CN107191440A - 用于工程机械液压系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于工程机械液压系统的控制方法，属于液压与控制技术领域，包括:电子控制执行模块根据系统输入信号判断执行器的工作模式；压力检测模块检测液压泵的出口压力，发动机转速传感器检测发动机的转速；电子控制执行模块根据判断的工作模式对出口压力与预设压力进行比较，对发动机的转速与该模式下的发动机转速进行比较，在出口压力不满足预设压力的情况下，电子控制执行模块控制电磁阀的开度来改变喷油器的喷油量，进而改变发动机的转速以改变发动机传递给液压泵的动力。该方法通过对液压泵排量的控制，可以使系统的出口压力快速高效地达到系统的预设压力，从而节省系统功率，并提高系统工作的稳定性、精确性、灵活性和工作效率。

Description

用于工程机械液压系统的控制方法

技术领域

本发明属于液压与控制技术领域，具体涉及一种用于工程机械液压系统的控制方法。

背景技术

在许多机械中，需要将系统压力保持为一个恒定压力，如挖掘机铲斗在上升过程中、推土铲在推土过程中的分配液压系统等，因此，液压驱动在各种机械中有着非常广泛的应用。目前，保持液压系统的系统压力恒定的方法通常有以下几种：

1)通过溢流阀来保持系统压力恒定；

2)通过蓄能器和定量泵来保持系统压力恒定；

3)通过恒压泵上的压力切断阀来保持系统压力恒定。

在上述方法中，对于通过溢流阀溢流来保持压力恒定的情况，系统的功率损失较大，当保压时间较长或需要溢流阀频繁动作时，出于节省功率的考虑一般很少应用。对于通过蓄能器和定量泵的保压回路来保持压力恒定的情况，虽然该方法应用较为广泛，但是该方法对系统的冲击较大，可能对系统造成损害。对于通过压力切断阀来保持压力恒定的情况，必须在恒压泵上额外增加压力切断阀的压力补偿机构，因此增加了液压系统的成本。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种用于工程机械液压系统的控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于工程机械液压系统的控制方法，所述液压系统包括:

液压泵，用于为液压管路提供液压油；

压力检测模块，用于检测所述液压泵的出口压力；

发动机，用于为所述液压泵提供动力；

喷油器，用于为所述发动机提供燃料；

电磁阀，用于控制所述喷油器的喷油量；

发动机转速传感器，用于检测所述发动机的转速；

电子控制执行模块，用于根据所述液压泵的出口压力和所述发动机的转速控制所述电磁阀的开度，进而控制所述喷油器的喷油量；所述压力检测模块和发动机转速传感器均通过信号线与所述电子控制执行模块的信号输入端电连接，所述电磁阀通过信号线与所述电子控制执行模块的信号输出端电连接；

执行器，所述液压泵通过液压管路为所述执行器提供动力，执行各种工程动作；

所述方法包括:

所述电子控制执行模块根据系统输入信号判断所述执行器的工作模式；

所述压力检测模块检测所述液压泵的出口压力，所述发动机转速传感器检测所述发动机的转速，并将压力信号和转速信号发送到所述电子控制执行模块；

所述电子控制执行模块根据判断的工作模式对所述出口压力与所述工作模式下的预设压力进行比较得到压力差，对所述转速与所述工作模式下的预设发动机转速进行比较得到转速差；

在所述出口压力不满足预设压力的情况下，所述电子控制执行模块控制所述电磁阀的开度来改变所述喷油器的喷油量，进而改变所述发动机的转速以改变所述发动机传递给所述液压泵的动力，改变所述液压泵的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力。

