开时控制所述电气开关接通。

本技术方案提供的气压制动控制***同时满足了轮式工程机械需要点刹制动减速和完全制动的要求，适用性更强。

优选的，所述制动阀为制动踏板阀，所述电气开关为设置于所述制动踏板阀的制动踏板满行程处的行程开关。

优选的，所述至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路。

较佳的，所述第一压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号；和/或，所述第二压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种气压制动控制方法，应用于前述技术方案提供的气压制动控制***中，包括：

接收所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

该控制方法能够实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种气压制动控制装置，应用于前述技术方案提供的气压制动控制***中，包括：

接收模块，用于接收所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

第一控制模块，用于根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

第二控制模块，用于根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

该控制装置能够实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

本发明还提供了一种轮式工程机械起重机，包括前述任一技术方案所述的气压制动控制***，有效地提高气压制动控制***的制动性能，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

附图说明

图1为现有的气压制动***的结构示意图；

图2为本发明气压制动控制***一实施例的结构示意图；

图3为本发明气压制动控制***另一实施例的结构示意图；

图4为本发明气压制动控制***又一实施例的结构示意图；

图5为本发明气压制动控制方法一实施例的流程示意图；

图6为本发明气压制动控制方法另一实施例的流程示意图；

图7为本发明气压制动控制装置另一实施例的结构示意图；

图8为本发明气压制动控制装置一实施例的结构示意图。

附图标记：

1-储气筒 1a-第一储气筒

1b-第二储气筒 2-制动阀

2a-第一腔室 2b-第二腔室

21-第一进气口 22-第一出气口

3-继动阀 31-第二进气口

32-第二出气口 33-控制口

4-电磁比例调压阀 41-第三进气口

42-第三出气口 5-制动气室

6-第一压力检测装置 7-控制装置

8-第二压力检测装置 9-电磁开关阀

10-压力调节阀 11-接收模块

12-第一控制模块 13-第二控制模块

14-第三控制模块 15-常开电磁阀

16-电气开关

具体实施方式

为了提高气压制动控制***的制动性能，进而提高轮式工程机械的安全可靠性，本发明实施例提供了一种气压制动控制***、方法、装置及轮式工程机械。在该技术方案中，至少两个气压制动回路的每一个气压制动回路包括用于调整制动气室的制动压力的电磁比例调压阀，控制装置能够实时直接地根据第一压力检测装置检测的至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号，从而实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，制动性能较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

如图2所示，本发明第一实施例所提供的气压制动控制***，包括：

储气筒1；

至少两个气压制动回路，包括：制动阀2，控制至少两个气压制动回路同时通断，制动阀2包括第一进气口21和第一出气口22，第一进气口21与储气筒1相连；其中每一个气压制动回路，还包括继动阀3、制动气室5和电磁比例调压阀4，继动阀3包括第二进气口31、第二出气口32和控制口33，第一出气口22与控制口33相连，第二进气口31与储气筒1相连，第二出气口32与制动气室5相连，电磁比例调压阀4用于调整制动气室5的制动压力；

第一压力检测装置6，用于检测至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

控制装置7，分别与每一个电磁比例调压阀4和第一压力检测装置6信号连接，用于根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀4输出第一压力调整信号。

应用本实施例提供的气压制动控制***的轮式工程机械需要制动时，第一压力检测装置6检测至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力，得到轮式工程机械处于不同载重不同工况时至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力并将检测值发送至控制装置7；控制装置7根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀4输出第一压力调整信号。

也就是说，相较于现有技术中根据经验调节制动力以满足不同的载荷工况，本发明实施例提供的气压制动控制***实现了轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，从而提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性；

本实施例提供的气压制动控制***，至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的分配是根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力进行具体分配，每一个气压制动回路对应的悬挂油缸的工作压力能够更加准确地反映轮式工程机械的不同载荷工况下的整车载荷，使得至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的分配更加准确；

并且，控制装置输出第一压力调整信号至电磁比例调压阀能够实现制动压力的无级调整，使得至少两个气压制动回路制动时能够更加匹配轮式工程机械的不同载荷工况下的整车载荷，适用范围更广，安全性更高。

电磁比例调压阀4通常包括第三进气口41和第三出气口42，在本实施例中，电磁比例调压阀的设置位置有多种，能够满足电磁比例调压阀用于调整制动气室的制动压力即可，例如：

