CN106523445A - 一种车辆的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的控制装置，包括传感器组件、处理单元和控制单元；车辆包括至少一组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；传感器组件包括转速传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；转速传感器用于检测液压马达的实际转速，第一压力传感器用于检测液压泵正转时的供油压力，第二压力传感器用于检测液压泵正转时的回油压力；处理单元用于根据传感器组件采集的信号获取参数值，并根据参数值生成控制指令；控制单元用于根据控制指令调节液压马达的控制电流。该控制装置根据车辆驱动回路中的实际工作情况，调节液压马达的工况，保证液压马达处于正常的连续工作范围，提高液压马达的使用性能。本发明还公开了一种车辆的控制方法。

Description

一种车辆的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种车辆的控制装置和控制方法。

背景技术

工程机械是装备工业的重要组成部分，主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。

目前，高速行走系统多采用闭式系统，由液压泵液压马达组成，液压泵一般采用双向变量泵，液压马达为变量马达，液压泵和液压马达的排量均由比例电磁阀的电流值大小控制。

变量液压马达在不同的排量下，能达到的最高转速不同。当车辆下坡或者车辆打滑时，马达很容易出现超速现象，处于间隙工作工作区或超速工作区域，若处于超速工作区域或间歇性工作区域超过6秒，马达将可能损坏。

因此，如何保证马达处于正常的连续工作范围，提高马达的使用性能，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种车辆的控制装置，该控制装置能够根据车辆驱动回路中的实际工作情况，调节液压马达的工况，保证液压马达处于正常的连续工作范围，提高液压马达的使用性能。本发明的另一个目的是提供了车辆的控制方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种车辆的控制装置，包括传感器组件、处理单元和控制单元；

所述车辆包括至少一组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；

所述传感器组件包括转速传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；所述转速传感器用于检测所述液压马达的实际转速，所述第一压力传感器用于检测所述液压泵正转时的供油压力，所述第二压力传感器用于检测所述液压泵正转时的回油压力；

所述处理单元用于根据所述传感器组件采集的信号获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节所述液压马达的控制电流。

可选的，所述处理单元包括转速判断模块、压力判断模块和指令生成模块；

所述转速判断模块用于判断所述液压马达的转速，当所述实际转速大于额定转速时，触发所述压力判断模块进行压力比较；

所述压力判断模块用于生成所述液压泵正转时的所述供油压力和所述回油压力的比较结果；

所述指令生成模块用于根据所述比较结果生成控制指令。

可选的，所述供油压力大于所述回油压力时，所述控制指令调节所述液压马达的所述控制电流加大所述液压马达的排量。

可选的，所述供油压力小于所述回油压力时，所述控制指令调节所述液压马达的所述控制电流减小所述液压马达的排量。

可选的，所述额定转速根据所述液压马达的转速限制曲线图中排量与转速的对应关系获取。

可选的，所述排量根据所述液压马达的马达排量控制曲线图中控制电流与排量的对应关系获取。

可选的，所述驱动回路包括多个所述液压马达，多个所述转速传感器分别检测多个所述液压马达的实际转速。

可选的，包括多组所述驱动回路，所述处理单元根据各所述驱动回路中的所述参数值生成该驱动回路的控制指令。

本发明还提供了一种车辆的控制方法，所述车辆包括至少一组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；包括以下步骤：

传感器组件检测所述液压马达的转速信号、液压泵正转时的供油压力和回油压力；

根据所述传感器组件采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

根据所述控制指令调节所述液压马达的控制电流。

可选的，还包括以下步骤：

S1，判断所述转速信号采集的实际转速与额定转速的大小，若所述实际转速大于所述额定转速，则进入步骤S2；

S2，判断所述供油压力与所述回油压力的大于，若供油压力大于回油压力，则进入步骤S3，若供油压力小于回油压力，则进入步骤S4；

S3，生成加大所述液压马达排量的控制电流；

S4，生成减小所述液压马达排量的控制电流。

本发明提供的车辆的控制装置，包括传感器组件、处理单元和控制单元；车辆包括至少一组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；传感器组件包括转速传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；转速传感器用于检测液压马达的实际转速，第一压力传感器用于检测液压泵正转时的供油压力，第二压力传感器用于检测液压泵正转时的回油压力；处理单元用于根据传感器组件采集的信号获取参数值，并根据参数值生成控制指令；控制单元用于根据控制指令调节液压马达的控制电流。

