CN107429716A - 建筑机械的液压致动器的驱动控制方法 - Google Patents

建筑机械的液压致动器的驱动控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，其中，该方法用于计算上部回转体和作业装置以进行复杂的作业。本发明提供了一种建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，该方法包括以下步骤：确定回转操作杆和作业装置操作杆是否被操作；根据回转操作杆的操作量来计算作业装置液压缸的所需压力；计算回转马达和作业装置液压缸的所需流量，该所需流量对应于作业装置操作杆和回转操作杆的操作量；通过使用所计算出的作业装置液压缸和回转马达的所需压力和所需流量来计算入口侧和出口侧的第一和第二比例电磁阀的开口面积；以及，根据与所计算出的所述入口侧和出口侧的第一和第二比例电磁阀的开口面积进行比较的预设数据值或表格来计算要输入到所述入口侧和出口侧的第一和第二比例电磁阀中的电流值。

Description

建筑机械的液压致动器的驱动控制方法
技术领域
本发明涉及一种建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，更具体地，涉及一种用于建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，在该建筑机械中，上部回转体和作业装置处于组合操作中。
背景技术
图1是一种液压回路，示出了根据现有技术的、通过分别驱动回转马达和作业装置液压缸而进行的上部回转体和作业装置的组合操作。
如图1所示，第一可变排量液压泵和第二可变排量液压泵(以下称为“第一液压泵和第二液压泵”)1、2连接到发动机3。
回转马达4连接到第一液压泵1，该第一液压泵1通过第一液压泵1的工作油而使所述上部回转体旋转。
所述作业装置液压缸(以下称为“液压缸”)5连接到第二液压泵2并且由第二液压泵2的工作油驱动。
回转控制阀7安装在第一液压泵1和回转马达4之间的流路中，该回转控制阀7通过在回转操作杆6施加先导压力时移位(shifting)来控制向所述回转马达供给的工作油。
作业装置控制阀9安装在第二液压泵2和液压缸5之间的流路中，该作业装置控制阀9通过在作业装置操作杆8施加先导压力时移位来控制向所述液压缸5供给的工作油。
汇流控制阀11在回转控制阀7的下游侧安装在第一液压泵1的流路中，在通过操作所述回转操作杆6和作业装置操作杆8而进行的组合操作期间，通过该汇流控制阀11，从第一液压泵1向回转马达4供给的工作油中的一部分经由流路10汇合(joined)到液压缸5中。
为了根据作业环境或驾驶员的要求来确定回转马达4和液压缸5之间的驱动优先级(driving priority)，在第一液压泵1和回转控制阀7之间的流路中或者在第二液压泵2和作业装置控制阀9之间的流路中安装有额外的阀装置(例如节流孔)。
如上所述，如果安装所述额外的阀装置来分配被供给到回转马达4和液压缸5的流量，则不仅造成由于液压软管管线的阻力而引起的压力损失，而且导致已经确定的所述回转马达4和液压缸5之间的驱动优先级不能变动(fixing)。
发明内容
因此，为了解决现有技术中存在的上述问题，已做出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种用于建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，它允许在用于使上部回转体旋转的回转马达和用于操作所述作业装置的液压缸的组合操作中自由地改变驱动优先级。
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致动器的驱动控制方法，该建筑机械包括电动回转操作杆；电动作业装置操作杆；可变排量液压泵；由所述液压泵的液压流体驱动的回转马达和液压缸；第一电动比例控制阀，该第一电动比例控制阀分别位于回转马达的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵的液压流体；第二电动比例控制阀，该第二电动比例控制阀分别位于所述液压缸的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵的液压流体；以及控制器，通过操作所述回转操作杆和作业装置操作杆，操作信号被输入到该控制器，所述方法包括以下步骤：
判断所述回转操作杆和作业装置操作杆是否处于组合操作中；
计算与所述回转操作杆的操作量相对应的所述液压缸的所需压力；
计算与所述作业装置操作杆的操作量相对应的所述液压缸的所需流量以及与所述回转操作杆的操作量相对应的所述回转马达的所需流量；
分别使用所述液压缸和回转马达的所需压力和所需流量来计算所述液压缸或回转马达的入口管线和出口管线处的所述第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积；以及