参照图2所示，电磁比例调压阀4可以设置于继动阀3的第二进气口31处，即电磁比例调压阀串接于第二进气口31与储气筒1之间，此时，电磁比例调压阀4的第三进气口41与储气筒1相连，电磁比例调压阀4的第三出气口42与继动阀3的第二进气口31相连，通过控制进入继动阀3的气体流量来调整继动阀3的第二出气口32处的气压，达到调整制动气室5的制动压力的目标；

或者，电磁比例阀还可以设置于继动阀的控制口处，即电磁比例调压阀串接于第一出气口与继动阀的控制口之间，此时，电磁比例阀的第三进气口与制动阀的第一出气口相连，电磁比例阀的第三出气口与继动阀的控制口相连，通过控制继动阀的开口度来调整继动阀的出口处的气压，达到调整制动气室的制动压力的目标；

当然，电磁比例阀还可以设置于继动阀的第二出气口处，此时，电磁比例阀的第三进气口与继动阀的第二出气口相连，电磁比例阀的第三出气口与制动气室相连，直接调整进入制动气室的气体的压力，达到调整制动气室的制动压力的目标。

如图3所示，本发明还提供了第二实施例，在第一实施例的基础上，气压制动控制***的每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置8，用于检测制动气室5的当前制动压力；

控制装置7，进一步与每一个第二压力检测装置8信号连接，用于当制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差不为零时，向该制动气室对应的电磁比例调压阀输出使该制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

本实施例提供的气压制动控制***，控制装置7根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号之后，第二压力检测装置8实时检测制动气室的当前制动压力并将该检测值输出至控制装置7，控制装置7将制动气室的当前制动压力与其目标制动压力进行比较，当该制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差不为零时，控制装置7向该制动气室对应的电磁比例调压阀4输出第二压力调整信号，以使该制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差为零，也就是说，本实施例提供的气压制动控制***的至少两个气压制动回路同时制动时采用闭环控制来调节合理分配的制动压力，进一步提高控制精度，从而进一步提高气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，提高轮式工程机械的安全可靠性。

采用上述实施例提供的气压制动控制***的轮式工程机械需要制动时，根据轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，使得轮式工程机械可靠制动，无法满足轮式工程机械在行车过程中需要制动减速，也就是无法满足点刹时，并不使轮式工程机械完全制动的要求，因此，参照图4所示，本发明第三实施例进一步提供了一种气压制动控制***，在上述实施例的基础上，还包括：

对应每一个电磁比例调压阀4设置的常开电磁阀15，并接于电磁比例调压阀4的第三进气口41与第三出气口42之间；

电气开关16，与常开电磁阀和控制装置电气连接，制动阀2的开度完全打开时控制电气开关16接通。

在本实施例中，电气开关与常开电磁阀和控制装置电气连接，即电气开关接通时，常开电磁阀得电，控制装置启动；电气开关断开时，常开电磁阀失电，控制装置关闭。常开电磁阀15并接于第三进气口41与第三出气口42之间，也就是说第三进气口41与第三出气口42之间具有一常通的管路。制动阀的开度完全打开即需要轮式工程机械完全制动，制动阀的开度未完全打开，也就是点刹，此时电气开关断开。

本实施例提供的气压制动控制***，点刹刹车需要制动减速时，制动阀的开度未完全打开，电气开关断开，此时常开电磁阀15失电，常开电磁阀15处于导通状态，且控制装置7关闭，储气筒的气体从储气筒经常开电磁阀15直接进入继动阀进而进入制动气室，进而实现点刹制动减速；

需要完全制动时，制动阀2的开度完全打开，电气开关接通，此时常开电磁阀15得电，常开电磁阀15处于断开状态，且控制装置7启动，此时，储气筒的气体从储气筒无法经常开电磁阀15直接进入继动阀，气压制动控制***根据轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力进行合理分配，使得轮式工程机械可靠制动。因此，本实施例提供的气压制动控制***同时满足了轮式工程机械需要点刹制动减速和完全制动的要求，适用性更强。

制动阀的种类有多种，当制动阀采用制动踏板阀时，电气开关可以为设置于制动踏板阀的制动踏板满行程处的行程开关。当踩压制动踏板阀使得制动踏板移动至满行程处时，行程开关的开关触点被触发接通，当制动踏板未移动至满行程处时，行程开关的开关触点未被触发接通。

