CN115478581A - 一种液压系统的控制方法、控制装置和工程车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种液压系统的控制方法、控制装置和工程车辆。液压系统的控制方法包括：获取液压系统运行参数。获取发动机运行参数。根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载。获取液压系统需求吸收负载。液压系统需求吸收负载大于液压系统最大吸收负载时，将液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载。其中，发动机运行参数包括发动机进气压力。且当前发动机进气压力对应着的当前发动机状态没有延迟。通过本发明实施例确定液压系统最大吸收负载的时效性很好，可以应对发动机大幅掉速的情况。
Description
技术领域
本发明实施例涉及液压系统控制技术，尤其涉及一种液压系统的控制方法、控制装置和工程车辆。
背景技术
挖掘机等工程车辆在施工中被广泛使用。由于施工过程中存在着工况瞬态变化快，压力波动大，转速/负载变化剧烈的特点。会导致工程车辆中用于提供动力的发动机转速掉速，影响发动机正常工作。因此需要尽量避免发动机转速掉速问题。
在相关技术中，通过监控发动机负荷率、实际掉速水平或者液压系统本身运行参数来判断是否对液压系统进行干预调节。上述参数本身就是发动机运转工况的直接或间接外在表现，当出现异常再进行调节，时效性较差。无法应对大幅掉速瞬态性的特点。
发明内容
本发明提供一种液压系统的控制方法、控制装置和工程车辆，以缓解发动机转速快速降低的问题，减少发动机转速波动，保障发动机正常工作。
第一方面，本发明实施例提供了一种液压系统的控制方法，包括：
获取液压系统运行参数；
获取发动机运行参数；
根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载；
获取液压系统需求吸收负载；
所述液压系统需求吸收负载大于所述液压系统最大吸收负载时，将所述液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载；
其中，所述发动机运行参数包括发动机进气压力。
可选的，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载确定液压系统静态负载，参考所述液压系统静态负载确定所述液压系统最大吸收负载。
可选的，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载变化率；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载变化率确定液压系统动态负载，参考所述液压系统动态负载确定所述液压系统最大吸收负载。
可选的，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载和液压系统当前负载变化率；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载和所述液压系统当前负载变化率确定液压系统混合负载，参考所述液压系统混合负载确定所述液压系统最大吸收负载。
可选的，所述发动机进气压力越大，则所述液压系统最大吸收负载和/或所述液压系统最大吸收负载的上升率越大。
可选的，所述液压系统目标负载包括负载扭矩和/或负载吸收功率。
第二方面，本发明实施例还提供了一种液压系统的控制装置，包括：
液压参数获取模块，用于获取液压系统运行参数；
发动机参数获取模块，用于获取发动机运行参数；
最大功率确定模块，用于根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载；
需求获取模块，用于获取液压系统需求吸收负载；
目标负载确定模块，所述液压系统需求吸收负载大于所述液压系统最大吸收负载时，将所述液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载；
其中，所述发动机运行参数包括发动机进气压力。
可选的，所述发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，所述发动机进气压力获取子模块通过获取车辆总线上含有发动机进气压力信息的报文得到所述发动机进气压力。
可选的，所述发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，所述发动机进气压力获取子模块包括进气压力传感器，所述进气压力传感器通过进气压力数据传输线传递所述发动机进气压力。
第三方面，本发明实施例还提供了一种工程车辆，包括上述任意一种液压系统的控制装置，所述控制装置用于运行上述任意一种控制方法。
本发明实施例通过获取液压系统运行参数，获取发动机运行参数，根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载。获取液压系统需求吸收负载，液压系统需求吸收负载大于液压系统最大吸收负载时，将液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载。发动机运行参数包括发动机进气压力。由于发动机进气压力和发动机状态息息相关，且当前发动机进气压力对应着当前的发动机状态，没有延迟。因此可以将发动机进气压力引入发动机状态的判断，进而根据发动机状态确定发动机能够提供的最大输出，也就是液压系统最大吸收负载的大小。通过本发明实施例的方式确定液压系统最大吸收负载的时效性很好，可以应对发动机大幅掉速的情况。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液压系统的控制方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种液压系统的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种液压系统的控制方法的方法流程图，参考图1。本发明实施例提供了一种液压系统的控制方法，包括：
S1：获取液压系统运行参数。