车辆在行使过程中，驱动回路中液压泵驱动液压马达，液压马达驱动行走机构。车辆在前进过程中，如遇到下坡或打滑，液压马达很容易出现超速的情况。液压马达超速时，液压泵有两种运行状态，一种是液压泵正常运行，还是由液压泵驱动液压马达；另一种是液压泵非正常运行，液压马达反过来驱动液压泵。由于液压马达的工作特性，对于液压泵的上述两种状态，对液压马达的处理方式不同。该控制装置根据车辆驱动回路中的实际工作情况，通过对液压马达的控制电流的调节，实时控制液压马达的排量，保证液压马达一直在可连续工作的转速范围下工作，提高液压马达的使用性能。

本发明还提供了一种车辆的控制方法，能够有效防止液压马达的超速运行。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为液压马达的转速限制曲线图；

图2为液压马达的马达排量控制曲线图；

图3为本发明所提供的车辆的控制装置一种具体实施方式的液压原理图。

其中，图1至图3中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

A工作区域；B间歇性工作区域；C超速工作区域；

D正常工作区域；E非正常工作区域；

液压泵1；液压马达2；传感器组件3；处理单元4；控制单元5。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面以单泵双马达的液压系统为例，需要说明的是，该控制装置及控制方法同样适用于单泵单马达，单泵多马达和多泵多马达的液压系统，附图仅为了举例说明，并不构成对本申请的限制。

请参考图1至图3，图1为液压马达的转速限制曲线图；图2为液压马达的马达排量控制曲线图；图3为本发明所提供的车辆的控制装置一种具体实施方式的液压原理图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种车辆的控制装置，包括传感器组件3、处理单元4和控制单元5；

车辆包括至少一组驱动回路，驱动回路包括液压泵1和至少一个液压马达2；

传感器组件3包括转速传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；转速传感器用于检测液压马达2的实际转速，第一压力传感器用于检测液压泵1正转时的供油压力，第二压力传感器用于检测液压泵1正转时的回油压力；

处理单元4用于根据传感器组件3采集的信号获取参数值，并根据参数值生成控制指令；

控制单元5用于根据控制指令调节液压马达2的控制电流。

车辆在行使过程中，驱动回路中液压泵1驱动液压马达2，液压马达2驱动行走机构。车辆在前进过程中，如遇到下坡或打滑，液压马达2很容易出现超速的情况。液压马达2超速时，液压泵1有两种运行状态，一种是液压泵1正常运行，液压泵1驱动液压马达2；另一种是液压泵1非正常的运行，液压马达2反过来驱动液压泵1。由于液压马达2的工作特性，液压马达2超速时对于液压泵1的上述两种状态，液压马达2的处理方式不同。

该控制装置中，车辆前进时，通过传感器组件3判断液压马达2的工作状态，当液压马达2出现超速情况时，判断液压泵1的工作状态，根据液压泵1的工作状态调整液压马达2的控制电流，实时控制液压马达2的排量，保证液压马达2一直在可连续工作的转速范围下工作。

该控制装置能够根据车辆驱动回路中的实际工作情况，通过对液压马达2的控制电流的调节，实时控制液压马达2的排量，避免液压马达2处于超速工作区域或间歇性工作区域，保证液压马达2处于正常的连续工作范围，提高了液压马达2的使用性能。

进一步具体的实施方式中，处理单元4包括转速判断模块、压力判断模块和指令生成模块；

转速判断模块用于判断液压马达2的转速，当实际转速大于额定转速时，触发压力判断模块进行压力比较；

压力判断模块用于生成液压泵1正转时的供油压力和回油压力的比较结果；

指令生成模块用于根据比较结果生成控制指令。

液压马达2具有固有的特性，在不同的排量下具有不同额定转速，液压马达2工作时，如果超过额定转速会进入间歇性工作区域，如果转速再继续增大，则会进入超速工作区域，如果液压马达2处于超速工作区域或间歇性工作区域超过6秒，则液压马达2将可能损坏。