需要说明的是，本发明各实施例中第一压力调整信号可以为电压调整信号或电流调整信号；第二压力调整信号同样可以为电压调整信号或电流调整信号；本发明各实施例提供的气压制动控制***包括至少两个气压制动回路，气压制动回路的具体数量不做限定，具体根据轮式工程机械的车轴数和制动要求确定；本发明各实施例中第一进气口、第二进气口、第三进气口、第一出气口、第二出气口、第三出气口仅用于区分不同阀体上的进气口和出气口，并不是用来区分阀体上进气口和出气口的数量。

第一压力检测装置和第二压力检测装置可以为压力传感器；控制装置的具体类型不限，例如可以为可编程控制器，或车载CPU(Central Processing Unit，中央处理器，简称CPU)等。

下面以气压制动控制***包括两个气压制动回路，分别为第一气压制动回路和第二气压制动回路为例并结合附图详细说明本发明，其中，第一气压制动回路用于前桥制动，第二气压制动回路用于后桥制动。

如图4所示的气压制动控制***第四实施例包括：

第一储气筒1a，第二储气筒1b；

两个气压制动回路：制动阀2，控制两个气压制动回路同时通断，制动阀2包括第一腔室2a和第二腔室2b，制动阀2的第一腔室2a与第一储气筒1a相连，第二腔室2b与第二储气筒1b相连，第一腔室2a和第二腔室2b分别连接于第一气压制动回路和第二气压制动回路中；

第一气压制动回路还包括：继动阀3、两个制动气室5、常开电磁阀15和电磁比例调压阀4，制动阀2的第一腔室2a与继动阀3的控制口33相连，电磁比例调压阀4的第三进气口41与第一储气筒1a相连，电磁比例调压阀4的第三出气口42与继动阀3的第二进气口31相连，继动阀3的第二出气口32与两个制动气室5相连，常开电磁阀15并接于电磁比例调压阀4的第三进气口41与第三出气口42之间；

第二气压制动回路还包括：继动阀3、两个制动气室5、常开电磁阀15和电磁比例调压阀4，制动阀2的第二腔室2b与继动阀3的控制口33相连，电磁比例调压阀4的第三进气口41与第二储气筒1b相连，电磁比例调压阀4的第三出气口42与继动阀3的第二进气口31相连，继动阀3的第二出气口32与两个制动气室5相连，常开电磁阀15并接于电磁比例调压阀4的第三进气口41与第三出气口42之间；

第一压力检测装置6，用于检测前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力；

两个第二压力检测装置8，分别用于检测两个气压制动回路的制动气室的当前制动压力，第二压力检测装置8的设置于继动阀3的第二出气口32处；

控制装置7，分别与两个电磁比例调压阀4、第一压力检测装置6和两个第二压力检测装置8信号连接，根据前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据得到的每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀4输出第一压力调整信号；当制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差不为零时，向该制动气室5对应的电磁比例调压阀4输出使该制动气室5的当前制动压力与其目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号；

以及电气开关16，与常开电磁阀15和控制装置7电气连接，制动阀2的开度完全打开时电气开关接通，其中，制动阀2为制动踏板阀，电气开关16为设置于制动踏板阀的制动踏板满行程处的行程开关。

本实施例中控制装置根据前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力，具体包括：

分别根据前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力；

根据第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力和第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

根据第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力和第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力。

在本实施例中，分别根据前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力的方法有多种，例如可以具体包括：

根据前桥悬挂油缸的工作压力p_i和后桥悬挂油缸的工作压力p_j与整车重量G的函数关系得到整车重量G，

前桥悬挂油缸的工作压力p_i和后桥悬挂油缸的工作压力p_j与整车重量G的函数关系可以为

$G=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1---\left(1\right)$

其中，i为第一气压制动回路对应的悬挂油缸的数量,j为第二气压制动回路对应的悬挂油缸的数量，为第一气压制动回路对应的车桥簧载重量(也就是前桥簧载重量)，为第二气压制动回路对应的车桥簧载重量(也就是后桥簧载重量)，G₁为整车的非簧载重量，A为悬挂油缸内承受油压的面积，i、j、G₁和A具体根据轮式工程机械的车型确定；