其中，液压系统运行参数可以包括任意一种液压系统的运行参数，本发明实施例不针对液压系统运行参数的类型进行限定，可以根据实际需要确定。该运行参数可以通过液压系统的控制器获得，也可以通过传感器实际测量取得。示例性的，液压系统运行参数可以包括液压系统油泵的排量相关参数，例如排量的大小以及排量的变化率。
S2：获取发动机运行参数。
其中，发动机运行参数可以包括发动机输出转速等任何参数，包括发动机进气压力。发动机进气压力是进入油缸参与燃烧空气的真实压力水平。本发明实施例不针对发动机运行参数的类型进行限定，可以根据实际需要确定。发明人发现，发动机进气压力越高，发动机燃烧工况越好，扭矩储备越足，即发动机的抗压能力越强，发动机能够提供的最大输出越大。即液压系统最大吸收负载越大。由于当前发动机进气压力与当前液压系统最大吸收负载相关联。通过参考发动机进气压力判断液压系统最大吸收负载的方式，相比相关技术中仅通过监控发动机负荷率、实际掉速水平或者液压系统本身运行参数等具有延时特性的外在表现来判断液压系统最大吸收负载的方式具有更好的实时性。大大缩减了液压系统最大吸收负载的延迟时间，提高了液压系统对最大吸收负载调整的及时程度。
S3：根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载。
其中，正如上文所说，当进气压力较低时，发动机燃烧不充分，输出扭矩受到很大限制。这个时候需要对液压系统进行实时调节才能保证发动机不至掉速过大。因此需要综合参考包括发动机进气压力在内的发动机运行参数，以及液压系统运行参数来确定液压系统最大吸收负载。本发明实施例不针对液压系统最大吸收负载的确定方法进行限定，液压系统最大吸收负载的确定方法可以根据实际需要确定。液压系统的吸收负载可以包括负载扭矩和负载吸收功率中的至少一项。示例性的，负载扭矩＝液压系统压力×油泵排量÷扭矩计算系数，负载吸收功率＝液压系统压力×主泵排量×发动机转速÷功率计算系数。
S4：获取液压系统需求吸收负载。
其中，操作人员通过操纵先导手柄不仅可以控制换向阀，还可以根据施加在手柄上的先导压力来调节液压系统的油泵排量，可以设置成油泵的排量和由此产生的执行元件的工作速度与先导压力成正比。液压系统需求吸收负载可以包括液压系统的油泵排量，液压系统需求吸收负载可以根据先导手柄的先导压力确定。示例性的，先导手柄将先导压力转化成相应的电信号传递到控制器中，由控制器根据预设算法确定电信号对应的液压系统需求吸收负载。可以设定先导压力与液压系统需求吸收负载成正比。液压系统需求吸收负载可以包括液压系统所需扭矩和液压系统所需吸收功率中的至少一项。
S5：液压系统需求吸收负载大于液压系统最大吸收负载时，将液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载。
其中，由于发动机的状态实时变化，当液压系统的吸收负载过大时，会导致发动机无法正常运行。通过限制液压系统不过度吸收发动机的输出，可保证发动机正常工作。因此在液压系统需求吸收负载大于液压系统最大吸收负载时，将液压系统吸收的负载值限制在液压系统最大吸收负载范围内，从而得到液压系统目标负载。可选的，液压系统目标负载所包含的内容与液压系统的吸收负载相对应，即液压系统目标负载包括负载扭矩和负载吸收功率中的至少一项。本发明实施例中，根据发动机进气压力和发动机状态息息相关，且当前发动机进气压力对应着当前的发动机状态，二者没有延迟的特点。将发动机进气压力引入发动机状态的判断，进而根据发动机状态确定发动机能够提供的最大输出，也就是液压系统最大吸收负载的大小。通过本发明实施例的方式确定液压系统最大吸收负载的实时性很好，可以应对发动机大幅掉速的情况。
可选的，液压系统运行参数包括液压系统当前负载。
根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据液压系统当前负载确定液压系统静态负载，参考液压系统静态负载确定液压系统最大吸收负载。
其中，液压系统当前负载是指当前测得的液压系统负载值，可以包括负载扭矩和负载吸收功率中的至少一项。如果液压系统当前负载过大，需要及时降低负载大小。也就是当液压系统当前负载过大时，液压系统静态负载小于液压系统当前负载。继而通过液压系统静态负载确定液压系统最大吸收负载。或者根据液压系统静态负载以及其他参考值综合确定液压系统最大吸收负载。通过降低负载大小的方式可以立竿见影的恢复发动机转速。
可选的，液压系统运行参数包括液压系统当前负载变化率。
根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据液压系统当前负载变化率确定液压系统动态负载，参考液压系统动态负载确定液压系统最大吸收负载。
其中，液压系统当前负载变化率可以包括负载扭矩变化率和负载吸收功率变化率中的至少一项。发明人通过长时间研究观察发现，对于挖掘机系统，发动机转速波动或掉速的最大挑战不仅仅取决于负载的大小，更多的取决于负载的变化情况。在很多时候，一个处于较低水平但增长的负载对发动机扭矩储备的要求要远大于高水平的稳态负载。因此在发动机进气压力较低时对液压系统的负载变化率调节很重要。因此可以获取到液压系统当前负载变化率后，根据液压系统当前负载变化率确定液压系统动态负载，根据得到的动态负载值调节液压系统最大吸收负载。以稳定液压系统的负载变化情况，进而稳定发动机转速。可选的，发动机进气压力越大，则液压系统最大吸收负载和/或液压系统最大吸收负载的上升率越大。负载增加速率可以与发动机进气压力的大小成正比。这个比例可以是线性的也可以为非线性的，可以根据实际需要确定。
可选的，液压系统运行参数包括液压系统当前负载和液压系统当前负载变化率。
根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据液压系统当前负载和液压系统当前负载变化率确定液压系统混合负载，参考液压系统混合负载确定液压系统最大吸收负载。
其中，液压系统当前负载是指当前测得的液压系统负载值，可以包括负载扭矩和负载吸收功率中的至少一项。液压系统当前负载变化率可以包括负载扭矩变化率和负载吸收功率变化率中的至少一项。通过综合液压系统负载的静态特征和动态特征可以综合得到液压系统混合负载。由于液压系统混合负载的确定同时考虑了液压系统负载的静态特征和动态特征，因此根据液压系统混合负载得到的液压系统最大吸收负载更为精准。可以在保障发动机正常工作的同时，尽可能维持较高的液压系统吸收负载水平。
