CN109963757B - 控制工程机械的制动力的方法和工程机械的制动*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制工程机械(1)的制动力的方法，该工程机械包括车架(101)以及安装到车架(101)的两个前轮(106)和两个后轮(107)，该工程机械还包括前轮制动器(501)和后轮制动器(502)，该前轮制动器被布置成制动前轮(106)中的至少一个，该后轮制动器被布置成制动后轮(107)中的至少一个，前轮制动器(501)能够独立于后轮制动器(502)被控制，反之亦然；该工程机械还包括连接到车架(101)而能够相对于车架(101)移动的工具(14)，其特征在于，确定工具(14)相对于车架(101)的位置，并且至少部分地基于所确定的工具位置在前轮制动器和后轮制动器(501，502)之间分配制动力。

Description

控制工程机械的制动力的方法和工程机械的制动***
技术领域
本发明涉及一种用于控制工程机械的制动力的方法。本发明还涉及一种计算机程序、计算机可读介质、控制单元、制动***和工程机械。
本发明适用于工业建筑机械或建筑设备领域中的工程机械，特别是轮式装载机。虽然将针对轮式装载机描述本发明，但本发明不限于这种特定的机械，而是还可以用在其它工程机械(例如铰接式翻斗车、挖掘机和反铲装载机)中。本发明还能够应用在重型车辆(例如卡车、公共汽车和建筑设备)中。本发明还可以用在诸如轿车的其它车辆中。
背景技术
诸如轮式装载机的工程机械通常设置有铲斗、车斗、抓持器或其它类型的用于挖掘、搬运和/或运输负载的工具。例如，轮式装载机具有用于升高和降低所述工具的负载臂单元。通常，布置有一个液压缸或一对液压缸以升高负载臂，并且布置有另外的液压缸以使工具相对于负载臂倾斜。
另外，工程机械通常是铰接式车架转向的，并且具有用于通过使工程机械的前车架和后车架相对于彼此枢转而使工程机械转弯或转向的一对液压缸。液压***通常还包括至少一个液压泵，该液压泵被布置成向液压缸供应液压动力，即液压流量和/或液压压力。
工程机械经常在带有非平坦支撑表面和包括以高频率停止、启动、装载和卸载的快速变化操作条件的恶劣环境中操作。工程机械中可能发生的问题在于：在制动期间，后轮可能至少部分地失去与地面的接触。然而，在很多传统的轮式装载机中，后轮和前轮由推进轴彼此连接。提供给后轮的制动动力然后可以通过该推进轴被传递到前轮，但后轮已经部分地或完全失去与地面的接触。
然而，这种制动动力传递可能在工程机械的变速器中引起寄生扭矩。US2010312436建议减小后轮上的制动力以减小在制动期间在变速器中发生的这种寄生扭矩。
然而，在带有用于推进的电动轮毂马达的工程机械中，不存在这种将制动动力从后轮传递到前轮的连接。因此，特别是在带有轮毂马达的工程机械中，希望提供前轮和后轮之间的改进的制动动力分配。特别地，希望考虑到工程机械的变化的操作条件来改进这种分配。优选地，还以可靠、安全且成本有效的方式提供改进的制动动力分配。
发明内容
本发明的一个目的在于：特别是在带有轮毂马达的工程机械中，提供工程机械的车轮之间的改进的制动动力分配。本发明的还一个目的在于考虑到工程机械的变化的操作条件来改进工程机械的车轮之间的制动动力分配。本发明的进一步的目的在于以可靠、安全且成本有效的方式提供改进的制动动力分配。
这些目的通过根据本发明的方法来实现。因此，本发明提供一种用于控制工程机械的制动力的方法，该工程机械包括车架以及安装到车架的两个前轮和两个后轮，该工程机械还包括前轮制动器和后轮制动器，该前轮制动器被布置成制动前轮中的至少一个，该后轮制动器被布置成制动后轮中的至少一个，该前轮制动器能够独立于后轮制动器被控制，反之亦然；该工程机械还包括连接到车架而能够相对于车架移动的工具，其特征在于确定该工具相对于车架的位置，并且至少部分地基于所确定的工具位置在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。
本发明可以提供根据所确定的工具位置来计算所期望的制动力在前轮制动器和后轮制动器之间的分配。可以根据所确定的工具位置在前轮制动器和后轮制动器之间分配该制动力。在优选实施例中，还考虑到工具的质量来进行制动力分配确定。本发明可进一步提供根据制动力分配计算来致动所述制动器。因此，可以根据所确定的工具位置实现制动力分配。这可以以有利的方式改进工程机械的车轮之间的制动动力分配。通过考虑工具位置，将使得能够大大提高制动动力分配的精度。在未设置有推进轴以将制动动力从后轮传递到前轮的、带有轮毂马达的工程机械中，本发明所提供的制动动力分配的、提高的精度将是特别有益的。
确定工具的位置可以包括确定该工具相对于车架的高度。另外或替代地，确定该工具的位置可以包括确定该工具在工程机械的纵向方向上相对于车架的位置。前轮可以限定前轮轴线并且后轮可以限定后轮轴线。工程机械的纵向方向可以被理解为由一条直线限定，该直线在两个前轮之间中途地与沿着前轮轴线的点交叉，并且在两个后轮之间中途地与沿着后轮轴线的点交叉。因此，当工程机械不转弯时，该纵向方向平行于工程机械的笔直行进方向，即工程机械在不转弯时可能移动的方向。当工程机械被支撑在水平支撑元件上时，该方法可以包括确定工具在水平方向上相对于车架的位置。该工具的改变的位置(例如从低位置到高位置)可以是对工程机械的控制有重大影响的、工程机械的操作条件的改变。本发明使得能够考虑到改变的工具位置，以便由此改进制动动力分配。
如下文所例示的，制动力分配可以由工程机械的控制单元控制。关于工具位置的信息可以以简单、可靠且成本有效的方式提供给控制单元。例如，在工具经由以可枢转方式连接到车架的负载臂连接到车架的情况下，确定工具的位置可以包括确定该负载臂相对于车架的角度。这种角度确定可以由简单且成本有效的传感器提供。
在一些实施例中，在工具经由负载臂连接到车架的情况下，该方法可以包括：确定负载臂相对于车架的位置，并且部分地基于所确定的负载臂位置在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。由此，可以考虑到负载臂的质量和位置进行制动力分配确定。应该注意，可以以各种方式提供负载臂，例如被提供为单个动臂，或者被提供为可以连接在一起的两个或更多个动臂。
可以在众多不同的工程机械类型上实现本发明。可以理解，前轮和后轮可以分别沿着前轮轴线和后轮轴线布置。至少两个车轮可以沿着所述车轮轴线中的每一个布置。可以存在不止两个前轮和/或不止两个后轮。该工程机械还可以具有一个或多个另外的车轮轴线。所有前轮或所有前轮中的若干个可以设置有车轮制动器。在某些实施例中，在存在不止一个前轮制动器的情况下，前轮制动器可以由公共制动器导管控制。在其它实施例中，前轮制动器可以彼此独立地被控制。类似地，所有后轮或所有后轮中的若干个可以设置有车轮制动器。在某些实施例中，在存在不止一个后轮制动器的情况下，后轮制动器可以由公共制动器导管控制。在其它实施例中，后轮制动器可以彼此独立地被控制。
应该注意，车轮制动器可以设置为各种形式。例如，它们可以是各个车轮处的盘式制动器或鼓式制动器。在某些实施例中，在工程机械设置有为前轮和后轮提供单独的推进单元(例如轮毂马达)的电推进器的情况下，再生制动可以形成车轮制动器的功能的至少一部分。在这种再生制动中，推进单元作为发电机工作。由此，制动力分配控制可以包括控制所述推进单元以便在推进单元之间选择性地分配再生制动动力。车轮制动器的功能还可以至少部分地由工程机械中的(例如其传动系中的)某些其它设备提供。
