CN106629504B - 电动叉车及其液压系统和液压系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动叉车的液压系统，该系统包括：操作件，用于接受用户操作，以生成电动叉车的门架的动作指令；电机、油泵、油箱和油缸，电机驱动油泵将油箱内的油泵出；电液比例阀，电液比例阀包括电磁阀，从油箱内泵出的油通过电磁阀流经电液比例阀进入油缸，油缸运动以驱动门架动作；第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路用于采集所述动作指令，所述第二采集电路用于采集所述电磁阀的反馈电流；数字信号处理器，数字信号处理器根据门架的动作指令和电磁阀的反馈电流对电机和电液比例阀进行控制。该液压系统，结构简单、可靠性高。本发明还公开一种具有该液压系统的电动叉车以及液压系统的控制方法。

Description

电动叉车及其液压系统和液压系统的控制方法

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种电动叉车的液压系统，以及具有该液压系统的电动叉车和该液压系统的控制方法。

背景技术

电动叉车的电液比例阀是实现叉车门架上升下降、前倾后倾、左移右移等工况的关键控制器件，随着电子技术的发展，电液比例阀的控制精度和稳定性大幅度提高。传统电液比例阀技术是开关阀技术、比例阀技术和伺服阀技术的结合，是一种模拟控制技术，其精确控制是建立在闭环控制基础上的，依靠各种传感器、伺服阀、伺服放大器、控制器等各种硬件与各种自动控制理论相结合完成。

国内生产的比例阀产品主要是应用模拟控制器，应用模拟式电气—机械转换装置，将电信号转换成位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量。所以模拟控制器的性能的好坏直接决定了整个液压控制系统的性能。

概括地说，叉车电液比例阀控制技术是一种系统复杂、价钱昂贵、维护麻烦、故障率高的系统，必须是专家设计、专家调试、专家使用、专家维护，给大规模推广应用带来障碍。造成以上缺点的原因是采用模拟电路无法运用很多控制算法，可靠性也不佳，控制系统的可重复精度不高，无法批量生产和广泛应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电动叉车的液压系统，该液压系统结构简单、可靠性高。

本发明的另一个目的在于提出一种包括上述液压系统的电动叉车。

本发明的再一个目的在于提出一种上述液压系统的控制方法。

为了达到上述目的，本发明一方面提出一种电动叉车的液压系统，该液压系统包括：操作件，用于接受用户操作，以生成所述电动叉车的门架的动作指令；电机、油泵、油箱和油缸，所述电机驱动所述油泵将所述油箱内的油泵出；电液比例阀，所述电液比例阀包括电磁阀，从所述油箱内泵出的油通过所述电磁阀流经所述电液比例阀进入油缸，所述油缸运动以驱动所述门架动作；第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路用于采集所述动作指令，所述第二采集电路用于采集所述电磁阀的反馈电流；数字信号处理器，所述数字信号处理器根据所述门架的动作指令和所述电磁阀的反馈电流对所述电机和所述电液比例阀进行控制。

根据本发明的电动叉车的液压系统，采用数字信号处理器根据门架的动作指令和电磁阀的反馈电流对电机和电液比例阀的进行控制，从而使得电机和电液比例阀的功率匹配，与相关技术相比，省去了应用模拟式电气-机械转换装置的模拟闭环控制器，采用数字信号处理器，可以节省部分硬件结构，数字信号处理器控制功能强大，可以实现复杂程序和运动规律的控制，从而实现对电机和电液比例阀的更加稳定和高效控制，该液压系统结构简单，维护成本低、系统控制精度高，稳定性提高。

为了达到上述目的，本发明另一方面提出一种电动叉车，该电动叉车包括上述的液压系统。

根据本发明的电动叉车，本申请的电动叉车，通过采用上述方面的液压系统，结构更加简单，便于维护，稳定性提高。

为了达到上述目的，本发明在一方面提出一种电动叉车的液压系统的控制方法，其中，所述液压系统包括操作件、电机、油泵、油箱和油缸、电液比例阀、第一采集电路、第二采集电路和数字信号处理器，所述控制方法包括以下步骤：通过所述操作件接受用户操作以生成所述电动叉车的门架的动作指令；所述数字信号处理器根据所述动作指令控制所述电机启动以驱动所述油泵将所述油箱内的油泵出，以及控制所述电液比例阀的电磁阀开启，以使从所述油箱内泵出的油通过所述电磁阀流经所述电液比例阀进入油缸，所述油缸运动以驱动所述门架动作；通过所述第一采集电路采集所述门架的动作指令，并通过所述第二采集电路采集所述电磁阀的反馈电流；所述数字信号处理器对所述动作指令进行识别，并根据所述门架的动作指令和所述电磁阀的反馈电流对所述电机和所述电液比例阀进行控制。

