CN107250463B - 用于建筑机械的液压泵的控制方法 - Google Patents

用于建筑机械的液压泵的控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于建筑机械的液压泵的控制方法，该建筑机械包括第一液压泵、第一液压致动器、第二液压泵、第二液压致动器、压力传感器、调节器和控制器，该方法包括：使用第二液压泵的检测的压力和第二液压泵的排出流量来计算第二液压泵的马力；将第二液压泵的计算的马力与可用马力进行比较；如果第二液压泵的计算的马力小于可用马力，则基于第一液压泵的基本马力和可用马力的总和与第一液压泵的负荷压力的比值来计算第一液压泵的第一排出流量；如果第二液压泵的计算出的马力大于可用马力，则基于第一液压泵的基本马力与第一液压泵的负荷压力的比值来计算第一液压泵的第二排出流量；将控制信号输入到调节器以排出第一液压泵的第一和第二排出流量。

Description

用于建筑机械的液压泵的控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于建筑机械的液压泵控制装置及其控制方法，更具体地，涉及一种用于建筑机械的液压泵控制装置及其控制方法，以便在多个液压泵连接到发动机的情况下利用该发动机的最大可用马力。
背景技术
图1是根据现有技术的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。
如图1所示，第一可变排量液压泵(以下称为“第一液压泵”)1连接到发动机2。
第一液压致动器3(例如动臂液压缸)通过液压流路4连接到第一液压泵1，该第一液压致动器3通过第一液压泵1的液压流体来驱动作业装置。
第一控制阀5安装在第一液压泵1和第一液压致动器3之间的流路4中，当第一控制阀5被来自操作杆(图中未示出)的先导压力移位时，该第一控制阀5控制被供给到第一液压致动器3的液压流体。
至少一个第二液压泵7连接到发动机2的动力输出(PTO)装置6。第二液压致动器8通过液压流路9连接到第二液压泵7，该第二液压致动器8通过第二液压泵7的液压流体来驱动液压装置(图中未示出)。
第二控制阀12安装在第二液压泵7和第二液压致动器8之间的流路9中，当第二控制阀12被来自操作杆(图中未示出)的先导压力移位时，该第二控制阀12控制被供给到第二液压致动器8的液压流体。
用于控制第一液压泵1的排出流量的控制器10连接到用于调节第一液压泵1的斜盘转角(swash plate swivel angle)的调节器11。
第一液压泵1的马力被设定为小于发动机2的最大可用马力与可从第二液压泵7输出的最大马力之间的差值。
限制第一液压泵1的马力的原因是因为：第二液压泵7中产生的负荷由第二液压致动器8决定并且根据作业条件和环境条件而变化。
因此，如果在第二液压泵7和第一液压泵1中产生的马力的总和超过发动机2的最大可用马力，则会导致例如发动机2“失速(stall)”的问题。出于同样的原因，通过基于第二液压泵7的最大马力来设定第一液压泵1的适当马力，能够确保液压回路的稳定性。
此外，如果第二液压泵7的马力没有达到最大马力，则第一液压泵1的马力可升高到可用的最大马力值，然而，在工作效率降低的情况下并非如此。
图2是根据另一现有技术的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。
如图2所示，第一可变排量液压泵(以下称为“第一液压泵”)1连接到发动机2。
第一液压致动器3(例如动臂液压缸)通过液压流路4连接到第一液压泵1，该第一液压致动器3通过第一液压泵1的液压流体来驱动作业装置。
第一控制阀5安装在第一液压泵1和第一液压致动器3之间的流路4中，当第一控制阀5被来自操作杆(图中未示出)的先导压力移位时，该第一控制阀5控制被供给到第一液压致动器3的液压流体。
至少一个第二液压泵7连接到发动机2的动力输出(PTO)装置6。第二液压致动器8通过液压流路9连接到第二液压泵7，该第二液压致动器8通过第二液压泵7的液压流体来驱动液压装置(图中未示出)。
第二控制阀12安装在第二液压泵7和第二液压致动器8之间的流路9中，当第二控制阀12被来自操作杆(图中未示出)的先导压力移位时，该第二控制阀12控制被供给到第二液压致动器8的液压流体。