优选地，所述方法包括确定工具的负载，并且部分地基于所确定的工具的负载在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。确定工具的负载可以包括确定工具负载质量，即由工具承载的负载的质量。因此，除了工具的位置以及优选该工具的质量，还可以考虑到由工具承载的负载来进行制动力在前轮制动器和后轮制动器之间的分配。由此，可以进一步提高制动力分配的精度。确定工具的负载可以包括确定由工具承载的负载相对于工具的位置，例如所述负载的重心的位置。
在有利的实施例中，所述方法包括：确定在后轮和支撑工程机械的元件之间的摩擦系数，确定作用在后轮上的法向力，并且部分地基于所确定的摩擦系数和法向力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。由此，所述方法可以包括确定工程机械的速率，并且确定后轮中的至少一个后轮的旋转速率，其中，确定摩擦系数包括至少部分地基于所确定的工程机械速率和所确定的后轮旋转速率来确定摩擦系数。除了所确定的工程机械速率和后轮旋转速率，还可以基于该车轮的法向力、由轮毂马达在该车轮处施加的扭矩、和/或工程机械的前车架和后车架之间的角度来确定摩擦系数。下面参考附图来提供确定摩擦系数的一个示例。
可以至少部分地基于所确定的摩擦系数和法向力来确定最大后轮制动力，并且可以部分地基于所确定的最大后轮制动力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。可以确定所要求的后轮制动力，其中，在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力包括：如果所确定的所要求的后轮制动力高于所确定的最大后轮制动力，则增加前轮制动力。由此，可以确定所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的差值，其中，增加前轮制动力包括：以所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的差值来增加前轮制动力。
由此，考虑到后轮和支撑该工程机械的元件之间的摩擦系数而提供了用于分配制动力的有利实施例。根据本发明的实施例确定摩擦系数提供了使制动力分配适应于各种条件(例如支撑元件的性质，或者车轮的轮胎的质量或磨损程度)。这在制动动力分配中提供了提高的精确度。
部分地基于所确定的最大后轮制动力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力提供了该工程机械的制动器的提高的可操作性。例如，如果支撑元件非常不平坦，则后轮可能上下颠簸并且反复地失去与支撑元件的接触。因为本发明的实施例可以在后轮失去与支撑元件的接触(即，如果最大后轮制动力为零)的情况下将所有制动力都分配给前轮，所以将会避免当后轮高于支撑元件时将后轮锁定。由此，将会避免后轮相对于地面的滑移，这将减小后轮的轮胎的磨损。
应该注意，所述方法可以另外或替代地包括：确定在前轮与支撑工程机械的元件之间的摩擦系数，确定作用在前轮上的法向力，并且部分地基于所确定的摩擦系数和法向力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。由此，可以确定工程机械的速率和前轮中的至少一个前轮的旋转速率，其中，确定摩擦系数包括至少部分地基于所确定的工程机械速率和所确定的前轮旋转速率来确定摩擦系数。可以至少部分地基于所确定的摩擦系数和法向力来确定最大前轮制动力，并且可以部分地基于所确定的最大前轮制动力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。可以确定所要求的前轮制动力，其中，在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力可以包括：如果所确定的所要求的前轮制动力高于所确定的最大前轮制动力，则增加后轮制动力。可以确定所确定的所要求的前轮制动力与所确定的最大前轮制动力之间的差值，其中，增加后轮制动力可以包括：以所确定的所要求的前轮制动力与所确定的最大前轮制动力之间的差值来增加后轮制动力。
在前轮的法向力小于后轮上的法向力时的、工程机械的某些操作情况下，部分地基于所确定的前轮与支撑元件的摩擦系数以及前轮法向力在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力可能是有利的。
在某些实施例中，所述方法包括：确定作用在前轮上的法向力，确定作用在后轮上的法向力，并且控制在前轮制动器和后轮制动器之间的制动力分配，以便在前轮和后轮上获得相同的、各自的制动力与各自的法向力的比率。即，可以控制在前轮制动器和后轮制动器之间的制动力分配，以便获得Ff/Nf＝Fr/Nr，其中Ff是前轮上的制动力，Nf是前轮上的法向力，Fr是后轮上的制动力，并且Nr是后轮上的法向力。由此，可以提供最佳的制动力分配。可以如下文例示地计算所述法向力。
应该注意，可以以各种适当的方式控制制动力在前轮和后轮之间的分配，例如增加前轮制动力或后轮制动力。例如，所述分配可以由包括“线控制动”功能的制动***控制。这种功能可以包括控制单元，该控制单元被布置成从控制装置(该控制装置被布置成由工程机械的驾驶员操纵)接收信号，并且单独地控制用于分别用于前轮和后轮的相应制动器阀的电致动器。在其它实施例中，可以如下文所述地通过带有先导导管控制组件的制动***来控制制动力在前轮和后轮之间的分配。
在工程机械的车架包括安装有所述后轮的后车架和安装有所述前轮的前车架时，前车架和后车架以可枢转方式彼此连接以向工程机械提供铰接式转向能力，所述方法可以包括：确定前车架和后车架之间的角度，并且部分地基于所确定的角度在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。由此，如下文所例示的，可以进一步提高制动力分配的精度。可以理解，前车架和后车架之间的角度可以提供工程机械的转向角度。还可以理解，如上所述地确定工具相对于车架的位置可以包括确定该工具相对于前车架的位置。
本发明的实施例可以包括确定工程机械的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率，并且部分地基于所确定的工程机械的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。由此，可以提供制动力分配的、提高的准确度。工程机械的俯仰角度可以被理解为工程机械的纵向方向与水平平面之间的角度，并且俯仰速率可以被理解为俯仰角度的变化率。
在工程机械的车架包括安装有所述后轮的后车架和安装有所述前轮的前车架时，前车架和后车架以可枢转方式彼此连接以向工程机械提供铰接式转向能力，所述方法可以包括：确定后车架的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率，并且部分地基于所确定的后车架的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率在前轮制动器和后轮制动器之间分配制动力。后车架的俯仰角度可以被理解为指示后车架围绕与由后轮形成的后轮轴线平行的轴线定向的角度。后车架的俯仰速率可以被理解为后车架围绕与后轮轴线平行的轴线的旋转速率。在所述工具被安装到前车架并且制动力的分配取决于作用在后轮上的力时，鉴于铰接式转向，所确定的后车架的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率可以提供制动力分配的、提高的精确度。
