CN111301086A - 一种工程车和油气悬挂系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车和油气悬挂系统及其控制方法，系统包括悬挂油缸、蓄能器、调节阀组、制动器、踏板制动阀、测压传感器、气罐；调节阀组包括比例电磁阀Y1，设置有A口、B口、P口、T口、SP口、M1口，比例电磁阀Y1的进油口分别与P口、A口、M1口连接，出油口分别与SP口、B口连接；调节阀组的A口、B口分别连接悬挂油缸的大腔、小腔，通过比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度；调节阀组的SP口连接蓄能器；踏板制动阀的进口接于气罐的出口，踏板制动阀的出口接于制动器，踏板制动阀的进口分别设置有测压传感器，用于实时监测踏板制动阀的进口的压力；踏板制动阀的出口分别设置有微动开关，用于实时监测踏板制动阀的开合状态。

Description

一种工程车和油气悬挂系统及其控制方法

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种工程车和油气悬挂系统及其控制方法。

背景技术

工程机械轮式车辆悬架大多采用油气悬挂，由于油气悬挂具有优越的非线性弹性、阻尼特性及悬挂上下高度升降可调功能，能有效提高车辆行驶的舒适性和安全性，特别是非道路行驶越野车辆，由于路面起伏大，悬架性能直接影响车辆行驶安全性、舒适性及机动性。工程车辆行驶的路面恶劣，仅仅依靠普通的悬架已不能满足整车性能需求，如在快速起步、急刹车的情况下会造成整车发生重心变化，如果变化起步的时候后仰，刹车时点头；会导致乘坐舒适性降低。

目前大部分悬架车辆悬架系统设计后，其系统参数不会随着路况的变化做出相应调整改变，在车辆行驶平顺性与操作稳定性等方面兼顾性差，会出现某些工况整车性能较好，而其他工况整车性能特别差，存在一定局限性。中国专利油气悬架系统、工程车辆及起重机（CN104442267A）将踩下制动踏板，控制二位二通阀，控制采集来控制油气悬架系统蓄能器进出油量，降低车辆的制动点头量提升车辆的稳定性与舒适性；但是存在反应时间慢，不能长距离控制。

现有技术存在以下缺陷：（1）制动踏板的反应时间和气路的时间影响油气悬挂控制时间；（2）布置复杂，如果是多桥车，管路布置会更复杂；（3）管路较多，可靠性差；（4）没有闭锁功能，不能有效抑制制动前倾量。

因此，设计可靠适用悬架系统及控制方法提高整车行驶舒适性与安全性具有重要意义。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种工程车和油气悬挂系统及其控制方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种油气悬挂系统，包括悬挂油缸、蓄能器、调节阀组、制动器、踏板制动阀、测压传感器、气罐、控制器、微动开关；

所述调节阀组包括比例电磁阀Y1，调节阀组设置有A口、B口、P口、T口、SP口、M1口，比例电磁阀Y1的进油口分别与P口、A口、M1口连接，出油口分别与SP口、B口连接；调节阀组的A口、B口两者之一连接悬挂油缸的大腔，两者之另一连接悬挂油缸的小腔，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度；调节阀组的SP口连接蓄能器，P口连接进油通道，T口连接回油通道；所述调节阀组的M1口连接设置油气悬挂测压传感器，用于实时监测悬挂油缸的压力；

所述踏板制动阀的进口接于所述气罐的出口，所述踏板制动阀的出口接于所述制动器，所述踏板制动阀的进口分别设置有测压传感器，用于实时监测踏板制动阀的进口的压力；

所述踏板制动阀的出口分别设置有微动开关，用于实时监测踏板制动阀的开合状态；

比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器分别与控制器连接。

在一些实施例中，所述的油气悬挂系统，所述调节阀组还包括泄压阀Y2，泄压阀Y2的进油口与P口连接，出油口与T口连接，泄压阀Y2的控制端与控制器连接。

在一些实施例中，所述的油气悬挂系统，所述调节阀组还包括单向阀Y3，调节阀组的P口经过单向阀Y3后分别与所述比例电磁阀Y1的进油口、泄压阀Y2的进油口连接。

本申请中所述控制器为现有的已知技术，不再做累述。在一些实施例中，所述控制器采用IMCT3654单片机。

第二方面，提供一种工程车，包括所述的油气悬挂系统，所述悬挂油缸的缸筒、活塞杆的两者之一连接于车架，两者之另一连接于车桥，所述踏板制动阀的控制端与制动踏板连接。

第三方面，提供一种油气悬挂系统的控制方法，包括：

获取踏板制动阀的开合信息和车速，根据踏板制动阀的开合信息判断制动踏板的动作状态，响应于制动踏板位于踩下状态，判断车速状态；

响应于车速处于低速范围（低于30千米/小时）内，获取悬挂油缸的压力和踏板制动阀的进口压力，根据车速、悬挂油缸的压力、踏板制动阀的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