根据本发明的电动叉车的液压系统的控制方法，采用数字信号处理器根据动作指令和电磁阀的反馈电流对电机和电液比例阀进行控制，从而使得电机和电液比例阀的功率匹配，与相关技术相比，数字信号处理器控制功能强大，可以实现复杂程序和运动规律的控制，从而实现对电机和电液比例阀的更加稳定和高效控制，提高系统控制精度，提高稳定性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的电动叉车的液压系统的功能框图；

图2是根据本发明的另一个实施例的电动叉车的液压系统的功能框图；

图3是根据本发明的另一个具体实施例的第一采集电路的电路图；

图4是根据本发明的又一个具体实施例的模拟开关的电路图；

图5是根据本发明的又一个具体实施例的数字信号处理器的最小系统的框图；

图6是根据本发明的又一个具体实施例的数据锁存器的电路图；

图7是根据本发明的又一个具体实施例的电磁阀驱动电路的电路图；

图8是根据本发明的又一个具体实施例的第二采集电路的电路图；

图9是根据本发明的一个实施例的电动叉车的框图；

图10是根据本发明的一个实施例的电动叉车的液压系统的控制方法的流程图；

图11是根据本发明的一个具体实施例的采集摇杆信号过程的流程图；

图12是根据本发明的另一个具体实施例的判断哪一路摇杆信号操作的过程的流程图；

图13是根据本发明的再一个具体实施例的根据摇杆信号执行相应操作的过程的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电动叉车的液压系统以及具有该液压系统的电动叉车和液压系统的控制方法。

首先对本发明实施例的电动叉车的液压系统进行说明。

图1是根据本发明的一个实施例的液压系统的功能框图。如图1所示，该液压系统100包括操作件10、电机20、油泵30、油箱40、电液比例阀50、第一采集电路60、第二采集电路70和数字信号处理器80例如DSP(digital signal processing)。

其中，操作件10用于接受用户操作，以生成电动叉车的门架的动作指令。具体地，在本发明的一个实施例中，操作件10为摇杆结构，包括多个摇杆，例如该摇杆结构包括上升/下降摇杆、前倾/后倾摇杆、左移/右移摇杆和收紧/扩放摇杆。在实际应用中，可以设计摇杆结构为指触比例摇杆，或者摇杆结构为三针的双向带自复位摇杆，数量为四个，分别控制电动叉车的门架的上升或下降、前倾或后倾、左移或右移、收紧或扩放工况。相比于传统比例阀产品使用机械式操作杆，改用摇杆结构进行操作，更加简单。

电机20用于驱动油泵30将油箱40内的油泵出。电液比例阀50包括电磁阀51，从油箱40内泵出的油通过电磁阀51流经电液比例阀50进入油缸01，油缸01运动以驱动门架动作。具体地，对应于门架的具体工况，电磁阀51可以为多个。

数字信号处理器80根据门架的动作指令确定哪个摇杆动作，并根据确定的摇杆的动作指令控制电机20启动以及控制对应的电磁阀51开启，以及根据摇杆的动作指令和对应的电磁阀51的反馈电流进行闭环数字PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)控制以获得控制比例信号，并根据控制比例信号控制电机20以及调节对应的电磁阀51的开度，从而实现对电机20和电磁阀51的闭环控制。

具体地，数字信号处理器80对动作指令进行识别，即在接收到动作指令之后，判断是那一路遥控操作发出的动作指令，即判断驾驶员意欲操作的门架的运动工况，并根据动作指令控制电机20启动以及控制对应的电液比例阀50的电磁阀51开启。例如，电磁阀51可以包括八个，包括上升电磁阀、下降电磁阀、前倾电磁阀、后倾电磁阀、左移电磁阀、右移电磁阀、收紧电磁阀和扩放电磁阀。换句话说，在开始时，用户操作操作件10发出门架的动作指令，例如，四个摇杆向数字信号处理器80发出摇杆信号即摇杆输出的动作指令，具体地，用户操作摇杆，摇杆偏离中位，数字信号处理器80根据自身逻辑和计算功能识别出是哪一路摇杆输入，并输出电机控制信号和比例信号至电机控制器，以控制电机20启动，以及输出一定的PWM波信号至电液比例阀50以控制对应的电磁阀51开启，进而通过油缸动作驱动门架运动。

