一种应用于五轴自卸汽车的油气悬架电控装置的制作方法

本发明涉及一种应用于五轴自卸汽车的油气悬架电控装置，属于自卸车油气悬架电控装置技术领域。

背景技术：

油气悬架(hydro pneumatic suspension)，即油气弹簧悬架，是一种采用油气弹簧的悬架装置。由于其具有良好的非线性刚度和阻尼特性，因此，能够最大限度的满足工程车辆平顺性和操纵稳定性方面的要求，通常用于在恶劣环境下行驶的车辆，比如：采矿工地使用的超大砂石车这种大吨位工程用车。这种车辆采用油气悬架可以缓和冲击减少颠簸，借此可减少装载料的散失，并可改善驾驶的乘坐舒适与提高车速，对工程效率有实质性的帮助。

油气悬架自卸汽车是指采用油气悬架系统代替普通钢板弹簧悬架系统的一种自卸汽车。与钢板弹簧悬架系统自卸汽车相比，油气悬架自卸汽车具有以下优点：(1)油气悬架具有变刚度特性，可以保证汽车具有良好的行驶平顺性，特别是工地和矿山用车，其道路条件和装载条件都很恶劣。采用油气悬架后，可显著地缓和冲击，减少颠簸，从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速；(2)油气悬架纵向尺寸小，对整车总布置有利；(3)改变缸筒工作腔的油量和气室的充气压力，可以得到不同的变刚度特性，从而使油气悬架的主要部件可以在不同吨位的汽车上通用。但是在实际使用过程中，现有油气悬架控制存在如下问题：

1、当装载或卸载完成后，车子过低或者过高，稳定性差，无法调将车辆整至一个合适的中间高度；

2、由于车身长，在装卸货物时，左右无法进行调平，易造成翻车；

3、无论在空载或者满载情况下，车子始终处于五轴行驶的状态，造成了部分轮胎不必要的磨损。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种应用于五轴自卸汽车的油气悬架电控装置，可自动调平，将车辆调整至合适的高度位置，也可进行左右调节，避免发生翻车；三桥升降功能可以满足驾驶员对车辆行驶状态更多的选择。当车辆在较好的路况空载行驶时，可将三桥升起，降低车辆阻力，同时减少轮胎磨损。当车辆满载行驶或者处于装卸货状态时，三桥下降到中位位置，此时车辆处于五轴行驶的状态，保证车辆状态更稳定。

为了实现上述目的，本发明采用的一种应用于五轴自卸汽车的油气悬架电控装置，包括油气悬架控制器、安装在一桥、三桥和五桥上用于检测各桥状态的多个接近开关、安装在车架质心位置处的倾角传感器、用于控制举升/悬架切换阀电路通断的举升/悬架切换开关、用于控制前后悬挂各桥自动运行到中位位置的回中位翘板开关、三桥升降翘板开关、车架自动调平翘板开关、油气悬架整体升降翘板开关、左前悬架升降翘板开关、右前悬架升降翘板开关、左后前悬架升降翘板开关、右后悬架升降翘板开关、用于控制左前悬架升降的左前悬架阀组、用于控制右前悬架升降的右前悬架阀组、用于控制左后悬架升降的左后悬架阀组、用于控制右后悬架升降的右后悬架阀组、用于控制三桥升降的三桥升降阀组、蜂鸣器、地面不平整报警灯、悬架运行指示灯以及悬架系统输入故障指示灯。

油气悬架控制器接收多个接近开关检测到的各桥状态信息和倾角传感器检测到的倾角信息，进行处理分析后发送相应的控制调整信号，实现回中位，自动调平，三桥升降，悬架整体升降，左前悬架升降，左后悬架升降，右前悬架升降，右后悬架升降，蜂鸣器运行指示、悬架运行指示灯运行指示、悬架系统输入故障指示和悬架运行到位指示，地面不平检测和报警，异常状态终止运行功能。

所述安装在一桥、三桥和五桥上用于检测各桥状态的多个接近开关包括安装在一桥上的一桥左上接近开关、一桥左下接近开关、一桥右上接近开关和一桥右下接近开关，安装在五桥上的五桥左上接近开关、五桥左下接近开关、五桥右上接近开关和五桥右下接近开关，以及安装在三桥上的三桥左顶接近开关、三桥左上接近开关、三桥左下接近开关、三桥右顶接近开关、三桥右上接近开关和三桥右下接近开关，所有接近开关均将检测到的信号发送给油气悬架控制器。