响应于车速处于中速范围（30-60千米/小时）内，获取悬挂油缸的压力和踏板制动阀的进口压力，根据车速、悬挂油缸的压力、踏板制动阀的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

响应于车速处于高速范围（高于60千米/小时）内，直接发出指令控制比例电磁阀Y1关闭；或，获取悬挂油缸的压力，根据车速、悬挂油缸的压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1关闭。

第四方面，提供一种控制器，包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行所述的油气悬挂系统的控制方法。

第五方面，提供一种油气悬挂系统，包括所述的控制器；还包括比例电磁阀Y1、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器，比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器分别与控制器连接；

所述油气悬挂测压传感器，用于监测悬挂油缸的压力，并发送给控制器；

所述微动开关，用于监测踏板制动阀的开合信息，并发送给控制器；

所述测压传感器，用于监测踏板制动阀的进口压力，并发送给控制器；

所述比例电磁阀Y1连接悬挂油缸，用于接收控制器的指令，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度。

有益效果：本发明提供的工程车和油气悬挂系统及其控制方法，采集车速和悬挂油缸的压力和微动开关Q1、Q2及测压传感器的气压值，控制比例电磁阀Y1比例控制油气悬挂的刚度，可以实现油气悬挂的闭锁，进而有效抑制制动前倾；通过冗余设计，更加安全可靠；制动气路和悬挂油路布置空间，结构简单，有足够的空间布置；具有以下优点：

（1）足够的布置空间：制动气路和悬挂油路布置空间，结构简单，有足够的空间布置；

（2）冗余设计，更加安全可靠：通过检测悬挂油缸的压力和微动开关Q1、Q2及测压传感器的气压值，冗余设计，实现控制油气悬挂的刚度和闭锁。安全可靠性高；

（3）实现闭锁，有效抑制制动前倾：实现闭锁，有效抑制制动前倾，保证了行车安全。

附图说明

图1为实施例的工程车防制动点头的油气悬挂系统的示意图。

图中：悬挂油缸1、蓄能器2、制动器3、踏板制动阀4、测压传感器5、气罐6、控制器7、微动开关Q1、Q2、比例电磁阀Y1、泄压阀Y2、单向阀Y3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1

如图1所示，一种防制动点头的油气悬挂系统，包括悬挂油缸1、蓄能器2、制动器3、踏板制动阀4、测压传感器5、气罐6、控制器7、微动开关Q1、Q2、调节阀组（比例电磁阀Y1、泄压阀Y2、单向阀Y3）、油气悬挂测压传感器；

所述调节阀组包括比例电磁阀Y1；调节阀组设置有A口、B口、P口、T口、SP口、M1口，比例电磁阀Y1的进油口分别与P口、A口、M1口连接，出油口分别与SP口、B口连接；调节阀组的A口、B口两者之一连接悬挂油缸1的大腔，两者之另一连接悬挂油缸1的小腔，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度；调节阀组的SP口连接蓄能器2，P口连接进油通道，T口连接回油通道；所述调节阀组的M1口连接设置油气悬挂测压传感器，用于实时监测悬挂油缸1的压力；

所述踏板制动阀4的进口接于所述气罐6的出口，所述踏板制动阀4的出口接于所述制动器3，所述踏板制动阀4的进口分别设置有测压传感器5，用于实时监测踏板制动阀4的进口的压力；