第一采集电路60用于采集动作指令，在本发明的一个实施例中，与前述的摇杆结构对应地，第一采集电路60可以包括上升/下降子电路、前倾/后倾子电路、左移/右移子电路和收紧/扩放子电路，各个子电路分别用于采集对应摇杆的动作指令。

第二采集电路70用于采集电磁阀51的反馈电流，例如，通过电磁阀驱动电路驱动电磁阀51的开度，第二采集电路70可以通过采集电磁阀驱动电路的驱动电流获得电磁阀51的反馈电流。

数字信号处理器80根据门架的动作指令和电磁阀51的反馈电流对电机20和电液比例阀50进行控制。在实际应用中，第一采集电路60、第二采集电路70和电磁阀驱动电路都可以包括四路独立的子电路。电磁阀51反馈电流采样信号，即控制电液比例阀50的电磁阀51开合的驱动电流，经过第二采集电路70中的电压跟随和放大电路转换成电压信号输入数字信号处理器80中变换成数字量，进而数字信号处理器80将反馈电流信号与输入的摇杆信号数字量进行闭环数字PID控制，得到更加精确的控制比例信号。可以理解的是，通过数字信号处理器80进行闭环控制，系统输出量电磁阀驱动电流对控制系统有直接影响，反馈环节可以减少系统误差，得到更加精准的控制比例信号，当系统出现干扰时，可以自动减弱其影响。

进一步地，数字信号处理器80根据上述控制比例信号来判断摇杆是否被操作并确定电机开关信号、调速信号和PWM波信号的占空比大小。随着摇杆摆角即偏离中位的角度增加，控制比例信号也线性增加，当摇杆被打到极限时，例如被前推或者后拉至允许极限值时，控制比例信号输出最大值，此时数字信号处理器80的控制对象即电液比例阀50的电磁阀51开度最大，电机转速也会随着摇杆的动作输出比例信号变化，实现对电机20和电液比例阀50的功率匹配。其中，当摇杆处于中位时，数字信号处理器80计算的控制比例信号应该为零，并使电机20和电液比例阀50的电磁阀51处于关闭状态。

本发明实施例的电动叉车的液压系统100，通过第一采集电路60采集门架的动作指令，通过第二采集电路70采集电磁阀51的反馈电流，进而采用数字信号处理器80根据动作指令和电磁阀51的反馈电流对电机20和电液比例阀50进行控制，从而使得电机20和电液比例阀50的功率匹配，与相关技术相比，省去了应用模拟式电气-机械转换装置的模拟闭环控制器，采用数字信号处理器80实现各种复杂算法和控制逻辑，实现对电机20和电液比例阀50的稳定和高效控制，该液压系统100结构简单，数字信号处理器80控制功能强大，可以实现复杂程序和运动规律的控制，维护成本低、系统控制精度高，稳定性提高。

图2是根据本发明的另一个实施例的电动叉车的液压系统的功能框图。液压系统100还包括模拟开关90、保护电路91、数据锁存器92、上位机93和下载器94。另外还包括：数字电源电路95、电磁阀驱动电路96、电机启动电路97、电机调速电路98、CAN通信电路99。

如图2所示，其中，数字电源电路95分别与需要供电的模块相连，图中只是作为示例连接数字信号处理器80，模拟开关90分别与第一采集电路60和数字信号处理器80连接，数据锁存器92分别与数字信号处理器80、保护电路91和电磁阀驱动电路96连接，电磁阀驱动电路96与电磁阀51连接，电机启动电路97分别与电机20和数字信号处理器80连接，电机调速电路98分别与电机20和数字信号处理器80连接，上位机93和下载器94分别通过CAN通信电路99与数字信号处理器80连接。

下面参照图2和具体实施例附图对本发明的电动叉车的液压系统100进一步说明。

其中，数字电源电路95将电动叉车的车用低电压转换为DSP和各个功能模块中的多种芯片以及电路所需的工作电压。

第一采集电路60可以包括四路独立且相同的子模块，下面仅以上升/下降子电路进行说明，其他的子电路与之相同。图3是根据本发明的一个具体实施例的第一采集电路的电路图，如图3所示，第一采集电路60包括上升/下降指触比例摇杆信号输入端JP32，钳位电路D5，上升/下降指触摇杆信号输出端74HP15，磁珠FB8，分压电阻R67、R74，限流电阻R25，滤波电容C77、C30。其中，输入端JP32与摇杆结构的输出端相连，输入端JP32通过磁珠FB8与分压电阻R67和滤波电容C77的一端连接，滤波电容C77的另一端接地，分压电阻R67的另一端与钳位电路D5相连，分压电阻R67的另一端还与分压电阻R74、滤波电容C30和限流电阻R25的一端相连接，分压电阻R74和滤波电容C30的另一端接地，限流电阻R25的另一端连接输出端74HP15。上升/下降子电路通过JP32接收摇杆信号输入即动作指令，摇杆信号通过滤波、分压之后至输出端，信号输出端74HP15连接模拟开关90的输入端。摇杆结构通过第一采集电路60将摇杆信号输入给模拟开关90。