分别通过将所述入口管线和出口管线处的第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积与预定数据或数据表格值进行比较来计算被输入到所述入口管线和出口管线处的第一比例控制阀和第二比例控制阀的电流值。
根据本发明的实施例，所述作业装置液压缸是以下液压缸之一：动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸。
此外，根据与入口管线和出口管线处的第一和第二电动比例控制阀的阀开口面积成正比的、表格中的预定数据来获得被输入到入口管线和出口管线处的第一和第二电动比例控制阀的电流值。
所述阀开口面积被计算如下：
回转马达的入口处的第一电动比例控制阀的阀开口面积＝回转马达的所需流量/(回转马达的所需压力的平方根)；
回转马达的出口处的第一电动比例控制阀的阀开口面积＝回转马达的所需流量/((回转马达的所需压力-从回转马达排出的液压流体压力)的平方根)；
作业装置液压缸的入口处的第二电动比例控制阀的阀开口面积＝作业装置液压缸的所需流量/(作业装置液压缸的所需压力的平方根)；并且
作业装置液压缸的出口处的第二电动比例控制阀的阀开口面积＝作业装置液压缸的所需流量/((作业装置液压缸的所需压力-从该液压缸排出的液压流体压力)的平方根)。
从将动臂压力、斗杆压力和铲斗压力与回转操作杆的操作量分别进行比较的表格中来获得与回转操作杆的操作量相对应的所述液压缸的所需压力。
有利效果
根据具有上述构造的本发明的实施例，能够通过独立控制的电动比例控制阀而不受限制地改变所述上部回转体和作业装置(例如动臂)的驱动优先级，因而能够大大提高工作效率。
附图说明
图1是一种液压回路，示出了根据现有技术的、通过分别驱动回转马达和作业装置液压缸而进行的上部回转体和作业装置的组合操作。
图2是在根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的方法中使用的液压回路。
图3是流程图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法。
图4是曲线图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法中的作业装置的压力与回转操作杆的操作量之间的关系。
图5是曲线图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法中的电动比例控制阀的阀开口面积与输入到该电动比例控制阀的电流值之间的关系。
附图中的主要部分的附图标记说明
50：回转操作杆(RCV)
51：作业装置操作杆(RCV)
52：可变排量液压泵
53：回转马达
54：液压缸
55、56：入口处的第一电动比例控制阀
57、58：出口处的第一电动比例控制阀
59、60：入口处的第二电动比例控制阀
61、62：出口处的第二电动比例控制阀。
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致动器的驱动控制方法。
图2是在根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的方法中使用的液压回路。图3是流程图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法。图4是曲线图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法中的作业装置的压力与回转操作杆的操作量之间的关系。图5是曲线图，示出了根据本发明优选实施例的用于驱动建筑机械的液压致动器的控制方法中的电动比例控制阀的阀开口面积与输入到该电动比例控制阀的电流值之间的关系。
参考图2-5，公开了一种用于建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，该建筑机械包括：电动回转操作杆50；电动作业装置操作杆51；可变排量液压泵52；回转马达53和液压缸54，该回转马达53和液压缸54由液压泵52的液压流体驱动；第一电动比例控制阀55、56和57、58，该第一电动比例控制阀55、56和57、58分别位于回转马达53的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵52的液压流体；第二电动比例控制阀59、60和61、62，该第二电动比例控制阀59、60和61、62分别位于液压缸54的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵52的液压流体；以及控制器(ECU)63，通过操作所述回转操作杆50和所述作业装置操作杆51，操作信号被输入到该控制器63，所述方法包括以下步骤：