优选地，所述电子控制执行模块通过控制所述电磁阀的开度来改变所述液压泵的排量的方法为：

a)当所述出口压力大于所述预设压力范围的上限值时，所述电子控制执行模块根据所述转速差计算出所述电磁阀的目标电流，所述电子控制执行模块根据所述目标电流减小向所述电磁阀的输出电流，所述电磁阀的开度变小使得所述喷油器的喷油量减小，进而降低所述发动机的转速以减小所述发动机传递给所述液压泵的动力，减小所述液压泵的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力；

b)当所述出口压力小于所述预设压力范围的上限值时，所述电子控制执行模块根据所述转速差计算出所述电磁阀的目标电流，所述电子控制执行模块根据所述目标电流增大向所述电磁阀的输出电流，所述电磁阀的开度变大使得所述喷油器的喷油量增加，进而提高所述发动机的转速以增大所述发动机传递给所述液压泵的动力，增加所述液压泵的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力。

优选地，所述执行器为铲斗或推土铲或吊臂。

优选地，所述电子控制执行模块为PLC控制器。

本发明提供的用于工程机械液压系统的控制方法通过压力检测模块检测液压泵的出口压力，在出口压力不满足预设压力的情况下，电子控制执行模块根据液压泵的出口压力和发动机的转速控制电磁阀的开度，进而控制喷油器的喷油量，进而改变发动机的转速以改变发动机传递给液压泵的动力，改变液压泵的排量，使得出口压力满足系统的预设压力，从而在节省系统功率、避免对系统造成冲击的同时保持系统压力恒定，并无需增加额外的制造成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的用于控制工程机械的液压系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。

实施例1

本发明提供了一种用于工程机械液压系统的控制方法，具体如图1所示，液压系统包括:

液压泵1，用于为液压管路提供液压油；

压力检测模块2，用于检测液压泵1的出口压力，本实施例中的压力检测模块2为压力传感器，安装在液压泵1的排油口处；

发动机3，用于为液压泵1提供动力；

喷油器4，用于为发动机3提供燃料；

电磁阀5，用于控制喷油器4的喷油量；

发动机转速传感器6，用于检测发动机3的转速；

电子控制执行模块7，用于根据液压泵1的出口压力和发动机3的转速控制电磁阀5的开度，进而控制喷油器4的喷油量；压力检测模块2和发动机转速传感器6均通过信号线与电子控制执行模块7的信号输入端电连接，电磁阀5通过信号线与电子控制执行模块7的信号输出端电连接；

执行器8，液压泵1通过液压管路为执行器8提供动力，执行各种工程动作。

本实施例提供的工程机械液压系统的控制方法包括以下步骤:

第一步：电子控制执行模块7根据系统输入信号判断执行器8的工作模式；

第二步：压力检测模块2检测液压泵1的出口压力，发动机转速传感器6检测发动机3的转速，并将压力信号和转速信号发送到电子控制执行模块7；

第三步：电子控制执行模块7根据判断的工作模式对出口压力与工作模式下的预设压力进行比较得到压力差，对转速与工作模式下的预设发动机转速进行比较得到转速差；

第四步：在出口压力不满足预设压力的情况下，电子控制执行模块7控制电磁阀5的开度来改变喷油器4的喷油量，进而改变发动机3的转速以改变发动机3传递给液压泵1的动力，改变液压泵1的排量，使得出口压力满足系统的预设压力。

上述步骤构成一个闭环控制系统，通过压力与转速的双重检测来提高控制的精度。

进一步地，本实施例中电子控制执行模块7通过控制电磁阀5的开度来改变液压泵1的排量的方法为：

a)当出口压力大于预设压力范围的上限值时，电子控制执行模块7根据转速差计算出电磁阀5的目标电流，电子控制执行模块7根据目标电流减小向电磁阀5的输出电流，电磁阀5的开度变小使得喷油器4的喷油量减小，进而降低发动机3的转速以减小发动机3传递给液压泵1的动力，减小液压泵1的排量，使得出口压力满足系统的预设压力；

b)当出口压力小于预设压力范围的上限值时，电子控制执行模块7根据转速差计算出电磁阀5的目标电流，电子控制执行模块7根据目标电流增大向电磁阀5的输出电流，电磁阀5的开度变大使得喷油器4的喷油量增加，进而提高发动机3的转速以增大发动机3传递给液压泵1的动力，增加液压泵1的排量，使得出口压力满足系统的预设压力。