还通过根据本发明的计算机程序和根据本发明的计算机可读介质来实现所述目的。还通过一种被配置成控制工程机械的制动力的控制单元来实现所述目的，该工程机械包括车架以及安装到车架的两个前轮和两个后轮，该工程机械还包括前轮制动器和后轮制动器，该前轮制动器被布置成制动前轮中的至少一个，该后轮制动器被布置成制动后轮中的至少一个，前轮制动器能够独立于后轮制动器被控制，反之亦然；该工程机械还包括连接到车架而能够相对于车架移动的工具，其特征在于，所述控制单元被布置成确定该工具相对于车架的位置，并且至少部分地基于所确定的工具位置来计算制动力在前轮制动器和后轮制动器之间的分配。
还通过一种用于工程机械的制动***来实现所述目的，该制动***包括两个前轮制动器和两个后轮制动器，前轮制动器能够独立于后轮制动器被控制，反之亦然，其特征在于，该制动***还包括工具***件，该工具***件用于确定工程机械的工具相对于工程机械的车架的位置，该制动***还包括如上所述的控制单元。
还通过一种用于工程机械的制动***来实现所述目的，该制动***包括：前轮制动器，该前轮制动器被布置成制动工程机械的两个前轮中的至少一个；液压压力源，该液压压力源被布置成加压所述***的液压流体；前制动器阀，该前制动器阀能够在关闭位置和打开位置之间移动并且被布置成与液压压力源连通；以及前制动器导管，该前制动器导管将前制动器阀与前轮制动器连接，其特征在于，所述***包括前制动器先导导管和先导导管控制组件，该前制动器先导导管被布置成与前制动器导管连通并且被加压以朝向关闭位置偏压前制动器阀，该先导导管控制组件被布置成控制前制动器先导导管中的压力。
可以理解，前制动器先导导管可以布置成被前制动器导管中的压力加压，以便朝向关闭位置偏压前制动器阀。因此，所述制动***可以提供从前制动器导管延伸并且被布置成例如经由液压致动器朝向关闭位置偏压前制动器阀的前制动器先导导管。先导导管泄放导管可以在前制动器先导导管和蓄存器之间延伸，该蓄存器可以被提供为一个或多个液压罐等。
控制装置(例如驾驶员的制动踏板)可以布置成朝向打开位置偏压前制动器阀。所引起的前制动器导管中的增加的压力在前制动器先导导管中提供增加的压力，从而朝向关闭位置偏压前制动器阀。如下文所例示的，通过该先导导管控制组件，能够降低前制动器先导导管中的压力，使得作用在前制动器阀上的偏压力被减小。结果，在不改变来自控制装置的力的情况下，前制动器控制阀被朝向打开位置推压，由此，前制动器导管中的压力增加。
因此，所述先导导管控制组件提供了增加前制动器导管中的压力，并且由此增加前制动力，而不影响作用在控制装置上的力。由此，考虑到用于工程机械的变化的操作条件(例如改变的工具位置或改变的工具负载)，先导导管控制组件可以改变前制动器先导导管中的压力，使得工程机械的延迟响应于控制装置的特定致动力而保持相同。
由此，可以提供考虑到工程机械的变化的操作条件的、在工程机械的车轮之间的改进的制动动力分配。另外，可以以可靠、安全且成本有效的方式提供这种改进。例如，如果先导导管控制组件失效，则前制动器导管中的压力将在任何情况下都不低于在前制动器先导导管压力无减小的情况下给出的压力。在这种情形中，驾驶员可能必须通过向控制装置添加额外的力来补偿改变的操作条件，但这仍可以在故障的情况下提供安全的操作。
可以理解，前制动器阀可以具有任何适当的类型，例如比例阀。
在所述***被布置成从蓄存器提供应由所述液压压力源加压的液压流体时，先导导管控制组件可以布置成提供前制动器先导导管和蓄存器之间的连通，并且泄放阀可以被布置成控制前制动器先导导管和蓄存器之间的连通。由此，该泄放阀可以形成先导导管控制组件的一部分，并且允许先导导管控制组件通过阀控制而以简单且稳健的方式被控制。
优选地，通过在前制动器先导导管和蓄存器之间延伸的先导导管泄放导管来提供前制动器先导导管和蓄存器之间的连通，前制动器先导导管设置有在前制动器导管和先导导管泄放导管之间的扼流部(strangulation)。该扼流部可以提供扼流部两端的压力差，以便维持前制动先导回路中的比前制动器导管中的压力低的压力。该扼流部可以在前制动器先导导管和先导导管泄放导管之间的联结点与前制动器导管之间设置在前制动器先导导管中。该扼流部可以被提供为例如前制动器先导导管的永久变窄段，或者被提供为前制动器先导导管中的被布置成提供几种程度的流动限制的阀。
可以理解，位于前制动器导管和先导导管泄放导管之间的扼流部不要求该扼流部在空间上位于前制动器导管和先导导管泄放导管之间。该扼流部可以只是在功能上位于前制动器导管和先导导管泄放导管之间。
优选地，当通过在前制动器先导导管和蓄存器之间延伸的先导导管泄放导管来提供前制动器先导导管和蓄存器之间的连通并且先导压力确定装置被布置成确定先导导管泄放导管中的压力时，在先导压力确定装置和蓄存器之间设置有安全扼流部。该先导压力确定装置可以至少部分地位于先导导管泄放导管中。优选地，该安全扼流部被设置在泄放阀和蓄存器之间。由此，如果泄放阀可能失效而比所请求的打开得更大或者在没有相应请求的情况下完全打开，则前制动器先导导管中的压力可以被保持高于蓄存器中的压力。结果，可以避免前制动器阀的过度打开，从而允许减小前轮制动器设计中的压力限制。
所述先导导管控制组件可以布置成由控制单元控制。例如，在先导导管控制组件包括如上文所例示的泄放阀时，该泄放阀可以是电控阀并且被布置成由控制单元控制。如上文所例示的，该控制单元可以布置成例如基于工程机械的工具的位置来控制先导导管控制组件。
在有利的实施例中，在所述***包括被布置成制动工程机械的两个后轮中的至少一个后轮的后轮制动器时、在所述***包括能够在关闭位置和打开位置之间移动并且被布置成与液压压力源连通的后制动器阀时，以及在所述***包括将后制动器阀与后轮制动器连接的后制动器导管时，所述***还包括后阀偏压组件，该后阀偏压组件被布置成根据对前制动器先导导管中的压力的控制而朝向关闭位置偏压后制动器阀。
因此，后阀偏压组件可以布置成根据由先导导管控制组件对前制动器先导导管中的压力的控制而朝向关闭位置偏压后制动器阀。由此，先导导管控制组件可以用于通过对前制动器先导导管中的压力的控制来调节后制动器阀。例如，先导导管控制组件可以布置成根据上述泄放阀的位置朝向关闭位置偏压后制动器阀。因此，先导导管控制组件可用于改变后制动器导管压力以及前制动器导管压力。由此，可以通过简单而稳健的方案提供涉及前制动器导管压力和后制动器导管压力的变化的、制动力的重新分配。
优选地，后阀偏压组件包括偏压液压致动器。该偏压液压致动器可以布置成与前制动器先导导管连通，以便前制动器先导导管中的压力朝向打开位置偏压后制动器阀。由此，如上所述地通过先导导管控制组件的控制而引起的前制动器先导导管中的压力降低可以提供后制动器阀朝向打开位置的偏压的降低，从而允许后制动器阀朝向关闭位置移动。因此，除了如上所述地提供前制动器导管压力的增加之外，前制动器先导导管中的压力减小还可以提供后制动器导管压力的降低。
所述偏压液压致动器可以包括被布置成朝向关闭位置偏压后制动器阀的弹性元件。由此，如果所述偏压液压致动器未经受任何液压压力，则后制动器阀可以被朝向关闭位置偏压。
优选地，所述偏压液压致动器被布置成与前制动器导管连通，以便前制动器导管中的压力朝向关闭位置偏压后制动器阀。由此，当前制动器导管压力如上所述地增加时，后制动器导管中的压力可以降低。
所述***优选包括后制动器先导导管，该后制动器先导导管被布置成与后制动器导管连通并且被加压以朝向关闭位置偏压后制动器阀。由此，当后制动器阀例如被来自由驾驶员操纵的控制装置的致动力朝向打开位置移动时，所引起的后制动器导管中的增加的压力将经由后制动器先导导管提供反作用力，这可以平衡所述致动力，从而使后制动器阀保持固定在处于完全打开位置和完全关闭位置之间的位置。