步骤S10、S20：判断所述回转操作杆50和作业装置操作杆51是否处于组合操作中；
步骤S30：计算与所述回转操作杆50的操作量相对应的所述液压缸的所需压力；
步骤S40：计算与作业装置操作杆51的操作量相对应的所述液压缸的所需流量(它等于液压缸54的最大流量乘以作业装置操作杆51的操作比率)以及与回转操作杆50的操作量相对应的所述回转马达53的所需流量(它等于回转马达53的最大流量乘以回转操作杆50的操作比率)；
步骤S50：分别使用液压缸54和回转马达53的所需压力和所需流量来计算液压缸54和回转马达53的入口管线和出口管线处的第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积；以及
步骤S60：分别通过将所述入口管线和出口管线处的第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积与预定数据或数据表格值进行比较来获得或计算被输入到所述入口管线和出口管线处的第一比例控制阀和第二比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的电流值。
所述作业装置液压缸可以是以下液压缸之一：动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸。
根据上述构造，当回转操作杆50被致动时，用于所述回转马达的第一电动比例控制阀55的入口被从控制器63施加的电信号移位。这在第一电动比例控制阀56的入口开口部被阻塞的情况下进行。
因此，从液压泵52通过第一电动比例控制阀55的入口供给的液压流体驱动该回转马达53，并且上部回转体顺时针旋转。
此时，从回转马达53排出的液压流体在第一电动比例控制阀58的出口开口部被阻塞的情况下通过第一电动比例控制阀57的出口排放到液压流体储箱T中。
另一方面，当作业装置操作杆51被致动时，在第二电动比例控制阀60的入口开口部分被阻塞的情况下，用于所述作业装置的第二电动比例控制阀59的入口被从控制器63施加的电信号移位。
因此，从液压泵52通过第二电动比例控制阀59的入口供给的液压流体驱动作业装置液压缸54，这引起了动臂上升(boom up)操作。
此时，从液压缸54排出的液压流体在第二电动比例控制阀62的出口开口部被阻塞的情况下通过第二电动比例控制阀61的出口排放到液压流体储箱T中。
在回转操作杆50和作业装置操作杆51的组合操作中，根据作业条件或驾驶员的要求来确定所述回转马达53和液压缸54的驱动优先级。
如S10中，当与回转操作杆50的操作量相对应的电信号被输入到控制器63时，判断所述回转操作杆50是否被操作。如果回转操作杆50被操作，则前进到S20，如果未被操作，则结束。
如S20中，当与作业装置操作杆51的操作量相对应的电信号被输入到控制器63时，判断所述作业装置操作杆51是否被操作。如果作业装置操作杆51被操作，则前进到S30，如果未被操作，则结束。
如S30中，计算与回转操作杆50的操作量相对应的液压缸54的所需压力。
如图4所示，可通过曲线图a、b、c来计算与回转操作杆50的操作量相对应的液压缸54的所需压力，该曲线图a、b、c分别示出了动臂压力、斗杆压力及铲斗压力与回转操作杆50的操作量之间的关系。这些作业装置的驱动优先级由上述曲线图示出的值决定。
如S40中，与作业装置操作杆51的操作量相对应的液压缸54的所需流量被计算为等于液压缸54的最大流量乘以作业装置操作杆51的操作比率，并且，与回转操作杆50的操作量相对应的回转马达53的所需流量被计算为等于回转马达53的最大流量乘以回转操作杆50的操作比率。
如S50中，使用所述液压缸54和回转马达53的所需压力和所需流量来计算液压缸54和回转马达53的入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的阀开口面积。
回转马达53的入口处的第一电动比例控制阀55、56的开口面积＝回转马达53的所需流量/(回转马达53的所需压力的平方根)。
回转马达53的出口处的第一电动比例控制阀57、58的开口面积＝回转马达53的所需流量/((回转马达53的所需压力-从回转马达53排出到液压流体储箱T的液压流体压力)的平方根)。
液压缸54的入口处的第二电动比例控制阀59、60的开口面积＝液压缸54的所需流量/(液压缸54的所需压力的平方根)。
液压缸54的出口处的第二电动比例控制阀61、62的开口面积＝液压缸54的所需流量/((液压缸54的所需压力-从液压缸54排出到液压流体储箱T的液压流体压力)的平方根)。
如S60中，通过将所述入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的阀开口面积与预定数据或表格值进行比较来获得被输入到所述入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的电流值。
