CN101913351A - 气压制动系统及具有其的起重机与气压制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气压制动系统及具有其的起重机，以及气压制动方法，该气压制动系统包括前桥气压制动回路，具有前桥电控压力调节装置；后桥气压制动回路，具有后桥电控压力调节装置；制动控制系统，根据制动踏板传感器的制动信号在第一时刻控制后桥电控压力调节装置工作，在第二时刻控制前桥电控压力调节装置工作，第一时刻早于第二时刻使后桥气压制动回路早于前桥气压制动回路进行制动。本系统利用电磁气阀采用电控方式实现气压制动系统的压力调节，由制动控制系统设置后桥与前桥制动顺序和强度，使后桥回路的电磁气阀先于前桥回路的电磁气阀打开，实现后桥先于前桥制动，能够克服制动迟滞、多桥制动点头和甩尾现象提高车辆制动的安全性能。

Description

气压制动系统及具有其的起重机与气压制动方法

技术领域

本发明涉及制动系统，特别地，涉及一种气压制动系统及具有该系统的起重机，和该气压制动系统所采用的气压制动方法。

背景技术

现有技术中，大多数汽车的气压制动电控装置都是根据车辆载重量的不同来控制感载比例阀的开度，实现汽车空载和满载时具有相同的制动速度和制动距离；或者采用行程传感器控制电控继动阀的开度，提高气压制动系统的反应速度。然而，由于重型车辆的车桥多，前后轴距长，即使采用了上述的改进措施，控制气源达到前桥与后桥进行制动的时间差仍然存在，使得后轮制动仍然滞后于前轮制动，仍无法从根本上解决车辆制动时的“点头”、“甩尾”的问题，影响车辆的制动安全性能。

因此，有必要提供一种新型的气压制动系统，以克服车辆制动时后桥制动滞后于前桥的问题，改善车辆的制动效果，提高车辆的制动安全。

发明内容

本发明旨在提供一种气压制动系统，能够解决后桥制动滞后于前桥的技术问题。

为此，本发明提供了一种气压制动系统，其包括：前桥气压制动回路，具有前桥电控压力调节装置；后桥气压制动回路，具有后桥电控压力调节装置；制动控制系统，根据制动踏板传感器的检测结果在第一时刻控制后桥电控压力调节装置工作，在第二时刻控制前桥电控压力调节装置工作，第一时刻早于第二时刻，使后桥气压制动回路早于前桥气压制动回路进行制动。

进一步地，前桥气压制动回路可以包括：前桥制动气室，用于提供前桥气压制动力；前桥储气筒，用于向前桥制动气室提供压缩气体，使前桥制动气室具有前桥气压制动力；前桥电控压力调节装置连接于前桥制动气室与前桥储气筒之间，通过控制前桥电控压力调节装置的接通与关闭调整前桥气压制动力；后桥气压制动回路可以包括：后桥制动气室，用于提供后桥气压制动力；后桥储气筒，用于向后桥制动气室提供压缩气体，使后桥制动气室具有后桥气压制动力；后桥电控压力调节装置连接于后桥制动气室与后桥储气筒之间，通过控制后桥电控压力调节装置的接通与关闭调整后桥气压制动力。

进一步地，前桥电控压力调节装置和后桥电控压力调节装置可以均为电磁气阀，该电磁气阀可以包括：第一阀门，响应于所述制动控制系统的控制而开启或关闭；气室，具有进气口和出气口，进气口与前桥储气筒或后桥储气筒相连，出气口与前桥制动气室或后桥制动气室相连；第一阀门设置于进气口与出气口之间，实现相互对应的制动气室与储气筒之间的连通与隔断。

进一步地，气室还可以包括：排气口，当第一阀门关闭时，排气口与出气口之间形成排气气道，前桥制动气室或后桥制动气室通过所述排气气道排气解除制动；第二阀门，设置于排气气道中，当第一阀门关闭时响应于制动控制系统的控制而开启或关闭，使排气口与出气口之间连通与隔断。

进一步地，制动踏板传感器可以为脚踏板制动阀传感器，该脚踏板制动阀传感器可以用于检测脚踏板制动阀的开启时刻信号及压力大小信号，制动控制系统可以根据开启时刻信号及压力大小信号控制前桥气压制动回路和后桥气压制动回路的制动开启时刻和制动开启时间的长短，实现控制制动力大小。

进一步地，本发明所述的气压制动系统还可以包括设置于各制动气室内的压力传感器，用于检测前桥制动气室内和后桥制动气室内的压力是否到达标准压力值，若达到，则制动控制系统控制前桥制动气室和后桥制动气室各自的第一阀门关闭。

进一步地，本发明所述的气压制动系统还可以包括防抱死检测传感器，防抱死检测传感器用于检测制动过程中车轮的抱死状态信号，制动控制系统可以根据抱死状态信号控制电磁气阀的开启或关闭实现防抱死功能。