模拟开关90，例如八选一模拟开关，用于将第一采集电路60的子电路采集的动作指令信号分时输出至数字信号处理器80。具体地，八选一模拟开关包括输入端、输出端和地址选择端，其中，输入端连接第一采集电路60的四路子电路的输出端，输出端和地址选择端与数字信号处理器连接。图4是根据本发明的一个具体实施例的模拟开关的电路图，如图4所示，模拟开关90例如八选一模拟开关的型号为74HC4051，包括输入端Y0-Y7、输出端Z、地址选择端A0-A2、正电源端VDD，负电源端VEE，接地端VSS，使能端E。其中，Y2、Y4、Y5和Y6连接第一采集电路60的四个子电路的输出端，Z、A0、A1和A2连接DSP，VEE、VSS、Y0、Y1和Y3接地，VDD连接数字电源电路95的3.3V。模拟开关90将四个摇杆信号分时输出到一个DSP模拟输入端，节省了DSP引脚资源，DSP只需要一个A/D(模拟/数字转换)端口就可以接收到4组摇杆模拟信号。

图5是根据本发明的一个具体实施例的数字信号处理器(DSP)的最小系统的框图，如图5所示，数字信号处理器80例如DSP最小系统包括DSP数字信号处理芯片81、电源电路82、晶振电路83、复位电路84和滤波电路85。DSP最小系统的电源电路82连接数字电源电路95的供电输出端，为DSP提供工作电源，晶振电路83输出端连接DSP的振荡器晶振输入端，为DSP提供工作所需的时钟信号，复位电路84输出端连接DSP的主复位引脚复位端，起到上电复位的功能，滤波电路85连接数字电源电路95的供电输出端，起到稳定工作电压的作用。

图6是根据本发明的另一个具体实施例的数据锁存器的电路图，数据锁存器92分别与保护电路91、数字信号处理器80和电液比例阀50连接，在保护电路91或者数字信号处理器80输出故障信号时，数据锁存器92不能使能输出数据至电液比例阀50，即当检测电流电压异常时则不能使能数据锁存器92，当软件故障时，DSP发出故障信号，也不能使能数据锁存器92，所以与数据锁存器92相连保护电路91和DSP为整个电液比例阀控制系统提供软硬件的双重保护。如图6所示，具体地，数据锁存器的型号为74HC373，包括电源端VCC，输出使能端接地端GND，数据锁存使能端LE，数据输入端D0—D7，数据输出端Q0—Q7。其中，输出使能端作为故障端接保护电路91输出端和DSP故障输出端，当软硬件检测到故障时则不能使能数据输出，起到保护系统的作用；输入端D0—D7接DSP的PWM波输出端，DSP软件计算控制比例信号同时输出相应占空比的PWM波；数据输出端Q0—Q7接电液比例阀50的电磁阀驱动电路96。

在本发明的液压系统100中，保护电路91可以包括过压保护电路、欠压保护电路、四个过流保护电路、一个与非门电路、一个故障输出端。保护电路91的故障输出端与数据锁存器92数据输出使能端相连，当有一路发生故障时，保护电路91的故障段输出1，进而不会使能数据锁存器92，为系统提供硬件的保护。

图7是根据本发明的又一个实施例的电磁阀驱动电路的电路图，在本发明的实施例中，电磁阀驱动电路96可以包括四路独立且相同的子电路，下面仅以上升/下降子电路进行说明，其他子电路与之相同，如图7所示，在本实施例中，电磁阀驱动电路96包括驱动芯片VND830SP，分压电阻R48、R49、R79、R83，稳压二极管DD3、DD7、DD20、DD21，驱动芯片包括电源端VCC、输入端INPUT1、INPUT2、输出端OUTPUT1和OUTPUT2，其中，电源端VCC连接数字电源电路95的12V；输入端INPUT1通过分压电阻R49连接数据锁存器92的数据输出端Q0，输入端INPUT2通过分压电阻R48连接数据锁存器92的数据输出端Q1，输入端INPUT1与分压电阻R49之间具有节点，该节点与滤波电容C42的一端连接，滤波电容C42的另一端接地，输入端INPUT2与分压电阻R48之间具有节点，该节点与滤波电容C38的一端连接，滤波电容C38的另一端接地；输出端OUTPUT1通过线束连接电液比例阀50的上升电磁阀，驱动上升电磁阀工作，稳压二极管DD21和DD3并联之后连接输出端OUTPUT1，OUTPUT2通过线束连接电液比例阀50的下降电磁阀，驱动下降电磁阀工作，稳压二极管DD20和DD7并联之后连接输出端OUTPUT2。