根据整车重量G与整车的制动力F_u的函数关系得到整车的制动力F_u，

整车重量G与整车的制动力F_u的函数关系可以为

$F_u=\frac{J}{g}G---\left(2\right)$

J为设定的制动减速度，制动减速度J的值在此不做具体限定，可以根据轮式工程机械的车型以及国家标准规定确定；

根据前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与整车重心的位置的函数关系，得到整车重心的位置，

前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与整车重心的位置的函数关系可以为

$L_i=\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}\·L---\left(3\right)$

其中，L为轴距，整车重心的位置为(L_i，L_j)，L_i为整车重心与第一气压制动回路对应的车轴(即前轴)的中心线之间在轮式工程机械的所有车轴所在平面上的距离，L_j为整车重心与第二气压制动回路对应的车轴(即后轴)的中心线之间在轮式工程机械的所有车轴所在平面上的距离，并且存在关系式L_j＝L-L_i(4)；

根据前桥所需的制动力F_u1、后桥所需的制动力F_u2、以及与整车重量G的函数关系，得到前桥所需的制动力和后桥所需的制动力，

前桥所需的制动力F_u1、后桥所需的制动力F_u2、以及与整车重量G的函数关系不限，例如可以为车辆前后桥制动力的理想分配计算公式(理想的制动力分配I曲线)

$\left\{\begin{array}{c}{F}_{u2}=\frac{1}{2}[\frac{G}{h_g}\sqrt{L_j^2+\frac{{4h}_{g}L}{G_i}{F}_{u1}}-(\frac{{\mathrm{GL}}_j}{h_g}+2F_{u1})\\ F_u=F_{u1}+F_{u2}\end{array}\right.---\left(\text{5}\right)$

其中，h_g为整车的重心高度，在此不做具体限定，由于整车采用油气悬挂***，在不同的载荷工况下重心高度变化较小，具体可以根据轮式工程机械的车型以及经验确定；

从而根据上述的函数关系式(1)(2)(3)(4)和(5)得出前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥(也就是前桥)所需的制动力的函数关系为

$F_{u1}=\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)+\frac{J}{g}\·\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)$

前桥悬挂油缸的工作压力和后桥悬挂油缸的工作压力与第二气压制动回路对应的车桥(也就是后桥)所需的制动力的函数关系为

$F_{u2}=\frac{J}{g}\·\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)-\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1).$

在本发明各实施例中，第一制动回路的制动气室的目标制动压力P1与前桥所需的制动力F_u1的函数关系，以及第二制动回路的制动气室的目标制动压力P2与后桥所需的制动力F_u2的函数关系在此不做具体限定，具体根据轮式工程机械采用的制动器确定，例如制动器为盘式制动器或鼓式制动器等。

本实施例提供的气压制动***工作过程具体为：

点刹刹车需要制动减速时，制动踏板阀的制动踏板未移动至满行程处，行程开关的开关触点未被触发接通，控制装置关闭，且常开电磁阀15失电，常开电磁阀15导通，电磁比例调压阀4的第三进气口41与第三出气口42之间的管路处于连通状态，第一气压制动回路的第一储气筒1a的气体经常开电磁阀15直接进入继动阀3进而进入制动气室5，同时第二气压制动回路的第二储气筒1b的气体经常开电磁阀15直接进入继动阀3进而进入制动气室5，进而实现点刹制动减速；

需要完全制动时，踩压制动阀2，制动踏板阀的制动踏板移动至满行程处，行程开关的开关触点被触发接通，控制装置启动，且常开电磁阀15得电，常开电磁阀15断开，第一压力检测装置6实时检测前桥悬挂油缸的工作压力p_i和后桥悬挂油缸的工作压力p_j，并将检测值p_i、p_j发送至控制装置7；

控制装置7根据检测值p_i、p_j计算得到第一制动回路的制动气室5的目标制动压力P1、第二制动回路的制动气室5的目标制动压力P2；控制装置7根据目标制动压力P1、P2分别向对应的电磁比例调压阀4输出第一压力调整信号，从而调整两个气压制动回路的继动阀3的出气口处的气压，使得第一制动回路的制动气室5的制动压力为P1、第二制动回路的制动气室5的制动压力为P2；