所述踏板制动阀4的出口分别设置有微动开关Q1、Q2，用于实时监测踏板制动阀4的开合状态；

比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关Q1、Q2、测压传感器5分别与控制器7连接。

在一些实施例中，所述控制器采用IMCT3654型号的单片机，所述控制器为现有的已知技术，不再做累述。

在一些实施例中，如图1所示，所述调节阀组还包括泄压阀Y2，泄压阀Y2的进油口与P口连接，出油口与T口连接，泄压阀Y2的控制端与控制器7连接。

在一些实施例中，如图1所示，所述调节阀组还包括单向阀Y3，调节阀组的P口经过单向阀Y3后分别与所述比例电磁阀Y1的进油口、泄压阀Y2的进油口连接。

所述调节阀组的比例电磁阀Y1具有可切换的连通状态、节流状态和关闭状态，所述连通状态为初始状态。

另一方面，提供一种工程车，包括所述的油气悬挂系统，所述悬挂油缸1的缸筒、活塞杆的两者之一连接于车架，两者之另一连接于车桥，所述踏板制动阀4的控制端与制动踏板连接。

实施本发明后，在车辆在正常行驶状态时不会干扰其悬架性能的正常调节，并且在车辆紧急制动期间能够有效降低车辆的制动点头量，从而提高车辆在紧急制动时的操纵稳定性、通过性和舒适性，降低安全隐患。

实施例2

一种油气悬挂系统的控制方法，包括：

获取踏板制动阀的开合信息和车速，根据踏板制动阀的开合信息判断制动踏板的动作状态，响应于制动踏板位于踩下状态，判断车速状态；分为以下三种情况：

（1）响应于车速处于低速范围（低于30千米/小时）内，获取悬挂油缸1的压力和踏板制动阀4的进口压力，根据车速、悬挂油缸1的压力、踏板制动阀4的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

（2）响应于车速处于中速范围（30-60千米/小时）内，获取悬挂油缸1的压力和踏板制动阀4的进口压力，根据车速、悬挂油缸1的压力、踏板制动阀的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，控制比例电磁阀Y1关闭，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

（3）响应于车速处于高速范围（高于60千米/小时）内，直接发出指令控制比例电磁阀Y1关闭；

或，获取悬挂油缸1的压力，根据车速、悬挂油缸1的压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1关闭。

实施例3

一种控制器，包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行实施例2所述的油气悬挂系统的控制方法。

实施例4

一种油气悬挂系统，包括实施例3所述的控制器7。

在一些实施例中，所述的油气悬挂系统，还包括比例电磁阀Y1、油气悬挂测压传感器、微动开关Q1、Q2、测压传感器5，比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关Q1、Q2、测压传感器5分别与控制器7连接；

所述油气悬挂测压传感器，用于监测悬挂油缸1的压力，并发送给控制器；

所述微动开关Q1、Q2，用于监测踏板制动阀的开合信息，并发送给控制器；

所述测压传感器5，用于监测踏板制动阀的进口压力，并发送给控制器；

所述比例电磁阀Y1连接悬挂油缸1，用于接收控制器的指令，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度。

本发明的油气悬挂系统进行制动工作时，会产生以下效果：

（1）行驶速度不高，制动不紧急

当驾驶室员踩下制动踏板时，采集车速和悬挂油缸1的压力和踏板制动阀4的进口压力，通过控制器7进行运算，控制比例电磁阀Y1比例控制油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。控制器7实时监控测压传感器5和微动开关Q1、Q2的压力，控制比例电磁阀Y1控制油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

（2）行驶速度中速，制动不紧急

当驾驶室员踩下制动踏板时，采集车速和悬挂油缸1的压力和踏板制动阀4的进口压力，通过控制器7进行运算，控制比例电磁阀Y1比例控制油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。控制器7实时监控测压传感器5和微动开关Q1、Q2的压力，当车速高到设定程度时，控制比例电磁阀Y1的开度为0，实现油气悬挂的闭锁，进而有效抑制制动前倾。

（3）行驶速度高速，制动紧急

当驾驶室员踩下制动踏板时，采集车速和悬挂油缸1的压力和微动开关Q1、Q2，通过控制器7进行运算，控制比例电磁阀Y1关闭，实现油气悬挂的闭锁，实现抑制制动前倾。控制器7实时监控踏板制动阀4的进口压力，控制比例电磁阀Y1关闭，实现油气悬挂的闭锁，实现冗余设计，进而有效抑制制动前倾。