本实施例中中的电子控制执行模块7为PLC控制器，执行器8为铲斗或推土铲或吊臂，也就是说本实施例适用于挖掘机、推土机、吊车等多种工程机械。在方法需要在使用前对系统的发动机转速、液压泵1的出口压力及电磁阀5的开度三者之间的关系进行标定。通过多次试验验证，本实施例提供的控制方法可根据工程机械执行部件的具体动作对力的需求实时调节液压泵1的出口压力，系统的功率损失大大减小，对系统的冲击较小，提高了整个液压系统的寿命，无需在恒压泵上额外增加压力切断阀的压力补偿机构，降低了液压系统的成本。

以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于工程机械液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统包括:

液压泵(1)，用于为液压管路提供液压油；

压力检测模块(2)，用于检测所述液压泵(1)的出口压力；

发动机(3)，用于为所述液压泵(1)提供动力；

喷油器(4)，用于为所述发动机(3)提供燃料；

电磁阀(5)，用于控制所述喷油器(4)的喷油量；

发动机转速传感器(6)，用于检测所述发动机(3)的转速；

电子控制执行模块(7)，用于根据所述液压泵(1)的出口压力和所述发动机(3)的转速控制所述电磁阀(5)的开度，进而控制所述喷油器(4)的喷油量；所述压力检测模块(2)和发动机转速传感器(6)均通过信号线与所述电子控制执行模块(7)的信号输入端电连接，所述电磁阀(5)通过信号线与所述电子控制执行模块(7)的信号输出端电连接；

执行器(8)，所述液压泵(1)通过液压管路为所述执行器(8)提供动力，执行各种工程动作；

所述方法包括:

所述电子控制执行模块(7)根据系统输入信号判断所述执行器(8)的工作模式；

所述压力检测模块(2)检测所述液压泵(1)的出口压力，所述发动机转速传感器(6)检测所述发动机(3)的转速，并将压力信号和转速信号发送到所述电子控制执行模块(7)；

所述电子控制执行模块(7)根据判断的工作模式对所述出口压力与所述工作模式下的预设压力进行比较得到压力差，对所述转速与所述工作模式下的预设发动机转速进行比较得到转速差；

在所述出口压力不满足预设压力的情况下，所述电子控制执行模块(7)控制所述电磁阀(5)的开度来改变所述喷油器(4)的喷油量，进而改变所述发动机(3)的转速以改变所述发动机(3)传递给所述液压泵(1)的动力，改变所述液压泵(1)的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力。

2.根据权利要求1所述的用于工程机械液压系统的控制方法，其特征在于，所述电子控制执行模块(7)通过控制所述电磁阀(5)的开度来改变所述液压泵(1)的排量的方法为：

a)当所述出口压力大于所述预设压力范围的上限值时，所述电子控制执行模块(7)根据所述转速差计算出所述电磁阀(5)的目标电流，所述电子控制执行模块(7)根据所述目标电流减小向所述电磁阀(5)的输出电流，所述电磁阀(5)的开度变小使得所述喷油器(4)的喷油量减小，进而降低所述发动机(3)的转速以减小所述发动机(3)传递给所述液压泵(1)的动力，减小所述液压泵(1)的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力；

b)当所述出口压力小于所述预设压力范围的上限值时，所述电子控制执行模块(7)根据所述转速差计算出所述电磁阀(5)的目标电流，所述电子控制执行模块(7)根据所述目标电流增大向所述电磁阀(5)的输出电流，所述电磁阀(5)的开度变大使得所述喷油器(4)的喷油量增加，进而提高所述发动机(3)的转速以增大所述发动机(3)传递给所述液压泵(1)的动力，增加所述液压泵(1)的排量，使得所述出口压力满足所述系统的预设压力。

3.根据权利要求1所述的用于工程机械液压系统的控制方法，其特征在于，所述电子控制执行模块(7)为PLC控制器。

4.根据权利要求1所述的用于工程机械液压系统的控制方法，其特征在于，所述执行器(8)为铲斗或推土铲或吊臂。