第二采集电路70为四路电磁阀提供闭环采样控制提供硬件支持，可以将采集的电磁阀51的反馈电流转换为电压并放大之后输入至数字信号处理器80。

在本发明的实施例中，与电液比例阀50的电磁阀51相对应，第二采集电路70包括对应独立且相同的采集子电路，具体地，第二采集电路70包括上升采集子电路、下降采集子电路、前倾采集子电路、后倾采集子电路、左移采集子电路、右移采集子电路、收紧采集子电路和扩放采集子电路，各个采集子电路分别用于采集对应电磁阀51的反馈电流。例如，上升采集子电路用于采集上升电磁阀的反馈电流，下降采集子电路用于采集下降电磁阀的反馈电流，前倾采集子电路用于采集前倾电磁阀的反馈电流，后倾采集子电路用于采集后倾电磁阀的反馈电流。

具体地，上述第二采集电路70的各个采集子电路的电路结构可以相同，图8是根据本发明的一个具体实施例的第二采集电路的子电路的电路图，如图8所示，每个采集子电路包括：采样电阻BR4、电压跟随器IC12B和电压放大器IC12A，其中，采样电阻BR4的一端与相应电磁阀连接，采样电阻BR4的另一端接地；电压跟随器IC12B的输入端与采样电阻BR4的一端连接；电压放大器IC12A的输入端与电压跟随器IC12B的输出端连接，电压放大器IC12A的输出端通过分压电阻输出至数字信号处理器80。其中，通过采样电阻BR4将采集的电磁阀51的反馈电流转换为电压，电压跟随器IC12B起到缓冲隔离的作用，降低电压放大器IC12A对前级采集的电压的影响，通过电压放大器IC12A实现对电压信号的放大，并将放大后的电压信号输出至数字信号处理器80，进而数字信号处理器80进行闭环控制。

下面仅以上升采集子电路进行说明，其他子电路与之相同。如图8所示，在本实施例中，第二采集电路70包括输入端JP10(GND)，采样电阻BR4，电压跟随器IC12B，电压放大器IC12A，钳位电路D10，输出端AN2。其中，输入端JP10(GND)与线束连接，上升电磁阀电流通过线束进入输入端JP10(GND)，采样电阻BR4连接输入端JP10以获得采样电压信号，采样电阻BR4通过分压电阻R1和R2连接电压跟随器IC12B的输入端，电压跟随器IC12B的输出端连接电压放大器IC12A的输入端，电压放大器IC12A的输出端通过分压电阻R3和电阻R4连接输出端AN2，钳位电路D10分别与电阻R3和电阻R4连接；采样电压信号输入到电压跟随器IC12B后经电压放大器IC12A输出到输出端AN2中；AN2与DSP中的A/D(模拟/数字转换)口相连，完成上升电磁阀电流反馈操作。

其中，电机启动电路97、电机调速电路98和CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信电路99可以采用目前通用的电路结构来实现。

具体地，DSP软件判断有摇杆按下时发出启动电机信号(下降工况除外)，启动电机信号经电机启动电路97输出到相应的电机的控制开关，控制电机20的启停。DSP软件根据控制比例信号计算出电机调速信号的大小并输出给电机调速电路98，进而电机调速电路98将调速信号输入到电机控制器中完成电机调速操作。CAN通信电路99实现DSP与外部的通信，例如与上位机93和下载器94的数据交互。

在本发明的实施例中，上位机93用于对数字信号处理器80中的参数进行修改以及实时监控；下载器94用于向数字信号处理器80中烧写控制程序，实现电液比例阀50控制程序的下载。通过上位机93对DSP程序中某些参数的修改并且提供了实时监测功能，极大方便了工程技术人员的调试工作。