处理单元中的转速判断模块在液压马达2运行过程中，实时的判断液压马达2的转速是否超过额定转速，如果超过额定转速则立马启动相应的处理措施；启动压力判断模块判断液压泵1的工作状态，然后根据液压泵1的工作状态，生成控制指令，调整液压马达2，使其始终处于工作区域，保证液压马达2处于正常的连续工作范围。

一种优选的实施方式中，供油压力大于回油压力时，控制指令调节液压马达2的控制电流加大液压马达2的排量。

在液压马达2转速达到额定转速且液压泵1的供油压力大于回油压力，此时根据图2的液压马达的马达排量控制曲线图，通过调节马达电流，加大马达排量，使马达转速降低，低于额定转速，达到保护液压马达2的目的。

另一种优选的实施方式中，供油压力小于回油压力时，控制指令调节液压马达2的控制电流减小液压马达2的排量。

在液压马达2转速达到额定转速且液压泵1的供油压力小于回油压力，此时根据图2的液压马达的马达排量控制曲线图，通过调节马达电流，减小马达排量，相当于调高液压马达2的额定转速，使马达转速低于额定转速，达到保护马达的目的。

进一步具体的实施方式中，额定转速根据液压马达2的转速限制曲线图中排量与转速的对应关系获取。

液压马达2工作过程中，不同的排量对应不同的额定转速。图1的转速限制曲线图为液压马达工作过程中排量与转速的对应关系，其中，A为工作区域；B为间歇性工作区域；C为超速工作区域。

通过液压马达2的控制电流的大小可以计算出液压马达2排量的大小，再根据图1的液压马达的转速特性曲线图，可以获得当前排量下液压马达的额定转速，即图1中间歇性工作区域的下边界线。

更进一步具体的实施方式中，排量根据液压马达2的马达排量控制曲线图中控制电流与排量的对应关系获取。

液压马达的控制电流与排量有一定对应关系，具体如图2所示，排量可以由控制电流通过计算得出，也可以通过图2中的对应关系获取。图2中，D为正常工作区域；E为非正常工作区域。L为控制电流与排量的对应关系。

上述各具体的实施方式中，驱动回路包括多个液压马达2，多个转速传感器分别检测多个液压马达2的实际转速。

该控制装置可以适用于一个液压泵1多个液压马达2的驱动回路，请参考图3，当驱动回路中有多个液压马达2时，传感器组件3包括多个转速传感器，多个转速传感器分别检测多个液压马达2的实际转速，然后处理单元分别比对各液压马达2的工作情况，当某个液压马达2出现超速情况时，判断驱动该液压马达2的液压泵1的工作情况，然后相应的调整该液压马达2的控制电流，调节液压马达2的转速，使各液压马达2均处于可连续工作的转速范围内工作，保证整个驱动回路工作的可靠性。

上述各具体的实施方式中，包括多组驱动回路，处理单元根据各驱动回路中的参数值生成该驱动回路的控制指令。

车辆具有多泵多马达的情况时，相当于设有多组驱动回路，可在每组驱动回路中设置相应的传感器组件3、处理单元4和控制单元5，确保每个驱动回路均能够可靠的工作，具体的，各驱动回路中的控制方式与上述类似，本文不再赘述。

本发明还提供了一种车辆的控制方法，车辆包括至少一组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；包括以下步骤：

传感器组件检测液压马达的转速信号、液压泵正转时的供油压力和回油压力；

根据传感器组件采集的数据获取参数值，并根据参数值生成控制指令；

根据控制指令调节液压马达的控制电流。

该控制方法中，车辆前进时，通过传感器组件判断液压马达的工作状态，当液压马达出现超速情况时，判断液压泵的工作状态，根据液压泵的工作状态调整液压马达的控制电流，实时控制液压马达的排量，保证液压马达一直在可连续工作的转速范围下工作。