图2为本发明实施例提供的一种液压系统的控制装置的结构示意图，参考图2。本发明实施例还提供了一种液压系统的控制装置，包括：
液压参数获取模块1，用于获取液压系统运行参数。
发动机参数获取模块2，用于获取发动机运行参数。
最大功率确定模块3，用于根据发动机运行参数和液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载。
需求获取模块4，用于获取液压系统需求吸收负载。
目标负载确定模块5，液压系统需求吸收负载大于液压系统最大吸收负载时，将液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载。
其中，发动机运行参数包括发动机进气压力。
其中，最大功率确定模块3和目标负载确定模块5可以是用于完成相应任务的硬件电路模块，也可以是记载有能够完成相应任务的软件模块。例如，液压系统的电子控制单元包括最大功率确定模块3和目标负载确定模块5，根据接收到的液压系统运行参数和发动机运行参数控制液压系统的目标负载大小和目标负载变化率。由于本发明实施例中的液压系统的控制装置可执行本发明相应实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
可选的，发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，发动机进气压力获取子模块通过获取车辆总线上含有发动机进气压力信息的报文得到发动机进气压力。
其中，发动机进气压力可以通过车辆总线直接获取，这种获取方式是基于报文传输的，响应性及精度虽低，且容易受外界干扰，但无需增加额外硬件成本即可实现发动机进气压力的采集。
可选的，发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，发动机进气压力获取子模块包括进气压力传感器，进气压力传感器通过进气压力数据传输线传递发动机进气压力。
其中，通过进气压力传感器直接采集进气压力数据，并通过专用传输线传输进气压力数据的方式使得进气压力数据的信号稳定性较好，且无延时。系统响应性及液压系统控制效果要优于直接通过车辆总线采集数据。因此可以在系统响应速度要求高，信号干扰比较大的场合采用本方式采集发动机进气压力。
本发明实施例还提供了一种工程车辆，包括上述任意一种液压系统的控制装置，控制装置用于运行上述任意一种控制方法。
其中，由于本发明实施例中的工程车辆具有液压系统的控制装置，可执行本发明相应实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种液压系统的控制方法，其特征在于，包括：
获取液压系统运行参数；
获取发动机运行参数；
根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载；
获取液压系统需求吸收负载；
所述液压系统需求吸收负载大于所述液压系统最大吸收负载时，将所述液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载；
其中，所述发动机运行参数包括发动机进气压力。
2.根据权利要求1所述的液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载确定液压系统静态负载，参考所述液压系统静态负载确定所述液压系统最大吸收负载。
3.根据权利要求1所述的液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载变化率；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载变化率确定液压系统动态负载，参考所述液压系统动态负载确定所述液压系统最大吸收负载。
4.根据权利要求1所述的液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统运行参数包括液压系统当前负载和液压系统当前负载变化率；
所述根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载包括：
根据所述液压系统当前负载和所述液压系统当前负载变化率确定液压系统混合负载，参考所述液压系统混合负载确定所述液压系统最大吸收负载。
5.根据权利要求1所述的液压系统的控制方法，其特征在于，所述发动机进气压力越大，则所述液压系统最大吸收负载和/或所述液压系统最大吸收负载的上升率越大。
6.根据权利要求1所述的液压系统的控制方法，其特征在于，所述液压系统目标负载包括负载扭矩和/或负载吸收功率。
7.一种液压系统的控制装置，其特征在于，包括：
液压参数获取模块，用于获取液压系统运行参数；
发动机参数获取模块，用于获取发动机运行参数；
最大功率确定模块，用于根据所述发动机运行参数和所述液压系统运行参数确定液压系统最大吸收负载；
需求获取模块，用于获取液压系统需求吸收负载；
目标负载确定模块，所述液压系统需求吸收负载大于所述液压系统最大吸收负载时，将所述液压系统最大吸收负载作为液压系统目标负载；
其中，所述发动机运行参数包括发动机进气压力。
8.根据权利要求7所述的液压系统的控制装置，其特征在于，所述发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，所述发动机进气压力获取子模块通过获取车辆总线上含有发动机进气压力信息的报文得到所述发动机进气压力。
9.根据权利要求7所述的液压系统的控制装置，其特征在于，所述发动机参数获取模块包括发动机进气压力获取子模块，所述发动机进气压力获取子模块包括进气压力传感器，所述进气压力传感器通过进气压力数据传输线传递所述发动机进气压力。
10.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求7-9任一所述的液压系统的控制装置，所述控制装置用于运行权利要求1～6任一所述的控制方法。
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