优选地，当车辆处于静止状态时，三桥升降翘板开关向油气悬架控制器发送信号，三桥与四桥轴间差速连接、三桥制动气室气路被切断，同时三桥切换到空挡状态，三桥在限定的行程内自由升降。

优选地，当进行回中位操作时，所述油气悬架控制器根据安装在一桥、三桥和五桥上用于检测各桥状态的多个接近开关反馈的参数，自动给出相应的控制调整信号，通过调节油气悬架的各油缸行程高度，让油缸回到设定的中位位置，将悬挂调整到适合行车的状态。

优选地，当进行自动调平操作时，倾角传感器会自动检测尾桥的水平状态，并将相应参数反馈给油气悬架控制器，当不满足安全需求时将进行自动调平。当油气悬架控制器检测到车辆所处位置的水平角度超过设定最大角度时，地面不平报警灯亮起，提示司机更换停车位置重新调平；自动调平完成后通过回中位功能将悬挂调整到适合行车的状态。

与现有技术相比，本发明除了可以将油气悬架系统代替普通钢板弹簧悬架外，集成了三桥升降功能，当车辆处于静止状态时，操作三桥升降开关，此时，三桥与四桥轴间差速连接、三桥制动气室气路被切断，同时三桥切换到空档状态，三桥在限定的行程内可自由升降。三桥升降功能可以满足驾驶员对车辆行驶状态更多的选择。当车辆在较好的路况空载行驶时，可将三桥升起，降低车辆阻力，同时减少轮胎磨损。当车辆满载行驶或者处于装卸货状态时，三桥下降到中位位置，此时车辆处于五轴行驶的状态，保证车辆状态更稳定。

同时，其具备尾桥自动调平功能，依照尾桥处安装的检测装置检测到的信息，油气悬架控制器自动给出相应的控制调整信号，通过调节油气悬挂的各油缸行程高度，让尾桥达到满足安全卸货的水平状态。

此外，倾角传感器会自动检测尾桥的水平状态，并将相应参数反馈给油气悬架控制器，当不满足安全需求时将进行自动调平。当油气悬架控制器检测到车辆所处位置的水平角度超过设定最大角度时，地面不平报警灯亮起，提示司机更换停车位置重新调平，起到智能检测和安全提示功能，进一步为安全卸载提供便利和保障。自动调平完成后可以通过回中位功能将悬挂调整到适合行车的状态。

附图说明

图1为本发明的电原理图；

图2为本发明左前悬架回中位操作逻辑图；

图3为本发明三桥上升操作逻辑图；

图4为本发明三桥下降操作逻辑图；

图5为本发明自动调平操作逻辑图；

图6为本发明悬架上升操作逻辑图；

图7为本发明悬架下降操作逻辑图；

图8为本发明左前悬架上升操作逻辑图；

图9为本发明左前悬架下降操作逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种应用于五轴自卸汽车的油气悬架电控装置，包括油气悬架控制器、安装在一桥、三桥和五桥上用于检测各桥状态的多个接近开关、安装在车架质心位置处的倾角传感器T、用于控制举升/悬架切换阀D电路通断的举升/悬架切换开关K1、用于控制前后悬挂各桥自动运行到中位位置的回中位翘板开关K2、三桥升降翘板开关K3、车架自动调平翘板开关K4、油气悬架整体升降翘板开关K5、左前悬架升降翘板开关K6、右前悬架升降翘板开关K7、左后前悬架升降翘板开关K8、右后悬架升降翘板开关K9、用于控制左前悬架升降的左前悬架阀组、用于控制右前悬架升降的右前悬架阀组、用于控制左后悬架升降的左后悬架阀组、用于控制右后悬架升降的右后悬架阀组、用于控制三桥升降的三桥升降阀组、蜂鸣器H、地面不平整报警灯L1、悬架运行指示灯L2以及悬架系统输入故障指示灯L4，油气悬架控制器接收多个接近开关检测到的各桥状态信息和倾角传感器T检测到的倾角信息，进行处理分析后发送相应的控制调整信号，实现回中位，自动调平，三桥升降，悬架升降，左前悬架升降，左后悬架升降，右前悬架升降，右后悬架升降，蜂鸣器运行指示、悬架运行指示灯运行指示、悬架系统输入故障指示和悬架运行到位指示，地面不平检测和报警，异常状态终止运行，以及货箱举升和悬挂调整的油路切换功能。