同时两个第二压力检测装置8，分别检测第一气压制动回路的制动气室5的当前制动压力P1'，第二气压制动回路的制动气室5的当前制动压力P2'，并将检测值P1'、P2'发送至控制装置7，当P1'与P1的偏差不为零时，向该制动气室对应的电磁比例调压阀4输出第二压力调整信号，使得偏差为零，当P2'与P2的偏差不为零时，向该制动气室对应的电磁比例调压阀4输出第二压力调整信号，使得偏差为零，最终第一制动回路的制动气室能够以目标制动压力P1制动前桥，第一制动回路的制动气室能够以目标制动压力P2制动后桥，从而实现轮式工程机械的可靠制动。

由上述工作过程可知，本实施例提供的气压制动控制***能够根据轮式工程机械的不同工况在制动时合理分配制动前桥和制动后桥的制动力，得轮式工程机械可靠制动，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性；并且能够实现点刹制动减速，适用性更强。

基于相同的发明构思，如图5所示，本发明第五实施例还提供了一种应用于前述任一实施例提供的气压制动控制***的气压制动控制方法，包括：

步骤501：接收至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

步骤502：根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

步骤503：根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

本实施例提供的控制方法能够实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

当气压制动***的每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测制动气室的当前制动压力时，如图6所示，作为本发明控制方法一优选的实施例，具体包括：

步骤601：接收至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

步骤602：根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

步骤603：根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号；

步骤604：接收每一个气压制动回路的制动气室的当前制动压力；

步骤605：判断制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差是否为零，如果是，执行步骤606，否则，返回步骤604；

步骤606：向制动气室对应的电磁比例调压阀输出使该制动气室的当前制动压力与其目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

当气压制动控制***的至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路时，作为本发明控制方法的一优选实施例，根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力，具体包括：

分别根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力；

根据第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

根据第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力。

进一步的，至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系具体为

$F_{u1}=\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)+\frac{J}{g}\·\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)$

至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系具体为

$F_{u2}=\frac{J}{g}\·\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)-\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{j}A+G_1)\text{.}$

以上实施例的有益效果同前，这里不再重复赘述。

基于相同的发明构思，如图7所示，本发明第五实施例还提供了一种应用于前述任一实施例提供的气压制动控制***的气压制动控制装置，包括：

接收模块11，用于接收至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

第一控制模块12，用于根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

第二控制模块13，用于根据每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

本发明实施例提供的控制装置能够实现轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性。

当气压制动***的每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测制动气室的当前制动压力时，如图8所示，作为本发明控制装置的一优选实施例，

接收模块11，还用于接收每一个气压制动回路的制动气室的当前制动压力；该控制装置还包括：

第三控制模块14，用于当制动气室的当前制动压力与目标制动压力的偏差不为零时，向制动气室对应的电磁比例调压阀输出使制动气室的当前制动压力与目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

当气压制动控制***的至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路时，作为本发明控制装置的一优选实施例，第一控制模块12，具体包括：

第一计算子模块，用于分别根据至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力；

第二计算子模块，用于根据第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

第三计算子模块，用于根据第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力。

以上实施例的有益效果同前，这里不再重复赘述。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

本发明实施例还提供了一种轮式工程机械，包括前述任一实施例的气压制动控制***，由于该气压制动控制***实现了轮式工程机械处于不同载荷工况下的至少两个气压制动回路同时制动时的制动压力的合理分配，有效地防止了在制动时出现制动力过大而车轮抱死或制动力过小而车轮未刹住的情况发生，提高了气压制动控制***的制动性能，制动安全性较高，进而提高轮式工程机械的安全可靠性，因此具有该气压制动控制***的轮式工程机械的制动安全性较高，其安全可靠性也较高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种气压制动控制***，其特征在于，包括：

储气筒；

至少两个气压制动回路，包括：控制所述至少两个气压制动回路同时通断的制动阀，所述制动阀包括第一进气口和第一出气口，所述第一进气口与所述储气筒相连；其中，每一个气压制动回路，还包括继动阀、制动气室和电磁比例调压阀，所述继动阀包括第二进气口、第二出气口和控制口，所述第一出气口与所述控制口相连，所述第二进气口与所述储气筒相连，所述第二出气口与所述制动气室相连，所述电磁比例调压阀用于调整制动气室的制动压力；所述电磁比例调压阀包括第三进气口和第三出气口，所述电磁比例调压阀串接于所述第二进气口与所述储气筒之间，所述第三进气口和所述储气筒相连，所述第三出气口与所述第二进气口相连；或者，所述电磁比例调压阀串接于所述第一出气口与所述控制口之间，所述第三进气口和所述第一出气口相连，所述第三出气口与所述控制口相连；