概括地说，本发明实施例的液压系统100，通过数字信号处理器可以对不同的摇杆信号分别进行识别和控制，方便用户的使用。第二采集电路70将采集的电磁阀51的反馈电流转换为电压信号输入DSP中转换为数字量，与输入DSP的摇杆信号数字量进行闭环数字PID控制，得到控制比例信号。进而，DSP根据计算得出的控制比例信号来识别哪个摇杆被用户操作并输出电机开关信号，调速信号和PWM波的占空比大小。DSP产生的电机开关信号和调速信号分别经由电机启动电路97和电机调速电路98传输至电机控制器，电机控制器控制电机20的启停和转速大小。DSP产生8路PWM波经8位数据锁存器92输出到电磁阀驱动电路96，电磁阀驱动电路96的输出信号至电液比例阀50的八组电磁阀51，以驱动相应的电液比例阀50的电磁阀51的开合。

基于上述方面实施例的液压系统，图9是本发明的一个实施例的电动叉车的框图，如图9所示，该电动叉车1000包括上述方面实施例的液压系统100。

本申请的电动叉车1000，通过采用上述方面的液压系统100，结构更加简单，便于维护，稳定性提高。

基于上述方面实施例的液压系统，下面对本申请再一方面的电动叉车的液压系统的控制方法进行说明。

图10是根据本发明的一个实施例的电动叉车的液压系统的控制方法的流程图，其中，液压系统包括操作件、电机、油泵和油箱、电液比例阀、第一采集电路、第二采集电路和数字信号处理器，如图10所示，该控制方法包括以下步骤：

S1，通过操作件接受用户操作以生成电动叉车的门架的动作指令。

具体地，在本发明的一个实施例中，操作件可以为摇杆结构，与传统比例阀产品使用机械式操作杆相比，更加简单。

S2，数字信号处理器根据动作指令控制电机启动以驱动油泵将油箱内的油泵出，以及控制电液比例阀的电磁阀开启，以使从油箱内泵出的油通过电磁阀流经电液比例阀进入油缸，油缸运动以驱动所述门架动作。

S3，通过第一采集电路采集门架的动作指令，并通过第二采集电路采集所述电磁阀的反馈电流。

S4，数字信号处理器对工作指令进行识别，并根据门架的动作指令和电磁阀的反馈电流对电机和电液比例阀进行闭环控制。

具体地，操作件包括多个摇杆，电磁阀为多个，数字信号处理器根据门架的动作指令确定哪个摇杆动作，并根据确定的摇杆的动作指令控制电机启动以及控制对应的电磁阀开启；进而数字信号处理器根据摇杆的动作指令和对应的电磁阀的反馈电流进行闭环数字PID控制以获得控制比例信号，以及根据所述控制比例信号控制电机以及调节对应的电磁阀的开度，从而实现对电机和对应电磁阀的闭环控制。

本发明实施例的电动叉车的液压系统的控制方法，采用数字信号处理器根据动作指令和电磁阀的反馈电流对电机和电液比例阀进行控制，从而使得电机和电液比例阀的功率匹配，与相关技术相比，采用数字信号处理器可以实现各种复杂算法和控制逻辑，实现对电机和电液比例阀的稳定和高效控制，数字信号处理器控制功能强大，可以实现复杂程序和运动规律的控制，提高系统控制精度，提高稳定性。

进一步地，液压系统还包括模拟开关例如八选一模拟开关，摇杆结构包括多个摇杆，上述方法还包括：模拟开关将第一采集模块采集的多个摇杆的动作指令信号分时输出至数字信号处理器例如DSP，可以节省DSP引脚资源，DSP只需要一个A/D(模拟/数字转换)端口就可以接收到多组例如4组摇杆模拟信号。

液压系统还包括保护电路和数据锁存器，上述方法还包括：在保护电路或者数字信号处理器输出故障信号时，数据锁存器不能使能输出数据至电液比例阀。即当检测电流电压异常时则不能使能数据锁存器，当软件故障时，DSP发出故障信号，也不能使能数据锁存器，所以与数据锁存器相连保护电路和DSP为整个电液比例阀控制系统提供软硬件的双重保护。

基于上述说明，在具体的实现过程中，该控制方法可以包括：A/D中断子程序即对门架的动作指令和电磁阀的反馈电流的采集过程，主程序即数字信号处理器根据动作指令判断哪一路摇杆被操作进而确定对应的门架动作方向的过程，以及T1中断子程序即根据确定的门架动作方向执行相应操作。

具体地，为了采集摇杆信号，如图11所示，其中，以采集四路电磁阀的反馈电流为例，A/D中断子程序包括以下步骤：

S01，为下一次与AN0采样通道相连的八选一模拟开关的地址选择端赋值。每次DSP中AN0通道的采样只能通过八选一模拟开关选择一路摇杆输入，所以需要至少四次A/D中断子程序才能完成对四路摇杆信号的采样。