用于控制第一液压泵1的排出流量的控制器10连接到用于调节第一液压泵1的斜盘转角的调节器11。
用于检测发动机2的转速(PRM)的发动机转速检测装置13连接到控制器10。
当确定发动机2的马力时，通过该检测装置13检测发动机转速，并将检测到的信号输入到控制器10。
控制器10将检测到的发动机转速与额定转速进行比较，如果检测到的转速小于额定转速，则将控制信号输出到调节器11以减小第一液压泵1的排出流量，从而防止发动机2的失速。
如果在第二液压致动器8和第一液压泵1中产生的负荷的总和超过发动机2的最大可用马力，则发动机2的转速变得低于额定转速。
此时，随着第一液压泵1的排出流量减小，防止了发动机2的失速，从而能够提高作业效率。
然而，因为在将第二液压致动器8和第一液压泵1中产生的负荷的总和与检测到的发动机转速进行比较之后控制第一液压泵1的排出流量，可能由于响应滞后而发生发动机转速下降。
发明内容
因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，已做出了本发明，本发明的目的在于提供一种用于建筑机械的液压泵控制装置及其控制方法，通过该液压泵控制装置和控制方法，由于在多个液压泵连接到发动机的情况下利用了发动机的最大可用马力，提高了作业效率和响应性。
技术方案
为了实现上述及其它目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于建筑机械的液压泵控制装置，其包括：
第一可变排量液压泵，该第一可变排量液压泵连接到发动机；
第一液压致动器，该第一液压致动器由第一液压泵的液压流体驱动；
第一控制阀，该第一控制阀安装在第一液压泵的液压流路中，并且控制被供给到第一液压致动器的液压流体；
至少一个第二液压泵，该第二液压泵连接到发动机的动力输出(PTO)装置；
第二液压致动器，该第二液压致动器由第二液压泵的液压流体驱动；
第二控制阀，该第二控制阀安装在第二液压泵的液压流路中，并且控制被供给到第二液压致动器的液压流体；
压力传感器，该压力传感器安装在第二液压泵的流路中，并且检测第二液压泵的液压压力；
调节器，该调节器用于调节第一液压泵的斜盘转角，以便控制第一液压泵的排出流量；以及
控制器，该控制器将控制信号输入到调节器，以便控制第一液压泵排出与发动机的最大可用马力和第二液压泵的马力之间的差值相对应的流量，该第二液压泵的马力是利用所检测到的第二液压泵的液压压力和第二液压泵的排出流量而计算的。
根据本发明的实施例，提供了一种用于控制建筑机械的液压泵的方法，该建筑机械包括：第一可变排量液压泵，该第一可变排量液压泵连接到发动机；第一液压致动器，该第一液压致动器由第一液压泵的液压流体驱动；第二液压泵，该第二液压泵连接到发动机的动力输出(PTO)装置；第二液压致动器，该第二液压致动器由第二液压泵的液压流体驱动；压力传感器，该压力传感器安装在第二液压泵的流路中；调节器，该调节器用于调节第一液压泵的斜盘转角；以及控制器，来自所述压力传感器的所检测到的压力信号被输入到该控制器，所述方法包括以下步骤：
使用第二液压泵的所检测到的压力和第二液压泵的排出流量来计算第二液压泵的马力；
将第二液压泵的所计算出的马力的大小与可用马力的大小进行比较；
如果第二液压泵的所计算出的马力小于所述可用马力，则基于第一液压泵的基本马力和所述可用马力二者的总和与所述第一液压泵的负荷压力的比值来计算第一液压泵的第一排出流量；
如果第二液压泵的所计算出的马力大于所述可用马力，则基于第一液压泵的基本马力与第一液压泵的负荷压力的比值来计算第一液压泵的第二排出流量；以及
将控制信号输入到所述调节器，以排出第一液压泵的所计算出的第一排出流量和第二排出流量。
根据本发明的用于建筑机械的液压泵控制装置及其控制方法还设有发动机转速检测装置，该发动机转速检测装置用于检测发动机转速并将检测到的信号输入到控制器，其中，该控制器将检测到的发动机转速与额定转速进行比较，如果检测到的转速小于额定转速，则将控制信号输入到所述调节器以减小第一液压泵的排出流量。
有利效果
根据具有上述构造的本发明的实施例，由于在多个液压泵连接到发动机的情况下利用发动机的最大可用马力来驱动液压泵，能够提高作业效率和响应性。
附图说明