可根据上述预定数据得出被输入到回转马达53和作业装置液压缸54的入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的电流值，该预定数据与所述入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的阀开口面积成正比。
根据如上所述的本发明的实施例，当电动回转操作杆50和作业装置操作杆51一起被操作时，从液压泵52供给到回转马达53和作业装置液压缸54的液压流体由所述入口和出口处的第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62控制。
此时，使用与第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的开口面积成正比的电流值的表格来计算所施加的、用于根据回转操作杆50和作业装置操作杆51的操作量来控制第一和第二电动比例控制阀55、56、57、58、59、60、61、62的开口面积的电流值。
因此，根据回转操作杆50和作业装置操作杆51的组合操作期间的工作条件或驾驶员的要求，可方便地改变该回转马达53和作业装置液压缸54的驱动优先级。
虽然已参照附图中的优选实施例描述了本发明，但应理解，在不脱离权利要求所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对这些实施例进行各种等同的修改和变型。
工业适用性
根据具有上述构造的本发明，能够自由地改变用于使挖掘机的上部回转体旋转的回转马达和用于驱动诸如动臂的作业装置的动臂液压缸的驱动顺序。

Claims (5)

1.一种用于建筑机械的液压致动器的驱动控制方法，所述建筑机械包括：电动回转操作杆；电动作业装置操作杆；可变排量液压泵；由所述液压泵的液压流体驱动的回转马达和液压缸；第一电动比例控制阀，所述第一电动比例控制阀分别位于所述回转马达的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵的液压流体；第二电动比例控制阀，所述第二电动比例控制阀分别位于所述液压缸的入口管线和出口管线处，用于供给和排出所述液压泵的液压流体；以及控制器，通过操作所述回转操作杆和所述作业装置操作杆，操作信号被输入到该控制器，所述方法包括以下步骤：
判断所述回转操作杆和所述作业装置操作杆是否处于组合操作中；
计算与所述回转操作杆的操作量相对应的所述液压缸的所需压力；
计算与所述作业装置操作杆的操作量相对应的所述液压缸的所需流量以及与所述回转操作杆的操作量相对应的所述回转马达的所需流量；
分别使用所述液压缸和所述回转马达的所需压力和所需流量来计算所述液压缸或所述回转马达的入口管线和出口管线处的所述第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积；以及
分别通过将所述入口管线和出口管线处的所述第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积与预定数据或数据表格值进行比较来计算被输入到所述入口管线和出口管线处的所述第一比例控制阀和第二比例控制阀的电流值。
2.根据权利要求1所述的驱动控制方法，其中，所述作业装置液压缸是以下液压缸之一：动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸。
3.根据权利要求1所述的驱动控制方法，其中，使用与所述第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的阀开口面积成正比的电流值的表格来计算被输入到所述入口管线和出口管线处的所述第一电动比例控制阀和第二电动比例控制阀的电流值。
4.根据权利要求1所述的驱动控制方法，其中，所述阀开口面积被计算如下：
所述回转马达的入口处的所述第一电动比例控制阀的阀开口面积＝所述回转马达的所需流量/(所述回转马达的所需压力的平方根)；
所述回转马达的出口处的所述第一电动比例控制阀的阀开口面积＝所述回转马达的所需流量/((所述回转马达的所需压力-从所述回转马达排出的液压流体压力)的平方根)；
所述作业装置液压缸的入口处的所述第二电动比例控制阀的阀开口面积＝所述作业装置液压缸的所需流量/(所述作业装置液压缸的所需压力的平方根)；并且
所述作业装置液压缸的出口处的所述第二电动比例控制阀的阀开口面积＝所述作业装置液压缸的所需流量/((所述作业装置液压缸的所需压力-从所述液压缸排出的液压流体压力)的平方根)。
5.根据权利要求1所述的驱动控制方法，其中，通过示出了动臂压力、斗杆压力及铲斗压力与所述回转操作杆的操作量之间的关系的表格来计算与所述回转操作杆的操作量相对应的所述作业装置液压缸的所需压力。
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