进一步地，防抱死检测传感器可以包括车轮滑移率传感器，车轮滑移率传感器用于检测制动过程中车轮的滑移率是否达到抱死滑移率，若达到，则制动控制系统控制第一阀门关闭、控制第二阀门开启。

进一步地，当车辆具有N根车桥并且N为偶数时，则包括N/2个设置于相互间隔前车桥上的前桥气压制动回路和N/2个设置于相互间隔的后车桥上的后桥气压制动回路；当车辆具有N根车桥并且N为奇数时，则包括(N-1)/2个设置于相互间隔或相邻的前车桥上的前桥气压制动回路和((N-1)/2)+1个设置于相互间隔或相邻的后车桥上的后桥气压制动回路。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种起重机，其包括上述气压制动系统。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种气压制动方法，其包括下列步骤：制动系统传感器采集车辆制动信号；制动控制系统根据车辆制动信号控制后桥电控压力调节装置早于前桥电控压力调节装置工作，使后桥气压制动回路早于前桥气压制动回路进行制动。

进一步地，当制动控制系统接收到车辆制动信号之后，在第一时刻向后桥电控压力调节装置发送电控信号，在第二时刻向前桥电控压力调节装置发送电控信号，所述第一时刻早于所述第二时刻。

本发明具有以下技术效果：

采用电控的方式利用电磁气阀开启时刻已经开启时间的长短实现气压制动系统的压力调节，突破了传统的控制继动阀开度大小来控制制动气室的压力的方式，可以增加气压制动系统的反应速度，提高制动效率。同时，由制动控制系统设置后桥与前桥制动顺序和强度，设置后桥回路的电磁气阀先于前桥回路的电磁气阀打开，实现后桥先于前桥制动的要求，可克服制动迟滞、多桥制动点头和甩尾现象提高车辆制动的安全性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的气压制动系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明的一个方面提供了一种气压制动系统以及该系统所采用的气压制动方法，下面结合附图1对该气压制动系统及其制动方法进行说明。

如图1所示，该气压制动系统可以在现有气压制动系统上进行相应的改动，在现有气压制动系统中是根据制动踏板开度，控制继动阀的开度，从而控制制动气室的制动压力，而本发明中可以将现有气压制动系统中每个制动回路中继动阀替换为电磁气阀10，这样就可以根据制动踏板开度改变该电磁气阀10的开启时刻和开启时间的长短，通过制动控制系统6分别对对各个制动回路的电磁气阀10进行的电信号控制，使各电磁气阀10进行相应的动作，进而利用各电磁气阀10分别调节前桥储气筒12和后桥储气筒22向相应的前桥制动气室11和后桥制动气室21传递的压缩气体的量，从而调节每个制动回路中制动气室的制动压力。

在传统的气压制动系统中，一对前、后桥的制动分别由两个并行工作的一对制动回路进行制动，这两个制动回路可以共用一个继动阀，也可以分别采用一个继动阀进行工作，在本实施例中，可以分别将这两个制动回路称为前桥制动回路1和后桥制动回路2，为了提高制动反应速度和准确性，本实施例可以在每个制动回路中均采用一个电磁气阀10。

对于重型车辆，通常都是多桥车辆，如图1所示的4桥车辆，那么，本发明所述的气压制动系统就可以采用两对制动回路，其中的第一桥和第三桥上的制动回路可以作为前桥制动回路1，第二桥和第四桥可以作为后桥制动回路2，制动控制系统6可以对各制动回路分别进行控制，也可以以前桥、后桥为两个类别进行整体控制。如果车桥的数量为奇数，例如5个，则可以将第一、第二车桥均可以采用前桥制动回路进行制动，第三、第四、第五车桥则均可以采用后桥制动回路进行制动，也就是说，对于具有奇数N个车桥的车辆，则可以具有(N-1)/2个前桥制动回路和((N-1)/2)+1个后桥制动回路，上述5个车桥，就可以具有2个前桥制动回路和3个后桥制动回路。对于实际的应用，可以根据具体的车桥数量和车辆制动要求的需要选择前桥制动回路和后桥制动回路的安装位置和数量。

对于每个制动回路中的电磁气阀10可以是一个具有两位三通的电控开关装置。在本实施例中，该电磁气阀10内具有一个气室，该气室具有进气口、出气口和排气口，以前桥制动回路1为例，该回路中的电磁气阀的气室的进气口与前桥储气筒12相连，出气口与前桥制动气室11相连，形成加压气道，在该加压气道中设置有第一阀门，该第一阀门能够响应于制动控制系统6的控制而开启或关闭，从而调节前桥储气筒12向前桥制动气室11传递的压缩气体的量，调节前桥制动气室11的制动压力；当车辆需要解除制动时，需要前桥制动气室11排出气体降压，此时，第一阀门在制动控制系统6的控制下关闭，出气口与排气口之间形成减压气道，在该减压气道中或者在出气口上可以设置有第二阀门，该第二阀门在制动控制系统6的控制下开启或关闭，从而调节前桥制动气室11的排气。