可以有利地提供工具***件，用于确定工程机械的工具相对于工程机械的车架的位置，控制单元被布置成从该工具***件接收信号并且至少部分地基于来自该工具***件的信号来控制先导导管控制组件。由此，可以利用先导导管控制组件通过简单而稳健的方案实现上述有益的、基于工具位置的制动力分配。
还提供一种工程机械来实现所述目的，该工程机械包括根据本文中描述或本文中要求保护的任何实施例的控制单元，或者根据本文中描述或本文中要求保护的任何实施例的制动***。该工程机械可以包括被布置成向后轮中的至少一个后轮提供扭矩并且向前轮中的至少一个前轮提供扭矩的推进***，其中，后轮扭矩能够独立于前轮扭矩被控制，反之亦然。例如，该推进***可以包括在后轮中的所述至少一个后轮处的轮毂马达和在前轮中的所述至少一个前轮处的轮毂马达。还如上文所提出的，在具有这种独立扭矩分配能力的工程机械中，本发明实施例的创造性的制动力分配能力可以是特别有益的。
该工程机械可以包括车架以及经由以可枢转方式连接到车架的负载臂而连接到车架的工具，由此，该负载臂被布置成围绕当工程机械由水平支撑元件支撑时基本水平的轴线枢转。该工具可以以可枢转方式连接到负载臂。如在本文中的其他地方所例示的，本发明的实施例可以有利地考虑到工具位置，用于确定制动力在后轮和前轮之间的分配。
在以下的描述和实施例中公开了本发明的进一步的优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
在这些图中：
图1是轮式装载机的侧视图。
图2是图1中的轮式装载机的侧视图，描绘了该轮式装载机中的部件。
图3描绘了图1中的轮式装载机的制动***。
图4是描绘了控制图3中的制动***的方法中的步骤的框图。
图5是图1中的轮式装载机的侧视图，描绘了在图4中所描绘的方法中使用的参数。
图6描绘了根据替代实施例的制动***。
图7是描绘了控制图6中的制动***的方法中的步骤的框图。
具体实施方式
图1是轮式装载机形式的工程机械1的示意图。该轮式装载机包括车架101，该车架101包括前车架102和后车架103。前车架102和后车架103经由可枢转联接件104彼此安装到一起。前车架102和后车架103分别设有两个前轮106和两个后轮107。这些车轮安装到各自的轮毂单元13。前轮106限定前轮轴线108，并且后轮107限定后轮轴线109。
可枢转联接件104被布置成允许前车架和后车架相对于彼此围绕当轮式装载机1被支撑在水平支撑元件SE上时大致竖直的枢转轴线105枢转。由此，为工程机械1提供了铰接式转向能力。两个转向液压缸110布置在轮式装载机1的相反两侧上，用于通过前车架102和后车架103的相对运动而使轮式装载机转弯。换句话说，轮式装载机1是铰接式的，并且是通过转向液压缸110进行转向的车架转向式的。
轮式装载机1的后车架103包括发动机舱111，该发动机舱111设有内燃机和散热器***112。后车架103还包括驾驶员舱113，它在本文中也被称为驾驶室。
轮式装载机1包括工具14。该术语“工具”旨在包括适合于轮式装载机的任何种类的器具，例如铲斗、叉子或抓持器具。图1中示出的工具14是铲斗。工具14布置在用于使工具14相对于车架101升高和降低的纵长负载臂6上。
负载臂6的第一端在第一枢转连接件7处以可旋转方式或可枢转方式连接到车架3。工具14在位于负载臂6的第二端的第二枢转连接件141处安装到负载臂6。负载臂6被布置成利用主液压缸8(主液压缸8是该轮式装载机的液压***的一部分)围绕第一枢转连接件7枢转。由此，负载臂6能够围绕当该工程机械被水平支撑元件SE支撑时基本水平的轴线、在上端位置和下端位置之间枢转。
该轮式装载机还包括倾斜液压缸9，该倾斜液压缸9被布置成引发工具14相对于负载臂6的倾斜运动。为此，工具14在第二枢转连接件141处被枢转地安装到负载臂6。倾斜液压缸9从负载臂6延伸到连杆机构901，该连杆机构901适于将来自倾斜液压缸9的运动传递到工具14。
参考图2。轮式装载机1具有电混合动力推进***。更具体地，以串联式电混合动力构造提供该推进***。内燃机1101连接到发电机1102，发电机1102又连接到蓄电设备，该蓄电设备为包括电池组的电力控制组件1103的形式。该电力控制组件被布置成由控制单元550控制。在每个车轮106、107处，在各自的轮毂单元13中设置有被布置成由电力控制组件1103供电的电推进马达1104(在本文中也称为轮毂马达)。因此，该推进***被布置成向后轮107提供扭矩并且向前轮106提供扭矩，其中，能够独立于前轮扭矩来控制后轮扭矩，反之亦然。另外，任何车轮的扭矩均能够独立于其它车轮中的任一个车轮的扭矩而受到控制。
应该注意，本发明适用于具有其它类型的推进***(例如全电动推进***、或者传统的内燃机和传动系组合)的工程机械。
该轮式装载机包括制动***，该制动***包括被布置成如下文更详细描述地由控制单元550控制的液压控制设备51。该制动***还包括两个前轮制动器501和两个后轮制动器502，每个前轮制动器501设置在前轮106的相应的轮毂单元13中，每个后轮制动器502设置在后轮107的相应的轮毂单元13中。前制动器导管511将控制设备51与前轮制动器501连接。后制动器导管531将控制设备51与后轮制动器502连接。
所述制动***包括角度传感器551形式的工具***件，该角度传感器551用于确定负载臂6和前车架102之间的角度。控制单元550被布置成接收来自工具***件551的信号。由此，可以确定负载臂6相对于车架101(更具体地，相对于前车架102)的角度，从而可以确定工具14相对于车架101的位置。
控制单元550被布置成从每个车轮106、107处的车轮速度传感器552接收信号，用于确定各个车轮的旋转速率。该控制单元还被布置成确定由每个轮毂马达1104提供的扭矩。该控制单元进一步被布置成从主液压缸8处的压力传感器形式的负载传感器553接收信号，用于确定工具14的负载。确定该工具的负载可以包括确定由该工具承载的负载的质量；这种负载可以称为有效负载，并且可以由砾石、岩石或者适当地由轮式装载机运送的某些其它材料构成。控制单元550还被布置成确定或访问由该工具承载的负载的重心位置；可以基于该工具的几何形状来预先确定此位置。
控制单元550还被布置成从惯性测量单元(IMU)形式的运动检测装置554接收信号，以确定工程机械1的加速度和俯仰角度。运动检测装置554安装在后车架103中。所述控制单元进一步被布置成从车架定位装置555接收信号，以确定前车架102和后车架103之间的角度。所述控制单元还被布置成从角度传感器形式的倾斜***件556接收信号，以确定负载臂6和所述工具之间的角度。控制单元550还被布置成访问数字数据存储装置559。
参考图3，其描绘了制动***5。液压控制设备51包括液压压力源520，液压压力源520包括液压泵。该压力源被布置成对所述***的液压流体进行加压。所述***被布置成从蓄存器521(例如液压罐)提供要由液压压力源520加压的液压流体。虽然蓄存器521在图3中由几个符号表示，但应理解，它可以被实现为单个罐或多个罐。
前制动器阀510被布置成经由前供应导管522与液压压力源520连通。前制动器导管511将前制动器阀510与前轮制动器501连接。前制动器阀510能够在关闭位置(在图3中向上)和打开位置(在图3中向下)之间移动。优选地，前制动器阀510是能够采取所述关闭位置和打开位置之间的任何位置的比例阀。由此，随着阀510朝向打开位置移动，前制动器阀510将在前制动器导管511中逐渐地提供增加的压力。
制动踏板形式的控制装置517被布置成由工程机械1的操作员或驾驶员操纵。控制装置517经由弹性元件5171(例如弹簧)与前制动器阀510连接，从而当制动踏板517被压下时，阀510朝向打开位置移动。