图1是根据现有技术的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。
图2是根据另一现有技术的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。
图3是根据本发明实施例的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。
图4是根据本发明实施例的用于建筑机械的液压泵控制装置的控制方法的流程图。
附图中的主要部分的附图标记说明
1：第一液压泵
2：发动机
3：第一液压致动器
4，9：流路
5：第一控制阀
6：动力输出装置
7：第二液压泵
8：第二液压致动器
10：控制器
11：调节器
12：第二控制阀
13：发动机转速检测装置
14：压力检测装置
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明优选实施例的用于建筑机械的液压泵控制装置。
图3是根据本发明实施例的用于建筑机械的液压泵控制装置的液压回路。图4是根据本发明实施例的用于建筑机械的液压泵的控制方法的流程图。
参考图3，第一可变排量液压泵(以下称为“第一液压泵”)1连接到发动机2。
第一液压致动器3(例如动臂液压缸)通过液压流路4连接到第一液压泵1，该第一液压致动器3通过第一液压泵1的液压流体来驱动作业装置。
第一控制阀5安装在第一液压泵1和第一液压致动器3之间的流路4中，当第一控制阀5被从操作杆(图中未示出)施加的先导压力移位时，该第一控制阀5控制被供给到第一液压致动器3的液压流体。
至少一个第二液压泵7连接到发动机2的动力输出(PTO)装置6。第二液压致动器8通过液压流路9连接到第二液压泵7，该第二液压致动器8通过第二液压泵7的液压流体来驱动液压装置(图中未示出)。
第二控制阀12安装在第二液压泵7和第二液压致动器8之间的流路9中，当第二控制阀12被从操作杆(图中未示出)施加的先导压力移位时，该第二控制阀(12)控制被供给到第二液压致动器(8)的液压流体。
压力传感器14安装在第二液压泵的流路中，并检测第二液压泵7的液压压力。
用于控制第一液压泵1的排出流量的控制器10连接到用于调节第一液压泵1的斜盘转角的调节器11。
第二液压泵7的马力H1被计算为H1＝P2×Q2，其中，P2是第二液压泵7的所检测到的液压压力，Q2是第二液压泵7的排出流量。来自控制器10的控制信号被输入到调节器11，以便控制第一液压泵排出与发动机2的最大可用马力和所计算出的马力H1之间的差值相对应的流量。
此外，用于检测发动机转速的发动机转速检测装置13连接到控制器10，该控制器10将检测到的发动机转速与额定转速进行比较，如果检测到的转速小于额定转速，则将来自控制器10的控制信号输入到调节器11以减小第一液压泵1的排出流量。
在这一点上，由于第二液压泵7或发动机2的老化，第二液压泵7的所计算出的马力与实际马力值之间可能存在误差。由于所述检测装置13检测到的发动机转速允许由压力传感器14检测在第二液压泵7中产生的实际负荷，所以能够精确地控制第一液压泵1。
参考图4，根据本发明的实施例，提供了一种用于建筑机械的液压泵控制装置的控制方法，该液压泵控制装置包括：第一可变排量液压泵1，该第一可变排量液压泵1连接到发动机2；第一液压致动器3，该第一液压致动器3由第一液压泵1的液压流体驱动；第二液压泵7，该第二液压泵7连接到发动机2的动力输出(PTO)装置6；第二液压致动器8，该第二液压致动器8由第二液压泵7的液压流体驱动；压力传感器14，该压力传感器14安装在第二液压泵7的流路9中；调节器11，该调节器11用于调节第一液压泵1的斜盘转角；以及控制器10，来自压力传感器14的所检测到的压力信号被输入到控制器10，该方法包括以下步骤：
步骤S10：使用由压力传感器14检测到的第二液压泵7的负荷压力或液压压力P2和第二液压泵7的排出流量Q2来计算第二液压泵7的马力(H1＝P2×Q2)；
步骤S20：将第二液压泵7的所计算出的马力H1的大小与可用马力H2的大小进行比较[例如，分别假设发动机2的马力为450kw，第一液压泵1的马力为400kw，寄生马力(用于驱动冷却风扇等)为50kw；如果将30kw的寄生马力分配给第二液压泵7，则所分配的30kw是第二液压泵7的可用马力H2]；