相应地，后桥制动回路2的结构与前桥制动回路1的结构相同，其制动过程也相同，在此不再赘述。实际上，本发明所述的电磁气阀可以采用Wabco公司生产的型号为4721950180的现有产品。

本发明所述的制动信号传感器可以包括制动踏板传感器8，该制动踏板传感器8可以是一个脚踏板制动阀传感器，该脚踏板制动阀传感器可以设置于车辆的脚踏板制动阀上，用于检测车辆的制动阀的开启时间和压力值，在车辆处于正常行驶的过程中，一旦制动控制系统6检测到该脚踏板制动阀传感器发送的制动阀开启时刻信号，就会控制各制动回路进行制动，再根据制动阀的压力值信号控制各个回路中第一阀门的开启时间长短来调节各个制动气室的制动压力。

为了克服车辆制动过程中后桥制动滞后于前桥制动而出现点头和甩尾的问题，本发明的优选实施例中，可以通过制动控制系统6控制后桥制动回路2早于前桥制动回路1进行制动。实际上，可以首先在制动控制系统6中进行相应的设置，当制动控制系统6检测到制动踏板开启的信号之后，可以首先向后桥制动回路2中的电磁气阀10的第一阀门发出开启信号，再向前桥制动回路1中的电磁气阀10的第一阀门发出开启信号，使两个制动回路开始制动的时刻具有一定的间隔，在本实施例中，该间隔可以为0.06秒。这样，就可以实现了后桥制动回路2早于前桥制动回路1进行制动，而使后桥早于前桥制动的目的，克服了车辆制动时出现点头和甩尾的问题。

为了保证采用本发明所述的气压制动系统的制动安全，该气压制动系统中的制动信号传感器还可以包括与各个前轮制动气室11和后轮制动气室21的数量向对应的压力传感器，也就是在每个制动气室中均可以设置一个压力传感器用于检测各制动气室的压力是否到达标准压力值，若某一个制动气室的压力达到了其自身的标准压力值，则制动控制系统6可以控制与该制动气室相对应的第一阀门关闭，停止向该制动气室输送压缩气体，如果有必要，也可以同时由制动控制系统6控制与该制动气室相对应的第二阀门开启，使该制动气室排气减压。其中的标准压力值可以为各制动气室出厂时所预定的标定压力值。

与此同时，为了防止制动过程中出现车轮抱死的情况，本发明所述的气压制动系统中还可以包括用于检测车轮抱死的防抱死传感器，如车轮滑移率传感器，该车轮滑移率传感器可以用于检测制动过程中车轮的滑移率是否达到抱死滑移率，通常该抱死滑移率可以为90％，也就是说，当制动控制系统6检测到制动过程中车轮的滑移率达到或超过90％时，就会向各制动回路发出解除制动的控制信号，关闭第一阀门，使各个制动回路中的电磁气阀的第二阀门打开，使制动气室排气降压。

实际上，车辆防抱死控制的过程是个反复进行的过程，也就是说，在解除制动的过程中，滑移率可能已经降到90％以下，车辆又重新开始制动，一旦滑移率再次超过90％则会再次解除制动，又制动控制系统6反复控制相应的电磁气阀进行动作，直至车辆达到完全停车为止，而且，在此过程中所述的解除制动的过程也并非是绝对的阀门全开或全闭，比如在降压解除制动的过程中，也可能第二阀门是略微开启，使制动气室慢速降压。对于车轮防抱死的控制原理，与常规制动系统的防抱死控制原理相同，在此不再赘述，本领域的技术人员能够了解。但需要说明的是，由于本发明所述的气压制动系统，采用了受制动控制系统的信号控制的电磁气阀，通过该电磁气阀的开关来调节制动压力，由于采用电信号进行控制，其气压调节速度要明显快于传统的继动阀的调节速度，会明显显著地提高车辆的制动效率和准确性，提高制动安全性。

另外，根据本发明的另一个方面，还提供了一种起重机，该起重机具有上述气压制动系统。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种气压制动系统，其特征在于，包括

前桥气压制动回路(1)，具有前桥电控压力调节装置；

后桥气压制动回路(2)，具有后桥电控压力调节装置；

制动控制系统(6)，根据制动踏板传感器(8)检测的制动信号在第一时刻控制所述后桥电控压力调节装置工作，在第二时刻控制所述前桥电控压力调节装置工作，所述第一时刻早于所述第二时刻，使所述后桥气压制动回路(2)早于所述前桥气压制动回路(1)进行制动。