控制设备51还包括前先导致动器5121，所述前先导致动器5121被布置成将前制动器阀510朝向关闭位置偏压。前制动器先导导管512被布置成提供前制动器导管511和前先导致动器5121之间的连接或连通。由此，前制动器先导导管512布置成被前制动器导管511中的压力加压，以便朝向关闭位置偏压前制动器阀510。
控制设备51还包括被布置成控制前制动器先导导管512中的压力的先导导管控制组件513。先导导管控制组件513被布置成提供前制动器先导导管512和蓄存器521之间的连通。通过在前制动器先导导管512和蓄存器521之间延伸的先导导管泄放导管514来提供前制动器先导导管512和蓄存器521之间的连通。
泄放阀515被布置在先导导管泄放导管514中，以控制前制动器先导导管512和蓄存器521之间的连通。优选地，泄放阀515被布置成采取在完全关闭位置和完全打开位置之间的任何位置。控制单元550对液压控制设备51进行的所述控制由被布置成控制泄放阀515的控制单元550提供。因此，先导导管控制组件513被布置成由控制单元550控制。
控制单元550被布置成从先导导管泄放导管514中或先导导管泄放导管514处的压力传感器形式的先导压力确定装置557接收信号，以确定先导导管泄放导管514中的压力。控制单元550还被布置成从前制动器导管511中或前制动器导管511处的压力传感器形式的制动器压力确定装置558接收信号，以确定前制动器导管511中的压力。
前制动器先导导管512设置有在前制动器导管511和先导导管泄放导管514之间的扼流部516。在本实施例中，扼流部516被设置为前制动器先导导管512的变窄段。扼流部516设置在前制动器导管511和如下位置之间：先导导管泄放导管514在该位置处从前制动器先导导管512分支。扼流部516提供扼流部516两端的压力差。更具体地，如果由于泄放阀515被打开导致前制动器先导导管512中的压力经历转变而被降低，则与前制动器导管511中的压力相比，在先导泄放导管514从其分支的扼流部516一侧上将暂时存在更低的压力。
安全扼流部518设置在泄放阀515和蓄存器521之间。由此，如果该泄放阀可能失效而比所请求的打开得更大或者在没有相应请求的情况下完全打开，则前制动器先导导管512中的压力可以被保持高于蓄存器521中的压力。结果，可以避免前制动器阀510的过度打开。替代地，安全扼流部518可以设置在泄放阀515和先导压力确定装置557之间。
后制动器阀530被布置成经由后供应导管523与液压压力源520连通。控制单元550被布置成从液压压力源520处的压力传感器形式的供应压力确定装置524接收信号，以确定前供应导管522和后供应导管523中的压力。
后制动器导管531将后制动器阀530与后轮制动器502连接。后制动器阀530能够关闭位置(在图3中向上)和打开位置(在图3中向下)之间移动。优选地，后制动器阀530是能够采取在关闭位置和打开位置之间的任何位置的比例阀。由此，随着阀530朝向打开位置移动，后制动器阀530将在后制动器导管531中逐渐地提供增加的压力。
后制动器阀530经由弹性元件5301(例如弹簧)与前制动器阀510连接，从而当制动踏板517被压下时，该移位经由前制动器阀510被传递到后制动器阀530，使得后制动器阀530朝向打开位置移动。
控制设备51还包括用于打开的后先导致动器(opening rear pilot actuator)5122，该用于打开的后先导致动器5122被布置成朝向打开位置偏压后制动器阀530。前制动器先导导管512被布置成提供前制动器导管511与所述用于打开的后先导致动器5122之间的连通。由此，当前制动器先导导管512被前制动器导管511中的压力加压时，所述用于打开的后先导致动器5122将朝向打开位置偏压后制动器阀530。
控制设备51还包括用于关闭的后先导致动器(closing rear pilot actuator)5321，该用于关闭的后先导致动器5321被布置成朝向关闭位置偏压后制动器阀530。后制动器先导导管532被布置成提供后制动器导管531与所述用于关闭的后先导致动器5321之间的连通。由此，后制动器先导导管532布置成被后制动器导管531中的压力加压，从而朝向关闭位置偏压后制动器阀530。
后阀偏压组件533被布置成根据先导导管控制组件513中的压力的控制朝向关闭位置偏压后制动器阀530。后阀偏压组件533包括偏压液压致动器534。这可以被实现为双重作用液压缸534。液压缸534可以相对小。偏压液压致动器534具有活塞5342和连接到后制动器阀530的活塞杆5341。
偏压液压致动器534还包括被布置成朝向关闭位置偏压后制动器阀530的、例如弹簧形式的弹性元件536。在本实施例中，该弹簧位于活塞5342的与活塞杆5341相反的一侧。
偏压液压致动器534被布置成与前制动器先导导管512连通，以便前制动器先导导管512中的压力朝向打开位置偏压后制动器阀530。前制动器先导导管512与形成偏压液压致动器534的所述液压缸的活塞杆侧连通。
偏压液压致动器534还被布置成与前制动器导管511连通，以便前制动器导管511中的压力朝向关闭位置偏压后制动器阀530。为此，前制动器导管511在活塞5342的与活塞杆5341相反的一侧上与偏压液压致动器534连通。
图3中的制动***5工作如下：基于下文描述的方法步骤，控制单元550确定制动力在前制动器501和后制动器502之间的分配。在本实施例中，控制单元550确定制动力是否将在前制动器501和后制动器502之间被相等地分配，或者前制动力是否应高于后轮制动力。如果前制动力应高于后轮制动力，则如下文详细描述的，控制单元将前制动力的增加量确定为在制动力在前制动器501和后制动器502之间被相等地分配的情形中的前轮制动力的一定百分比或比例。而且，如果前制动力应高于后轮制动力，则如下文详细描述的，控制单元将后制动力的减小量确定为在制动力在前制动器501和后制动器502之间被相等地分配的情形中的后轮制动力的一定百分比或比例。
在通过利用力Fop压下控制装置517而打开前制动器阀510时，前制动器先导导管512中的压力Pfrontpilot沿着相反的方向作用，即，朝向关闭位置偏压所述前制动器阀。由于到前制动器导管511的连接，前制动器先导导管压力Pfrontpilot随着增加的控制装置517的压下而增大。当前制动器先导导管压力Pfrontpilot与前先导致动器5121的有效面积Afrontpilot的乘积等于控制装置下压力Fop时，即，当Pfrontpilot*Afrontpilot＝Fop时，前制动器阀510将被固定。前先导致动器5121的有效面积Afrontpilot是指当与前制动器先导导管压力Pfrontpilot相乘时提供沿着前制动器阀510的移动方向的合力的值的面积。
应该注意，在本实施例中，经由后制动器阀530并且经由阀510、530之间的弹性元件5301作用在前制动器阀510上的偏压液压致动器534的弹性元件536对于作用在前制动器阀510上的力提供了可以忽略的贡献。
因为泄放阀515被打开，所以，由于先导泄放导管514到蓄存器521的连接，与前制动器导管511中的压力Pfrontconduit相比，前制动器先导导管压力Pfrontpilot降低一定的百分比。所述压力差Pdiff＝Pfrontconduit-Pfrontpilot的该百分比由控制单元550基于如下文详细描述地确定的前制动力的增加量来确定。对泄放阀515的控制是部分地基于来自先导压力确定装置557和制动器压力确定装置558的反馈。应该注意，在先导泄放导管514和前制动器导管511之间的扼流部516使得能够获得压力差Pdiff而不在任何实质程度上影响前制动器导管压力Pfrontconduit。