本发明提出的一种工程车，采用所述的防制动点头的油气悬挂系统时，会产生以下效果：

（1）足够的布置空间：制动气路和悬挂油路布置空间，结构简单，有足够的空间布置；

（2）冗余设计，更加安全可靠：通过检测悬挂油缸1的压力和微动开关Q1、Q2及测压传感器5的气压值，冗余设计，实现控制油气悬挂的刚度和闭锁。安全可靠性高。

（3）实现闭锁，有效抑制制动前倾：实现闭锁，有效抑制制动前倾，保证了行车安全。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种油气悬挂系统，其特征在于，包括悬挂油缸、蓄能器、调节阀组、制动器、踏板制动阀、测压传感器、气罐、控制器、微动开关；

所述调节阀组包括比例电磁阀Y1，调节阀组设置有A口、B口、P口、T口、SP口、M1口，比例电磁阀Y1的进油口分别与P口、A口、M1口连接，出油口分别与SP口、B口连接；调节阀组的A口、B口两者之一连接悬挂油缸的大腔，两者之另一连接悬挂油缸的小腔，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度；调节阀组的SP口连接蓄能器，P口连接进油通道，T口连接回油通道；所述调节阀组的M1口连接设置油气悬挂测压传感器，用于实时监测悬挂油缸的压力；

所述踏板制动阀的进口接于所述气罐的出口，所述踏板制动阀的出口接于所述制动器，所述踏板制动阀的进口分别设置有测压传感器，用于实时监测踏板制动阀的进口的压力；

所述踏板制动阀的出口分别设置有微动开关，用于实时监测踏板制动阀的开合状态；

比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述调节阀组还包括泄压阀Y2，泄压阀Y2的进油口与P口连接，出油口与T口连接，泄压阀Y2的控制端与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述调节阀组还包括单向阀Y3，调节阀组的P口经过单向阀Y3后分别与所述比例电磁阀Y1的进油口、泄压阀Y2的进油口连接。

4.根据权利要求1所述的油气悬挂系统，其特征在于，所述控制器采用IMCT3654单片机。

5.一种工程车，包括权利要求1-4任一项所述的油气悬挂系统，所述悬挂油缸的缸筒、活塞杆的两者之一连接于车架，两者之另一连接于车桥，所述踏板制动阀的控制端与制动踏板连接。

6.一种油气悬挂系统的控制方法，其特征在于，

获取踏板制动阀的开合信息和车速，根据踏板制动阀的开合信息判断制动踏板的动作状态，响应于制动踏板位于踩下状态，判断车速状态；

响应于车速处于低速范围内，获取悬挂油缸的压力和踏板制动阀的进口压力，根据车速、悬挂油缸的压力、踏板制动阀的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

7.一种油气悬挂系统的控制方法，其特征在于，

获取踏板制动阀的开合信息和车速，根据踏板制动阀的开合信息判断制动踏板的动作状态，响应于制动踏板位于踩下状态，判断车速状态；

响应于车速处于中速范围内，获取悬挂油缸的压力和踏板制动阀的进口压力，根据车速、悬挂油缸的压力、踏板制动阀的进口压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1的开度，调节油气悬挂的刚度，实现抑制制动前倾。

8.一种油气悬挂系统的控制方法，其特征在于，

获取踏板制动阀的开合信息和车速，根据踏板制动阀的开合信息判断制动踏板的动作状态，响应于制动踏板位于踩下状态，判断车速状态；

响应于车速处于高速范围内，直接发出指令控制比例电磁阀Y1关闭；

或，获取悬挂油缸的压力，根据车速、悬挂油缸的压力计算得到制动减速度，根据制动减速度发出指令控制比例电磁阀Y1关闭。

9.一种控制器，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求6-8任一项所述的油气悬挂系统的控制方法。

10.一种油气悬挂系统，其特征在于，包括权利要求9所述的控制器；还包括比例电磁阀Y1、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器，比例电磁阀Y1的控制端、油气悬挂测压传感器、微动开关、测压传感器分别与控制器连接；

所述油气悬挂测压传感器，用于监测悬挂油缸的压力，并发送给控制器；

所述微动开关，用于监测踏板制动阀的开合信息，并发送给控制器；

所述测压传感器，用于监测踏板制动阀的进口压力，并发送给控制器；

所述比例电磁阀Y1连接悬挂油缸，用于接收控制器的指令，通过所述比例电磁阀Y1的开度调节油气悬挂的刚度。

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