S02，获取AN0、AN1、AN2、AN3、AN4五路模拟信号。其中，AN0为摇杆信号，其余四路为电磁阀电流反馈的采样信号。

S03，将五路模拟信号值赋给相应的变量。

在具体实施中，A/D中断子程序可以每隔很短时间就执行一次的中断程序，每次执行都把摇杆信号和电流反馈信号存储在多个变量中，这些变量为主程序的判断和T1中断子程序的处理操作提供数据支持。

为了判别哪路摇杆被按下，主程序循环检测A/D中断子程序中通道AN0所赋值的四个变量，如图12所示，主程序流程具体包括以下步骤：

S11，根据AN0采样所获得的四个变量判断是否有摇杆被操作。如果有，进入步骤S12，否则继续执行步骤S11。

S12，判断是否是上升操作。如果是，将上升标志位置1，再进入步骤S13，否则直接进入步骤S13。

S13，判断是否是下降操作。如果是，将下降标志位置1，再进入步骤S14，否则直接进入步骤S14。

S14，判断是否是前倾操作。如果是，将前倾标志位置1，再进入步骤S15，否则直接进入步骤S15。

S15，判断是否是后倾操作。如果是，将后倾标志位置1，再进入步骤S16，否则直接进入步骤S16。

S16，判断是否是左移操作。如果是，将左移标志位置1，再进入步骤S17，否则直接进入步骤S17。

S17，判断是否是右移操作。如果是，将右移标志位置1，再进入步骤S18，否则直接进入步骤S18。

S18，判断是否是扩放操作。如果是，将扩放标志位置1，再进入步骤S19，否则直接进入步骤S19。

S19，判断是否是收紧操作。如果是，将收紧标志位置1，再进入步骤S11，否则直接进入步骤S11。

在具体实施中，主程序是一个循环程序，循环往复的进行摇杆是否按下的检测，如果有摇杆按下就应把相应的标志位置1，方便T1中断子程序判断并执行相应操作。

为了实现对摇杆信号和电流反馈信号的处理，如图13所示，T1中断子程序流程具体包括以下步骤：

S21，判断上升标志位是否为1，如果是，执行上升操作的相关程序后再执行步骤S22，否则直接进入步骤S22。

S22，判断上下降志位是否为1，如果是，执行下降操作的相关程序后再执行步骤S23，否则直接进入步骤S23。

S23，判断前倾标志位是否为1，如果是，执行前倾操作的相关程序后再执行步骤S24，否则直接进入步骤S24。

S24，判断后倾标志位是否为1，如果是，执行后倾操作的相关程序后再执行步骤S25，否则直接进入步骤S25。

S25，判断左移标志位是否为1，如果是，执行左移操作的相关程序后再执行步骤S26，否则直接进入步骤S26。

S26，判断右移标志位是否为1，如果是，执行右移操作的相关程序后再执行步骤S27，否则直接进入步骤S27。

S27，判断扩放标志位是否为1，如果是，执行扩放操作的相关程序后再执行步骤S28，否则直接进入步骤S28。

S28，判断收紧标志位是否为1，如果是，执行收紧操作的相关程序。

在具体实施中，T1中断子程序可以每隔一段时间就执行一次的中断程序，每次执行都将判断主程序中的标志位，如果标志位为1则执行相关的操作程序，上述上升、下降、前倾、后倾、左移、右移、收紧、扩放等操作的相关程序，是对摇杆信号和电流反馈信号进行闭环PID控制得出比例控制信号，此控制信号可以控制电机是否开启，各PWM波输出占空比的大小、电机调速信号的大小。

需要说明的是，在本说明书的说明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电动叉车的液压系统，其特征在于，包括：

操作件，用于接受用户操作，以生成所述电动叉车的门架的动作指令；

电机、油泵、油箱和油缸，所述电机驱动所述油泵将所述油箱内的油泵出；

电液比例阀，所述电液比例阀包括电磁阀，从所述油箱内泵出的油通过所述电磁阀流经所述电液比例阀进入油缸，所述油缸运动以驱动所述门架动作；

第一采集电路和第二采集电路，所述第一采集电路用于采集所述动作指令，所述第二采集电路用于采集所述电磁阀的反馈电流，其中，所述第一采集电路包括指触比例摇杆信号输入端、钳位电路、指触摇杆信号输出端、磁珠、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，其中，所述指触比例摇杆信号输入端与摇杆结构的输出端相连，所述指触比例摇杆信号输入端还通过所述磁珠分别与所述第一分压电阻和所述第一滤波电容的一端连接，所述第一滤波电容的另一端接地，所述第一分压电阻的另一端分别与所述钳位电路以及所述第二分压电阻、所述第二滤波电容和所述限流电阻的一端相连，所述第二分压电阻和所述第二滤波电容的另一端接地，所述限流电阻的另一端与所述指触摇杆信号输出端连接；