从以上描述得出，Pfrontconduit＝Fop/Afrontpilot+Pdiff。因此，可以理解，在不影响控制装置下压力Fop的情况下，制动***5通过泄放阀515的打开而提供前制动器导管511中的压力的升高。
后制动力被如下地降低：
当后制动器阀530处于固定位置时，在控制装置517被压下后，后阀偏压组件533将利用如下的力朝向关闭位置偏压后制动器阀530：
Fbias＝Pfrontconduit*Apiston-Pfrontpilot*Arod+Fspring
其中，Apiston是在活塞5342的与活塞杆5341相反的一侧上的后阀偏压组件533的有效面积，Arod是在活塞5342的带有活塞杆5341的一侧上的后阀偏压组件533的有效面积，并且Fspring是来自后阀偏压组件弹性元件536的力。
另外，后制动器先导导管532中的压力Prearpilot将通过等于Prearpilot*Arearpilot1的力朝向关闭位置偏压后制动器阀530，其中，Arearpilot1是后先导致动器5321的有效面积。而且，所述用于打开的后先导致动器5122将通过等于Pfrontpilot*Arearpilot2的力朝向打开位置偏压后制动器阀530，其中，Arearpilot2是所述用于打开的后先导致动器5122的有效面积。
因此，当后制动器阀530被固定时，作用在后制动器阀530上的力如下地产生平衡：
Pfrontpilot*Arearpilot2＝Prearpilot*Arearpilot1+Fbias
通过使用以上等式交换Fbias，得出
Pfrontpilot*Arearpilot2＝Prearpilot*Arearpilot1+Pfrontconduit*Apiston-Pfrontpilot*Arod+Fspring
因为后制动器先导导管压力Prearpilot等于后制动器导管531中的压力Prearconduit，所以得出
Prearconduit＝(Pfrontpilot*Arearpilot2+Pfrontpilot*Arod–Pfrontconduit*Apiston–Fspring)/Arearpilot1
因此，如上文说明的，由于前制动器先导导管512中的压力Pfrontpilot被打开的泄放阀515降低并且前制动器导管511中的压力Pfrontconduit被打开的泄放阀515增加，所以后制动器导管531中的压力Prearconduit减小。应该注意，类似于前制动器阀510的情形，在本实施例中，来自后阀偏压组件弹性元件536的力Fspring对于作用在后制动器阀530上的总力提供了可以忽略的贡献。
可以通过后阀偏压组件533的适当设计来控制所述增加的前制动器导管压力Pfrontconduit和所述降低的前制动器先导导管压力Pfrontpilot对后制动器导管压力Prearconduit的减小量的影响。更具体地，通过在活塞5342的与活塞杆5341相反的一侧上的后阀偏压组件533的增加的有效面积Apiston，所述增加的前制动器导管压力Pfrontconduit对后制动器导管压力Prearconduit的减小量的贡献将增加，反之亦然。而且，通过在活塞5342的带有活塞杆5341的一侧上的后阀偏压组件533的增加的有效面积Arod，前制动器先导导管压力Pfrontpilot的减小对后制动器导管压力Prearconduit的减小量的贡献将增加，反之亦然。
例如，后阀偏压组件533可以被设计成使得前制动器导管510中的10％的压力增加量将导致后制动器导管530中的10％的压力减小量。在另一示例中，后阀偏压组件533替代地被设计成使得前制动器导管510中的10％的压力增加量将导致后制动器导管530中的20％的压力减小量。
还应该注意，在某些实施例中，前制动器501和后制动器502可以被设计成例如由于制动器的尺寸差异而在经受相同压力时提供不同的制动力。在这种实施例中，当希望以与前轮制动力增加的程度相同的程度降低后轮制动力时，通过如上所述地打开泄放阀515，后制动器导管531中的压力减小量需要被降低到比前制动器导管511中的压力增加的程度更大的程度。
上文参考图3描述的制动***提供了控制制动力在前轮和后轮之间分配的稳健、安全且成本有效的方式。应该注意，在替代实施例中，例如可以通过包括“线控制动”功能的制动***以替代的方式来控制制动力在前轮和后轮之间的分配。这种功能能够包括控制单元550，该控制单元550被布置成从控制装置517接收信号并基于下文描述的制动力分配确定来控制用于前制动器阀510和后制动器阀530的电致动器。
参考图4，将描述用于确定制动力在前轮制动器501和后轮制动器502之间的分配的方法。
该方法包括确定在前轮106和后轮107中的每一个与支撑工程机械1的元件SE之间的摩擦系数。该摩擦系数例如可以根据支撑元件SE的性质(例如它是砾石、沙子、粘土还是沥青)而改变。该摩擦系数例如还可以根据车轮106、107的轮胎(例如它们的质量或磨损程度)而改变。
在本实施例中，如下地计算摩擦系数。对单个车轮进行该计算并且对要为其创建摩擦系数的所有车轮重复该计算。
使用所有四个车轮106、107的车轮速度传感器552或运动检测装置554来确定S1工程机械速率(Vwm)。在某些实施例中，可以使用所有四个车轮106、107的车轮速度传感器552以及运动检测装置554来确定工程机械速率。工程机械速率(Vwm)可以是该工程机械在工程机械1的笔直行进方向上的速率。然而，也能够例如通过使用用于确定前车架102和后车架103之间的角度的车架定位装置555而在工程机械转弯的同时确定工程机械速率。在替代实施例中，可以通过使用全球定位***(GPS)的装置来确定工程机械速率(Vwm)。
使用车轮的车轮速度传感器552来确定S2应为其创建摩擦系数的车轮106、107的旋转速率(Ωw)。在车轮旋转轴线108、109和车轮与支撑元件SE的接触区域之间的距离在这里被称为滚动半径(R)。应为其创建摩擦系数的车轮的虚拟纵向速率(Vwh)被确定为车轮旋转速率(Ωw)乘以滚动半径(R)，即Vwh＝Ωw*R。
滑移速率(Vs)被计算为车轮虚拟纵向速率(Vwh)和工程机械速率(Wwm)之差的绝对值，即Vs＝abs(Vwh–Vwm)。滑移率(S)被确定为滑移速率(Vs)除以工程机械速率(Wwm)，即S＝Vs/Vwm。
确定由车轮处的轮毂马达1104施加的扭矩(TQw)。该车轮的跟踪力(Fw)被计算为马达扭矩(TQw)乘以滚动半径(R)，即Fw＝TQw*R。理想牵引力Fwideal被计算为跟踪力(Fw)乘以1和1-S中的最小值(S是如上所述地确定的滑移率)，即Fwideal＝Fw*min(1,(1-S))。
例如通过类似于在下文描述的后续方法步骤S9中使用的力矩计算来确定车轮的法向力(Nw)。摩擦系数(Mu)被确定S3为理想摩擦力(Fwideal)除以法向力(Nw)，即Mu＝Fwideal/Nw。
所确定的车轮106、107的摩擦系数被存储在可由控制单元550访问的存储装置559中。在工程机械1的操作期间重复地以所述方式确定这些车轮的摩擦系数，并且以相同的速度(pace)更新所存储的摩擦系数的值。
在替代实施例中，在前轮106和后轮107中的每一个与支撑工程机械1的元件SE之间的摩擦系数可以被预先确定并且假设在该车辆的操作期间不改变。
控制单元550连续地监测S4是否存在由工程机械1的驾驶员进行的制动控制动作。在驾驶员压下控制装置517的情况下(图3)，控制单元550通过利用制动器压力确定装置558检测前制动器导管511中的增加的压力而检测到该制动控制动作。如果没有检测到制动控制动作，则重复摩擦确定步骤S1-S3。