该控制方法能够根据车辆驱动回路中的实际工作情况，通过对液压马达的控制电流的调节，实时控制液压马达的排量，避免液压马达处于超速工作区域或间歇性工作区域，保证液压马达处于正常的连续工作范围，提高了液压马达的使用性能。

进一步优选的实施方式中，该车辆的控制方法还包括以下步骤：

步骤S1，判断转速信号采集的实际转速与额定转速的大小，若实际转速大于额定转速，则进入步骤S2；

步骤S2，判断供油压力与回油压力的大于，若供油压力大于回油压力，则进入步骤S3，若供油压力小于回油压力，则进入步骤S4；

步骤S3，生成加大液压马达排量的控制电流；

步骤S4，生成减小液压马达排量的控制电流。

液压马达在不同的排量下具有不同额定转速，液压马达工作时，如果超过额定转速会进入间歇性工作区域，如果转速再继续增大，则会进入超速工作区域，如果液压马达处于超速工作区域或间歇性工作区域超过6秒，则液压马达将可能损坏。

液压马达运行过程中，实时的判断液压马达的转速是否超过额定转速，如果超过额定转速则立马启动压力判断模块判断液压泵的工作状态，然后根据液压泵的工作状态，生成控制指令，调整液压马达。

在液压马达转速达到额定转速且液压泵的供油压力大于回油压力，通过调节马达电流，加大马达排量，使马达转速降低，低于额定转速，达到保护液压马达的目的。

在液压马达转速达到额定转速且液压泵的供油压力小于回油压力，通过调节马达电流，减小马达排量，相当于调高液压马达的额定转速，使马达转速低于额定转速，达到保护马达的目的。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆的控制装置，其特征在于，包括传感器组件、处理单元和控制单元；

所述车辆包括至少一组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；

所述传感器组件包括转速传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；所述转速传感器用于检测所述液压马达的实际转速，所述第一压力传感器用于检测所述液压泵正转时的供油压力，所述第二压力传感器用于检测所述液压泵正转时的回油压力；

所述处理单元用于根据所述传感器组件采集的信号获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节所述液压马达的控制电流。

2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述处理单元包括转速判断模块、压力判断模块和指令生成模块；

所述转速判断模块用于判断所述液压马达的转速，当所述实际转速大于额定转速时，触发所述压力判断模块进行压力比较；

所述压力判断模块用于生成所述液压泵正转时的所述供油压力和所述回油压力的比较结果；

所述指令生成模块用于根据所述比较结果生成控制指令。

3.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述供油压力大于所述回油压力时，所述控制指令调节所述液压马达的所述控制电流加大所述液压马达的排量。

4.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述供油压力小于所述回油压力时，所述控制指令调节所述液压马达的所述控制电流减小所述液压马达的排量。

5.如权利要求2所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述额定转速根据所述液压马达的转速限制曲线图中排量与转速的对应关系获取。

6.如权利要求5所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述排量根据所述液压马达的马达排量控制曲线图中控制电流与排量的对应关系获取。

7.如权利要求1至6任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，所述驱动回路包括多个所述液压马达，多个所述转速传感器分别检测多个所述液压马达的实际转速。

8.如权利要求1至6任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，包括多组所述驱动回路，所述处理单元根据各所述驱动回路中的所述参数值生成该驱动回路的控制指令。

9.一种车辆的控制方法，所述车辆包括至少一组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少一个液压马达；其特征在于，包括以下步骤：

传感器组件检测所述液压马达的转速信号、液压泵正转时的供油压力和回油压力；

根据所述传感器组件采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

根据所述控制指令调节所述液压马达的控制电流。

10.如权利要求9所述的车辆的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S1，判断所述转速信号采集的实际转速与额定转速的大小，若所述实际转速大于所述额定转速，则进入步骤S2；

S2，判断所述供油压力与所述回油压力的大于，若供油压力大于回油压力，则进入步骤S3，若供油压力小于回油压力，则进入步骤S4；

S3，生成加大所述液压马达排量的控制电流；

S4，生成减小所述液压马达排量的控制电流。