第一压力检测装置，用于检测所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

控制装置，分别与每一个所述电磁比例调压阀和第一压力检测装置信号连接，用于根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号；

对应每一个所述电磁比例调压阀设置的常开电磁阀，并接于所述电磁比例调压阀的第三进气口与第三出气口之间；

电气开关，与所述常开电磁阀和所述控制装置电气连接，所述制动阀的开度完全打开时控制所述电气开关接通。

2.如权利要求1所述的气压制动控制***，其特征在于，每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测所述制动气室的当前制动压力；

所述控制装置，进一步与每一个所述第二压力检测装置信号连接，用于当所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差不为零时，向所述制动气室对应的电磁比例调压阀输出使所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

3.如权利要求1所述的气压制动控制***，其特征在于，所述制动阀为制动踏板阀，所述电气开关为设置于所述制动踏板阀的制动踏板满行程处的行程开关。

4.如权利要求1～3任一所述的气压制动控制***，其特征在于，所述至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路。

5.如权利要求4所述的气压制动控制***，其特征在于，所述第一压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号；和/或，所述第二压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号。

6.一种轮式工程机械，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的气压制动控制***。

7.一种起重机的气压制动控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的气压制动控制***中，包括：

接收所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

8.如权利要求7所述的气压制动控制方法，其特征在于，所述气压制动***的每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测所述制动气室的当前制动压力时，

所述气压制动控制方法还包括：

接收每一个所述气压制动回路的制动气室的当前制动压力；

当所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差不为零时，向所述制动气室对应的电磁比例调压阀输出使所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

9.如权利要求7或8所述的气压制动控制方法，其特征在于，所述气压制动控制***的至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路时，根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力，具体包括：

分别根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力；

根据第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

根据第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力。

10.如权利要求9所述的气压制动控制方法，其特征在于，

所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系具体为

$F_{u1}=\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A+G_1)+\frac{J}{g}\·\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A+G_1)$

所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系具体为

$F_{u2}=\frac{J}{g}\·\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A}{\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A+G_1)-\frac{J^2{h}_g}{g^{2}L}\·(\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{p}_{i}A+\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{p}_{j}A+G_1)$

其中，F_u1为第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力，F_u2为第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力，J为设定的制动减速度，g为重力加速度，G₁为整车的非簧载重量，A为悬挂油缸内承受油压的面积，p_i为第一气压制动回路对应的悬挂油缸的工作压力，p_j为第二气压制动回路对应的悬挂油缸的工作压力，i为第一气压制动回路对应的悬挂油缸的数量,j为第二气压制动回路对应的悬挂油缸的数量，L为轴距，h_g为整车的重心高度。

11.如权利要求9所述的气压制动控制方法，其特征在于，所述第一压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号；和/或，所述第二压力调整信号为电压调整信号或电流调整信号。

12.一种气压制动控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的气压制动控制***中，包括：

接收模块，用于接收所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力；

第一控制模块，用于根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系，得到每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

第二控制模块，用于根据所述每一个气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力向对应的电磁比例调压阀输出第一压力调整信号。

13.如权利要求12所述的气压制动控制装置，其特征在于，所述气压制动***的每一个气压制动回路还包括：第二压力检测装置，用于检测所述制动气室的当前制动压力时，

所述接收模块，还用于接收每一个所述气压制动回路的制动气室的当前制动压力；

所述气压制动控制装置还包括：

第三控制模块，用于当所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差不为零时，向所述制动气室对应的电磁比例调压阀输出使所述制动气室的当前制动压力与所述目标制动压力的偏差为零的第二压力调整信号。

14.如权利要求12或13所述的气压制动控制装置，其特征在于，所述气压制动控制***的至少两个气压制动回路包括第一气压制动回路和第二气压制动回路时，所述第一控制模块，具体包括：

第一计算子模块，用于分别根据所述至少两个气压制动回路分别对应的悬挂油缸的工作压力与第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力的函数关系，得到第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力；

第二计算子模块，用于根据第一气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第一气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力；

第三计算子模块，用于根据第二气压制动回路对应的车桥所需的制动力和第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力的函数关系得到第二气压制动回路对应的制动气室的目标制动压力。