如图1所示，油气悬架控制器的接口S1与回中位翘板开关K2连接，回中位翘板开关K2为两档自复位，S1为回中位指令，点选时含义为前悬挂与后悬挂各桥自动运行到中位位置，为车辆正常行车做准备，以左前悬架为例，具体回中位的操控控制流程如图2所示，在此不再赘述。

油气悬架控制器的接口S2、S3与三桥升降翘板开关K3的上、下两档对应连接，三桥升降翘板开关K3为三挡自复位，S2为三桥上升指令，点选时含义为三桥提升到预设上限位置，为车辆三桥脱离地面并正常行车做准备，三桥上升的具体操控流程如图3所示，在此不再赘述。S3为三桥下降指令，点选时含义为三桥提下降到预设中位位置，为车辆五桥状态下正常行车做准备，三桥下降的具体操控流程如图4所示，在此不再赘述。

油气悬架控制器的接口S4与车架自动调平翘板开关K4连接，车架自动调平翘板开关K4为两档自复位，S41为自动调平指令，点选时含义为将车架调整至预设水平面位置，为车辆装卸物料做准备，自动调平的具体操控流程如图5所示，在此不再赘述。

油气悬架控制器的接口S5、S6与油气悬架整体升降翘板开关K5的上下两档对应连接，油气悬架整体升降翘板开关K5为三挡自复位，S5为悬架整体上升指令，S6为悬架整体下降指令，点选时悬架执行升或降动作；按住时执行，松开停止，悬架整体上升、下降的具体操控如图6、图7所示，在此不再赘述。

油气悬架控制器的接口S7、S8与左前悬架升降翘板开关K6的上下两档对应连接，左前悬架升降翘板开关K6为三挡自复位，S7为左前悬架上升指令，S6为左前悬架下降指令，点选时左前悬架执行升或降动作；按住时执行，松开停止，左前悬架上升、下降的具体操控流程如图8、图9所示，，在此不再赘述。

同理，油气悬架控制器的接口S9、S10与右前悬架升降翘板开关K7的上下两档对应连接，油气悬架控制器的接口S11、S12与左后前悬架升降翘板开关K8的上下两档对应连接，油气悬架控制器的接口S13、S14与右后悬架升降翘板开关K9的上下两档对应连接，输入功能类似于油气悬架控制器的接口S7、S8，故不再赘述。

举升/悬架切换开关K1负责控制举升/悬架切换阀D的电路通断，举升/悬架切换开关K1断开时，液压系统主要作用为货箱举升提供动力，悬架系统只可以完成悬架下降动作，无法实现悬架上升动作；举升/悬架切换开关K1闭合时，液压系统主要作用为悬架系统提供动力，悬架系统可以完成升或降，但车辆货厢无法实现举升功能。

所述安装在一桥、三桥和五桥上用于检测各桥状态的多个接近开关包括安装在一桥上的一桥左上接近开关G1、一桥左下接近开关G2、一桥右上接近开关G3和一桥右下接近开关G4，安装在五桥上的五桥左上接近开关G5、五桥左下接近开关G6、五桥右上接近开关G7和五桥右下接近开关G8，以及安装在三桥上的三桥左顶接近开关G9、三桥左上接近开关G10、三桥左下接近开关G11、三桥右顶接近开关G12、三桥右上接近开关G13和三桥右下接近开关G14。这些接近开关为三线制，NPN常开型，并与油气悬架控制器的接口AD1-AD14对应连接。

倾角传感器与油气悬架控制器的接口AD15连接，油气悬架控制器的接口AD16为三桥空档信号输入，当三桥不处于空档状态时，信号输入悬空；当三桥处于空档状态时，信号输入为低电平。