如果检测到制动控制动作，控制单元550然后利用运动检测装置554来确定S5工程机械1的延迟或减速度、以及俯仰角度。
轮式装载机车架101的前车架102和后车架103的质量和位置被预先确定并存储在存储装置559中。负载臂6和工具14的质量也被预先确定并存储在存储装置559中。
通过用于确定负载臂6和前车架102之间的角度的角度传感器551来确定S6负载臂6的位置、工具14的位置和由该工具承载的负载的位置。这包括确定工具14的高度。对于工具14的位置和由该工具承载的负载的位置，还使用倾斜***件556。通过来自主液压缸8处的负载传感器553和角度传感器551的输入来确定S7由工具14承载的负载的质量。
另外，通过车架定位装置555确定S8前车架102和后车架103之间的角度。
由此，确定S9了作用在后轮107上的法向力。这是参考前轮轴线108通过力矩计算进行的。
还参考图5。基于工程机械1的俯仰角度、以及后车架的质量mmr和水平力矩臂bmr、前车架的质量mmf和水平力矩臂bmf、负载臂的质量mb和水平力矩臂bb、工具的质量mt和水平力矩臂bt以及由工具承载的负载的质量ml和水平力矩臂bl来确定来自重力Fgmr、Fgmf、Fgb、Fgt、Fgl的力矩贡献。重力是竖直的，而用于所述重力力矩贡献的力矩臂是水平的。考虑到由车架定位装置555确定的前车架102和后车架103之间的角度来调节所述力矩臂。
基于所确定的减速度、工程机械1的俯仰角度、以及后车架的质量mmr和力矩臂amr、前车架的质量mmf和力矩臂amf、负载臂的质量mb和力矩臂ab、工具的质量mt和力矩臂at以及由工具承载的负载的质量ml和力矩臂al来确定在制动期间来自由惯性引起的延迟力Frmr、Frmf、Frb、Frt、Frl的力矩贡献。该延迟力被假设为与工程机械的行进方向平行。这意味着：如果工程机械下坡行进，该延迟力将与水平平面具有非零角度。用于该延迟力力矩贡献的力矩臂垂直于工程机械的行进方向。
因此，当确定了来自重力和延迟力的力矩贡献时，参考前轮轴线108通过力矩计算来确定S9作用在后轮107上的法向力Frear。为此，力矩臂brear(即前轮轴线108和后轮轴线109之间的距离)被确定。可以考虑到前车架102和后车架103之间的角度来调节该距离brear。
之后，控制单元550基于所确定的后轮107的摩擦系数和作用在后轮107上的法向力Frear来确定S10最大后轮制动力。例如由于工具14中的负载的高位置而导致的、作用在后轮107上的相对低的法向力Frear随后将是相对低的最大后轮制动力。该最大后轮制动力被确定为使得避免后轮107的锁定或打滑。
而且，确定S11所要求的后轮制动力，所要求的后轮制动力是利用前制动器导管511中的制动器压力确定装置558和先导导管泄放导管514中的先导压力确定装置557确定的。之后，确定S12所要求的后轮制动力是否高于最大后轮制动力。如果所要求的后轮制动力高于最大后轮制动力，则确定S13以所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的差值来增加前轮制动力。而且，确定以所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的差值来减小后轮制动力。
如上文参考图3所描述的，通过控制先导导管控制组件513的泄放阀515，实现所确定的前轮制动力的增加和所确定的后轮制动力的减小。
如果确定S12所要求的后轮制动力不高于最大后轮制动力，则重复进行确定S4是否存在制动控制动作的步骤。
应该注意，可以例如根据沿竖直方向的力和已知重力及作用在后轮107上的法向力Frear的平衡来计算作用在前轮106上的法向力。例如上文所例示的，在考虑前轮法向力的实施例中，这可以是有用的。
参考图6，其描绘了根据本发明的替代实施例的、用于工程机械的制动***5。制动***5包括前轮制动器501和液压压力源520，该前轮制动器501被布置成制动工程机械的两个前轮106之一，该液压压力源520被布置成加压所述***的液压流体。所述***还包括能够在关闭位置和打开位置之间移动并且被布置成与液压压力源520连通的前制动器阀510。而且，前制动器导管511将前制动器阀510与前轮制动器501连接。所述***还包括前制动器先导导管512，该前制动器先导导管512被布置成与前制动器导管511连通并且被加压而将前制动器阀510朝向关闭位置偏压。
先导导管控制组件513被布置成控制前制动器先导导管512中的压力。控制单元550被布置成从工具***件551接收信号，该工具***件551被布置成确定工程机械的工具相对于工程机械的车架的位置。
参考图7。在控制图6中的制动***的方法中，确定S4是否存在制动控制动作以调节前制动器阀510。如果存在这种控制动作，则利用工具***件551来确定S6工具的位置。基于所确定的工具的位置，通过控制先导导管控制组件513来调节S13前制动力。
应该理解，本发明不限于上文中描述并在附图中示出的实施例；而是，本领用户技术人员将会意识到，可以在所附权利要求书的范围内做出很多修改和变型。

Claims (22)

1.一种用于控制工程机械(1)的制动力的方法，所述工程机械包括车架(101)以及安装到所述车架(101)的两个前轮(106)和两个后轮(107)，所述工程机械还包括前轮制动器(501)和后轮制动器(502)，所述前轮制动器(501)被布置成制动所述前轮(106)中的至少一个，所述后轮制动器(502)被布置成制动所述后轮(107)中的至少一个，所述前轮制动器(501)能够独立于所述后轮制动器(502)被控制，并且所述后轮制动器(502)也能够独立于所述前轮制动器(501)被控制，所述工程机械还包括连接到所述车架(101)而能够相对于所述车架(101)移动的工具(14)，其特征在于，确定(S6)所述工具(14)相对于所述车架(101)的位置，确定(S3)所述后轮(107)和支撑所述工程机械(1)的元件之间的摩擦系数，确定(S9)作用在所述后轮(107)上的法向力，至少部分地基于所确定的摩擦系数和法向力来确定(S10)最大后轮制动力，并且在所述工程机械的制动期间至少部分地基于所确定的工具位置和所确定的最大后轮制动力在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配(S13)所述制动力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定(S6)所述工具(14)的位置包括确定所述工具(14)相对于所述车架(101)的高度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定(S6)所述工具(14)的位置包括确定所述工具(14)在所述工程机械(1)的纵向方向上相对于所述车架(101)的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，在所述工具(14)经由以可枢转方式连接到所述车架的负载臂(6)而连接到所述车架(101)的情况下，其特征在于，确定(S6)所述工具(14)的位置包括确定所述负载臂(6)相对于所述车架(101)的角度。