2.根据权利要求1所述的气压制动系统，其特征在于，

所述前桥气压制动回路(1)包括：

前桥制动气室(11)，用于提供前桥气压制动力；

前桥储气筒(12)，用于向所述前桥制动气室(11)提供压缩气体，使所述前桥制动气室(11)具有所述前桥气压制动力；

所述前桥电控压力调节装置连接于所述前桥制动气室(11)与所述前桥储气筒(12)之间，通过控制所述前桥电控压力调节装置的接通与关闭调整所述前桥气压制动力；

所述后桥气压制动回路(2)包括：

后桥制动气室(21)，用于提供后桥气压制动力；

后桥储气筒(22)，用于向所述后桥制动气室(21)提供压缩气体，使所述后桥制动气室(21)具有所述后桥气压制动力；

所述后桥电控压力调节装置连接于所述后桥制动气室(21)与所述后桥储气筒(22)之间，通过控制所述后桥电控压力调节装置的接通与关闭调整所述后桥气压制动力。

3.根据权利要求2所述的气压制动系统，其特征在于，所述前桥电控压力调节装置和所述后桥电控压力调节装置均为电磁气阀(10)，所述电磁气阀(10)包括：

第一阀门，响应于所述制动控制系统(6)的控制而开启或关闭；

气室，具有进气口和出气口，所述进气口与所述前桥储气筒或所述后桥储气筒相连，所述出气口与所述前桥制动气室或所述后桥制动气室相连；

所述第一阀门设置于所述进气口与所述出气口之间，实现所述相互对应的制动气室与储气筒之间的连通与隔断。

4.根据权利要求3所述的气压制动系统，其特征在于，所述气室还包括：

排气口，当所述第一阀门关闭时，所述排气口与所述出气口之间形成排气气道，所述前桥制动气室或所述后桥制动气室通过所述排气气道排气解除制动；

第二阀门，设置于所述排气气道中，当所述第一阀门关闭时响应于所述制动控制系统(6)的控制而开启或关闭，使所述排气口与所述出气口之间连通与隔断。

5.根据权利要求4所述的气压制动系统，其特征在于，所述制动踏板传感器(8)为脚踏板制动阀传感器，所述脚踏板制动阀传感器用于检测脚踏板制动阀的开启时刻信号及压力大小信号，所述制动控制系统(6)根据所述开启时刻信号及所述压力大小信号控制所述前桥气压制动回路(1)和所述后桥气压制动回路(2)的制动开启时刻和制动开启时间的长短，实现控制制动力大小。

6.根据权利要求4所述的气压制动系统，其特征在于，还包括设置于各所述制动气室内的压力传感器，用于检测所述前桥制动气室内和所述后桥制动气室内的压力是否到达标准压力值，若达到，则所述制动控制系统(6)控制所述前桥制动气室和所述后桥制动气室各自的所述第一阀门关闭。

7.根据权利要求4所述的气压制动系统，其特征在于，还包括防抱死检测传感器，所述防抱死检测传感器用于检测制动过程中车轮的抱死状态信号，所述制动控制系统(6)根据所述抱死状态信号控制所述电磁气阀的开启或关闭实现防抱死功能。

8.根据权利要求7所述的气压制动系统，其特征在于，所述防抱死检测传感器包括车轮滑移率传感器，所述车轮滑移率传感器用于检测制动过程中车轮的滑移率是否达到抱死滑移率，若达到，则所述制动控制系统(6)控制所述第一阀门关闭、控制所述第二阀门开启。

9.根据权利要求1所述的气压制动系统，其特征在于，

当车辆具有N根车桥并且N为偶数时，则包括N/2个设置于相互间隔前车桥上的所述前桥气压制动回路(1)和N/2个设置于相互间隔的后车桥上的所述后桥气压制动回路(2)；

当车辆具有N根车桥并且N为奇数时，则包括(N-1)/2个设置于相互间隔或相邻的前车桥上的所述前桥气压制动回路(1)和((N-1)/2)+1个设置于相互间隔或相邻的后车桥上的所述后桥气压制动回路(2)。

10.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的气压制动系统。

11.一种应用于权利要求1至9中任一项所述的气压制动系统的气压制动方法，其特征在于，包括下列步骤：

制动系统传感器采集车辆制动信号；

所述制动控制系统(6)根据所述车辆制动信号控制所述后桥电控压力调节装置早于所述前桥电控压力调节装置工作，使所述后桥气压制动回路(2)早于所述前桥气压制动回路(1)进行制动。

12.根据权利要求11所述的气压制动方法，其特征在于，当所述制动控制系统(6)接收到所述车辆制动信号之后，在第一时刻向所述后桥电控压力调节装置发送电控信号，在第二时刻向所述前桥电控压力调节装置发送电控信号，所述第一时刻早于所述第二时刻。