油气悬架控制器的接口OUT1-OUT3接左前悬架阀组F1，分别控制左前悬挂的左前单调专用阀2YA，左前上升阀4YA和左前下降阀6YA；油气悬架控制器的接口OUT4-OUT6接右前悬架阀组F2，分别控制右前悬挂的右前单调专用阀5YA，右前上升阀5YA和右前下降阀7YA；油气悬架控制器的接口OUT7-OUT9接左后悬架阀组F3，分别控制左后悬挂的左后单调专用阀8YA，左后上升阀10YA和左后下降阀12YA；油气悬架控制器的接口OUT10-OUT12接右后悬架阀组F4，分别控制右后悬挂的右后单调专用阀9YA，右后上升阀11YA和右后下降阀13YA；油气悬架控制器的接口OUT13-OUT16接三桥升降阀组，分别控制三桥的左上升阀14YA，左下降阀16YA，右上升阀15YA和右下降阀17YA。

油气悬架控制器的接口OUT17为蜂鸣器输出，当油气悬挂系统调节功能正在正常运行中时，蜂鸣器按照2Hz频率工作。当自动调节完成后且翘板开关K2和车架自动调平翘板开关K4处于未点选状态时，蜂鸣器自动停止工作。蜂鸣器提示：运行结束间隔1秒后长鸣1秒作为运行结束信号，各输出如出现运行15秒后仍未到位，则升降阀复位，蜂鸣器长鸣3秒报警。

油气悬架控制器的接口OUT18为地面不平整报警灯输出，当车辆所处地面与水平面角度大于预设角时，报警灯常亮，车辆无法实现自动调平，提醒驾驶员更换装卸货位置。

油气悬架控制器的接口OUT19为悬架运行指示灯，指示灯闪烁提示：缸体调整输出正在执行时为常亮，运行结束间隔一秒后以2HZ频率按照规定次数闪烁(悬架同步调整或悬架单动时，回中位到位闪数2次，三桥高限到位闪烁4次，其余调节方式均统一闪烁2次)。

油气悬架控制器的接口OUT20输出作用为切断三桥气室气路、三桥切换为空档状态及同时打开三桥轴差，只有当上述三种情况同时满足时，三桥方可升降。油气悬架控制器的接口OUT21为悬挂系统输入故障指示灯输出，当控制器信号输入错误或者超时，油气悬架控制器的接口OUT21输出，同时控制器停止其他输出(油气悬架控制器的接口OUT1-OUT20)，提醒驾驶员维修检测车辆。

当车辆处于静止状态时，油气悬架控制器接收第三翘板开关发送的信号，三桥与四桥轴间差速连接、三桥制动气室气路被切断，同时三桥切换到空挡状态，三桥在限定的行程内自由升降。三桥升降功能可以满足驾驶员对车辆行驶状态更多的选择。当车辆在较好的路况空载行驶时，可将三桥升起，降低车辆阻力，同时减少轮胎磨损。当车辆满载行驶或者处于装卸货状态时，三桥下降到中位位置，此时车辆处于五轴行驶的状态，保证车辆状态更稳定。

所述油气悬架控制器根据各个接近开关反馈的参数，自动给出相应的控制调整信号，通过调节油气悬架的各油缸行程高度，让尾桥达到满足安全卸货的水平状态，并在调整后将油路切换给货箱举升功能使用。

当进行自动调平时，倾角传感器会自动检测尾桥的水平状态，并将相应参数反馈给油气悬架控制器，当不满足安全需求时将进行自动调平。当油气悬架控制器检测到车辆所处位置的水平角度超过设定最大角度时，地面不平报警灯亮起，提示司机更换停车位置重新调平；自动调平完成后通过回中位功能将悬挂调整到适合行车的状态。

最终，本发明不仅可以保证汽车具有良好的行驶平顺性，显著地缓和冲击，减少颠簸，从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速。而且，可实现自动调平功能，让尾桥达到满足安全卸货的水平状态，并在调节完成后将油路切换给货箱举升功能使用。当不满足安全需求时将进行自动调平。当油气悬架控制器检测到车辆所处位置的水平角度超过设定最大角度时，地面不平报警灯亮起，提示司机更换停车位置重新调平，起到智能检测和安全提示功能，进一步为安全卸载提供便利和保障。自动调平完成后可以通过回中位功能将悬挂调整到适合行车的状态。此外，三桥升降功能可以满足驾驶员对车辆行驶状态更多的选择。当车辆在较好的路况空载行驶时，可将三桥升起，降低车辆阻力，同时减少轮胎磨损。当车辆满载行驶或者处于装卸货状态时，三桥下降到中位位置，此时车辆处于五轴行驶的状态，保证车辆状态更稳定。