5.根据权利要求1所述的方法，在所述工具(14)经由负载臂(6)连接到所述车架(101)的情况下，其特征在于，确定所述负载臂(6)相对于所述车架(101)的位置(S6)，并且部分地基于所确定的负载臂位置在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配(S13)所述制动力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定(S7)所述工具(14)的负载，并且部分地基于所确定的所述工具(14)的负载在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配所述制动力。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定(S1)所述工程机械(1)的速率，并且确定所述后轮(107)中的至少一个后轮的旋转速率(S2)，其中，确定(S3)所述摩擦系数包括：至少部分地基于所确定的工程机械速率和所确定的后轮旋转速率来确定所述摩擦系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于确定(S11)所要求的后轮制动力，其中，在所述前轮制动器和后轮制动器之间分配所述制动力包括：如果(S12)所确定的所要求的后轮制动力高于所确定的最大后轮制动力，则增加(S13)前轮制动力。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于确定所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的差值，其中，增加所述前轮制动力包括：以所确定的所要求的后轮制动力与所确定的最大后轮制动力之间的所述差值来增加(S13)所述前轮制动力。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定在所述前轮(106)和支撑所述工程机械(1)的元件之间的摩擦系数，确定作用在所述前轮(106)上的法向力，并且部分地基于所确定的摩擦系数和法向力在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配所述制动力。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定作用在所述前轮(106)上的法向力，确定作用在所述后轮(107)上的法向力，并且控制所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间的制动力分配，以便在所述前轮(106)和后轮(107)上获得相同的、各自的制动力与各自的法向力的比率。
12.根据权利要求1所述的方法，在所述工程机械(1)的所述车架(101)包括安装有所述后轮(107)的后车架(103)和安装有所述前轮(106)的前车架(102)的情况下，所述前车架(102)和后车架(103)以可枢转方式彼此连接以向所述工程机械(1)提供铰接式转向能力，其特征在于，确定(S8)所述前车架(102)和后车架(103)之间的角度，并且部分地基于所确定的角度在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配所述制动力。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定(S5)所述工程机械(1)的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率，并且部分地基于所确定的所述工程机械(1)的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配所述制动力。
14.根据权利要求1所述的方法，在所述工程机械(1)的所述车架(101)包括安装有所述后轮(107)的后车架(103)和安装有所述前轮(106)的前车架(102)的情况下，所述前车架(102)和后车架(103)以可枢转方式彼此连接以向所述工程机械(1)提供铰接式转向能力，其特征在于，确定(S5)所述后车架(103)的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率，并且部分地基于所确定的所述后车架的加速度、俯仰角度和/或俯仰速率在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间分配所述制动力。
15.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载包括程序代码组件的计算机程序，所述程序代码组件用于当程序产品在计算机上运行时执行权利要求1所述的方法的步骤。
16.一种控制单元(550)，所述控制单元(550)被配置成控制工程机械(1)的制动力，所述工程机械包括车架(101)以及安装到所述车架(101)的两个前轮(106)和两个后轮(107)，所述工程机械还包括前轮制动器(501)和后轮制动器(502)，所述前轮制动器(501)被布置成制动所述前轮(106)中的至少一个，所述后轮制动器(502)被布置成制动所述后轮(107)中的至少一个，所述前轮制动器(501)能够独立于所述后轮制动器(502)被控制，并且所述后轮制动器(502)也能够独立于所述前轮制动器(501)被控制，所述工程机械还包括连接到所述车架(101)而能够相对于所述车架(101)移动的工具(14)，其特征在于，所述控制单元被布置成确定(S6)所述工具(14)相对于所述车架(101)的位置，确定(S3)所述后轮(107)和支撑所述工程机械(1)的元件之间的摩擦系数，确定(S9)作用在所述后轮(107)上的法向力，至少部分地基于所确定的摩擦系数和法向力来确定(S10)最大后轮制动力，并且至少部分地基于所确定的工具位置和所确定的最大后轮制动力来计算在所述工程机械的制动期间所述制动力在所述前轮制动器(501)和后轮制动器(502)之间的分配。
17.一种用于工程机械(1)的制动***(5)，所述制动***(5)包括两个前轮制动器和两个后轮制动器，所述前轮制动器能够独立于所述后轮制动器被控制，并且所述后轮制动器也能够独立于所述前轮制动器被控制，其特征在于，所述制动***还包括工具***件(551)，所述工具***件(551)用于确定所述工程机械(1)的工具(14)相对于所述工程机械的车架(101)的位置，所述制动***还包括根据权利要求16所述的控制单元(550)。
18.一种工程机械(1)，其包括根据权利要求16所述的控制单元(550)。
19.根据权利要求18所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括推进***，所述推进***被布置成向所述后轮(107)中的至少一个后轮提供扭矩并且向所述前轮(106)中的至少一个前轮提供扭矩，其中，后轮扭矩能够独立于前轮扭矩被控制，并且所述前轮扭矩也能够独立于所述后轮扭矩被控制。
20.根据权利要求19所述的工程机械，其特征在于，所述推进***包括在所述后轮(107)中的所述至少一个后轮处的轮毂马达和在所述前轮(106)中的所述至少一个前轮处的轮毂马达。
21.根据权利要求18所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括车架(101)和工具(14)，所述工具(14)经由以可枢转方式连接到所述车架的负载臂(6)而连接到所述车架(101)，由此，所述负载臂(6)被布置成围绕当所述工程机械由水平支撑元件支撑时基本水平的轴线枢转。
22.根据权利要求18所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括车架(101)和工具(14)，所述工具(14)经由以可枢转方式连接到所述车架的负载臂(6)而连接到所述车架(101)，由此，所述工具(14)以可枢转方式连接到所述负载臂(6)。
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