数字信号处理器，所述数字信号处理器根据所述门架的动作指令和所述电磁阀的反馈电流对所述电机和所述电液比例阀进行控制；

其中，所述操作件包括多个摇杆，所述电磁阀为多个，所述数字信号处理器还用于根据所述门架的动作指令确定哪个摇杆动作，并根据确定的摇杆的动作指令控制所述电机启动以及控制对应的电磁阀开启，以及根据所述摇杆的动作指令和所述对应的电磁阀的反馈电流进行闭环数字PID控制以获得控制比例信号，并根据所述控制比例信号控制所述电机以及调节所述对应的电磁阀的开度。

2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，其中，第二采集电路包括：

采样电阻，所述采样电阻的一端与电磁阀连接，所述采样电阻的另一端接地；

电压跟随器，所述电压跟随器的输入端与所述采样电阻的一端连接；

电压放大器，所述电压放大器的输入端与所述电压跟随器的输出端连接，所述电压放大器的输出端通过分压电阻输出至所述数字信号处理器。

3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括：

模拟开关，所述模拟开关用于将所述第一采集电路的动作指令信号分时输出至所述数字信号处理器。

4.如权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述模拟开关为八选一模拟开关，所述八选一模拟开关包括输入端、输出端和地址选择端，其中，所述输入端连接所述第一采集电路输出端，所述输出端和地址选择端与所述数字信号处理器连接。

5.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括：

数据锁存器，所述数据锁存器的输出使能端与所述数字信号处理器的故障输出端连接，所述数据锁存器的输出端与所述电液比例阀连接，在所述数字信号处理器输出故障信号时，所述数据锁存器不能使能输出数据至所述电液比例阀。

6.一种电动叉车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的液压系统。

7.一种电动叉车的液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统包括操作件、电机、油泵、油箱和油缸、电液比例阀、第一采集电路、第二采集电路和数字信号处理器，所述控制方法包括以下步骤：

通过所述操作件接受用户操作以生成所述电动叉车的门架的动作指令；

所述数字信号处理器根据所述动作指令控制所述电机启动以驱动所述油泵将所述油箱内的油泵出，以及控制所述电液比例阀的电磁阀开启，以使从所述油箱内泵出的油通过所述电磁阀流经所述电液比例阀进入油缸，所述油缸运动以驱动所述门架动作；

通过所述第一采集电路采集所述门架的动作指令，并通过所述第二采集电路采集所述电磁阀的反馈电流，其中，所述第一采集电路包括指触比例摇杆信号输入端、钳位电路、指触摇杆信号输出端、磁珠、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，其中，所述指触比例摇杆信号输入端与摇杆结构的输出端相连，所述指触比例摇杆信号输入端还通过所述磁珠分别与所述第一分压电阻和所述第一滤波电容的一端连接，所述第一滤波电容的另一端接地，所述第一分压电阻的另一端分别与所述钳位电路以及所述第二分压电阻、所述第二滤波电容和所述限流电阻的一端相连，所述第二分压电阻和所述第二滤波电容的另一端接地，所述限流电阻的另一端与所述指触摇杆信号输出端连接；以及

所述数字信号处理器对所述动作指令进行识别，并根据所述门架的动作指令和所述电磁阀的反馈电流对所述电机和所述电液比例阀进行控制；

其中，所述操作件包括多个摇杆，所述电磁阀为多个，所述数字信号处理器对所述动作指令进行识别，并根据所述门架的动作指令和所述电磁阀的反馈电流对所述电机和所述电液比例阀进行控制，具体包括：

所述数字信号处理器根据所述门架的动作指令确定哪个摇杆动作；

所述数字信号处理器根据确定的摇杆的动作指令控制所述电机启动以及控制对应的电磁阀开启；

所述数字信号处理器根据所述摇杆的动作指令和所述对应的电磁阀的反馈电流进行闭环数字PID控制以获得控制比例信号；以及

所述数字信号处理器根据所述控制比例信号控制所述电机以及调节所述对应的电磁阀的开度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述液压系统还包括模拟开关，所述方法还包括：

所述模拟开关将所述第一采集模块采集的所述多个摇杆的动作指令信号分时输出至所述数字信号处理器。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压系统还包括数据锁存器，所述方法还包括：

在所述数字信号处理器输出故障信号时，所述数据锁存器不能使能输出数据至所述电液比例阀。