步骤S30：如果第二液压泵7的所计算出的马力H1小于所述可用马力H2[例如，分别假设发动机2的马力为450kw，第一液压泵1的马力为400kw，并且寄生马力为50kw，则第一液压泵1的基本马力H0为400kw]，则计算第一液压泵1的第一排出流量(Q1＝(H0+H2)/P1)，该第一排出流量对应于第一液压泵1的基本马力H0和所述可用马力H2二者的总和与第一液压泵1的负荷压力P1的比值；
步骤S30A：如果第二液压泵7的所计算出的马力H1大于所述可用马力H2，则计算第一液压泵1的第二排出流量(Q2＝H0/P1)，该第二排出流量对应于第一液压泵1的基本马力H0与第一液压泵1的负荷压力P1的比值；以及
步骤S40，S40A：向调节器11输入控制信号，以排出第一液压泵1的所计算出的第一排出流量Q1和第二排出流量Q2。
根据上述构造，如S10中，将压力传感器14检测到的第二液压泵7的液压压力P2的信号输入到控制器10，使用第二液压泵7的所检测到的液压压力P2和第二液压泵7的排出流量Q2来计算第二液压泵7的马力(H1＝P2×Q2)。在这一点上，第一液压泵1的最大马力可设定为发动机2的最大可用马力和第二液压泵7的最小马力。在计算完第二液压泵7的马力H1之后，进行到步骤S20。
如S20中，将第二液压泵7的所计算出的马力H1的大小与所述可用马力H2的大小进行比较。如果H1<H2，则前进到S30，如果H1>H2，则前进到S30A。
如S30中，计算第一液压泵1的第一排出流量(Q1＝(H0+H2)/P1)，该第一排出流量对应于第一液压泵1的基本马力H0和所述可用马力H2二者的总和与第一液压泵1的负荷压力P1的比值。然后，前进到S40。
如S40中，为了排出第一液压泵1的第一流量Q1，通过从控制器10施加到调节器11的控制信号来调节第一液压泵1的斜盘转角。
如S30A中，计算第一液压泵1的第二排出流量(Q2＝H0/P1)，该第二排出流量对应于第一液压泵1的基本马力H0与第一液压泵1的负荷压力P1的比值。然后，前进到S40A。
如S40A中，为了排出第一液压泵1的第二排出流量Q2，通过从控制器10施加到调节器11的控制信号来调节第一液压泵1的斜盘转角。
根据如上所述的本发明的实施例，因为第二液压泵7的可用马力由于在第二液压致动器8中产生的负荷而增加(这可通过由压力传感器14检测到的第二液压泵7的增加的液压压力而感测到)，所以，能够通过从发动机2的最大可用马力减去第二液压泵7的所检测到的马力而可变地设定第一液压泵1的最大可用马力。
虽然已参照附图中的优选实施例描述了本发明，但应理解，在不脱离如权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可进行所述实施例的各种等同修改和变型。
工业适用性
根据具有上述构造的本发明，在多个液压泵与装配在诸如挖掘机的建筑机械中的发动机连接的情况下，可利用发动机的最大可用马力来驱动液压泵。

Claims (1)

1.一种用于建筑机械的液压泵的控制方法，该建筑机械包括：第一液压泵，所述第一液压泵连接到发动机；第一液压致动器，所述第一液压致动器由所述第一液压泵的液压流体驱动；第二液压泵，所述第二液压泵连接到所述发动机的动力输出(PTO)装置；第二液压致动器，所述第二液压致动器由所述第二液压泵的液压流体驱动；压力传感器，所述压力传感器安装在所述第二液压泵的流路中；调节器，所述调节器用于调节所述第一液压泵的斜盘转角；以及控制器，来自所述压力传感器的所检测到的压力信号被输入到所述控制器，所述方法包括以下步骤：
使用所述第二液压泵的所检测到的压力和所述第二液压泵的排出流量来计算所述第二液压泵的马力；
将所述第二液压泵的所计算出的马力与可用马力进行比较；
如果所述第二液压泵的所计算出的马力小于所述可用马力，则基于所述第一液压泵的基本马力和所述可用马力二者的总和与所述第一液压泵的负荷压力的比值来计算所述第一液压泵的第一排出流量；
如果所述第二液压泵的所计算出的马力大于所述可用马力，则基于所述第一液压泵的基本马力与所述第一液压泵的负荷压力的比值来计算所述第一液压泵的第二排出流量；以及
将控制信号输入到所述调节器，以排出所述第一液压泵的所计算出的第一排出流量和第二排出流量。
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