CN209654358U - 电子式负载敏感控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子式负载敏感控制装置，包括：电控泵；至少一个控制阀组，控制阀组与电控泵相连；至少一个执行机构，执行机构与对应的控制阀组相连且由对应的控制阀组驱动；至少一个压力传感器组，压力传感器组包括多个压力传感器，每个传感器分别与对应的控制阀组或执行机构相连以用于测量每个控制阀组或执行机构的压力参数；电控单元，电控单元与压力传感器组和控制阀组分别相连，电控单元采集压力参数，并根据压力参数计算出电流值以传送给对应的控制阀组以驱动执行机构；油箱，油箱与电控泵和控制阀组相连。本实用新型的电子式负载敏感控制装置实现了阀前压力补偿功能，并通过对流量压力反馈信号的控制，解决了流量饱和问题，保证了流量输出的稳定性。

Description

电子式负载敏感控制装置

技术领域

本实用新型涉及液压与电子控制领域，尤其涉及一种电子式负载敏感控制装置。

背景技术

目前，在各种工程机械、行走机械等重型装备中，液压传动技术被广泛应用。各种重型装备中都应用到液压多路阀组（尤其是负载敏感多路阀），负载敏感多路阀通用性强，可以控制油缸、马达等各种执行机构的运行速度和方向，并且拥有良好的精准控制和微动特性。负载敏感多路阀基本能够满足液压系统的节能、操作精准稳定、多执行机构复合动作等特性。但是，过于复杂的液压系统，难以保证控制压力的稳定性和响应时间，不便于参数调整和控制。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种电子式负载敏感控制装置，该电子式负载敏感控制装置输出稳定，控制方便。

根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置包括：电控泵；至少一个控制阀组，所述控制阀组与所述电控泵相连；至少一个执行机构，所述执行机构与对应的所述控制阀组相连且由对应的所述控制阀组驱动；至少一个压力传感器组，所述压力传感器组包括多个压力传感器，每个所述传感器分别与对应的所述控制阀组或所述执行机构相连以用于测量每个所述控制阀组或所述执行机构的压力参数；电控单元，所述电控单元与所述压力传感器组和所述控制阀组分别相连，所述电控单元采集所述压力参数，并根据所述压力参数计算出电流值以传送给对应的所述控制阀组以驱动所述执行机构；油箱，所述油箱与所述电控泵和所述控制阀组相连。

根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置，通过设置电液控制系统，实现了阀前压力补偿功能，并通过对流量压力反馈信号的控制，解决了流量饱和问题，保证了流量输出的稳定性，压力信号不失真，控制策略调整灵活、方便。

根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置，还具有以下技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述控制阀组、所述执行机构、所述压力传感器组分别为两个，两个所述控制阀组与所述电控单元并联连接。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述控制阀组分别包括：主换向阀，所述主换向阀设在电控泵与对应的所述执行机构之间，所述主换向阀可活动以控制所述执行机构运行；补偿阀，所述补偿阀设在所述主换向阀与所述电控泵之间。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述控制阀组分别还包括：第一电磁比例阀，所述第一电磁比例阀与所述电控泵和所述电控单元分别相连，所述第一电磁比例阀能够根据所述电控单元的指令控制所述电控泵的排量。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述控制阀组分别还包括：第二电磁比例阀，所述第二电磁比例阀与所述补偿阀和所述电控单元分别相连以根据所述电控单元的指令控制所述补偿阀的阀芯行程；第三电磁比例阀，所述第三电磁比例阀与所述主换向阀和所述电控单元分别相连根据所述电控单元的指令控制主换向阀的阀芯行程；第四电磁比例阀，所述第四电磁比例阀与所述主换向阀和所述电控单元分别相连根据所述电控单元的指令控制主换向阀的阀芯行程。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述控制阀组分别还包括：梭阀，所述梭阀设在所述主换向阀与所述执行机构之间以选择油路的高压信号。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述压力传感器组分别包括：第一压力传感器，所述第一压力传感器设在所述电控泵与所述补偿阀之间以检测所述控制阀组的主油路的进口压力。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述压力传感器组分别还包括：第二压力传感器，所述第二压力传感器设在所述补偿阀与所述主换向阀之间以用于检测所述主换向阀的第一高压信号；第三压力传感器，所述第三压力传感器与所述梭阀相连以用于检测所述主换向阀的第二高压信号。

根据本实用新型的一些实施例，一个所述执行机构形成为执行油缸，所述执行油缸与一个所述主换向阀相连且设在一个所述主换向阀的下游。

根据本实用新型的一些实施例，另一个所述执行机构形成为执行马达，所述执行马达与另一个所述主换向阀相连且设在另一个所述主换向阀的下游。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置的逻辑图。

附图标记：

电子式负载敏感控制装置100；

电控泵10；

主换向阀21；补偿阀22；第一电磁比例阀23；第二电磁比例阀24；第三电磁比例阀25；第四电磁比例阀26；梭阀27；

执行机构30；

第一压力传感器41；第二压力传感器42；第三压力传感器43；

电控单元50；

油箱60；

安全阀70。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置100。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置100包括电控泵10、至少一个控制阀组、至少一个执行机构30、至少一个压力传感器组、电控单元50和油箱60。

具体而言，控制阀组与电控泵10相连，执行机构30与对应的控制阀组相连且由对应的控制阀组驱动，压力传感器组包括多个压力传感器，每个传感器分别与对应的控制阀组或执行机构30相连以用于测量每个控制阀组或执行机构30的压力参数，电控单元50与压力传感器组和控制阀组分别相连，电控单元50采集压力参数，并根据压力参数计算出电流值以传送给对应的控制阀组以驱动执行机构30，油箱60与电控泵10和控制阀组相连。

换言之，电子式负载敏感控制装置100主要由电控泵10、至少一个控制阀组、至少一个执行机构30、至少一个压力传感器组、电控单元50和油箱60组成。其中，电控泵10为动力元件，可将机械能转化为液压能，输出高压液压油，控制阀组为控制元件，控制阀组对液压油的流动方向和流量进行控制、调节，执行机构30负责将液压能转化为机械能进行做功，压力传感器组实时监测系统各位置的压力，并将参数输送给电控单元50，电控单元50根据反馈的参数，进行控制策略和逻辑运算，得到符合实时工况的一组数值并发送给相应的控制阀，控制阀驱动相应的执行机构30工作，形成闭环控制，进行循环检测和逻辑运算，直至达到目标值。油箱60可以与安全阀70相连以保证装置的安全性。

需要说明的是，通过控制器对执行机构30的负载压力参数进行设定，实现了压力限制，提高了液压系统参数的可编辑性，控制策略调整灵活、方便，此外，针对阀前压力补偿存在的流量饱和问题，可以对流量压力反馈信号加以增益，抵抗流量饱和，通用性更强。

进一步地，电控泵10的LS反馈装置使泵口的压力始终高于最大负载一定的压力值△P2，且通过电子控制技术，确保了流量输出的绝对稳定，从而保证控制阀组的稳定性能。当电子式负载敏感控制装置100中存在很长的LS管路时，相比传统液压油路反馈信号，电控LS压力反馈信号响应时间更快，不存在液压油管的弹性模量导致的LS信号的不稳定问题，压力信号不失真，稳定性更好。

由此，根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置100，通过设置电液控制系统，实现了阀前压力补偿功能，保证了流量输出的稳定性，压力信号不失真，控制策略调整灵活、方便。

根据本实用新型的一些具体实施例，控制阀组、执行机构30、压力传感器组分别为两个，两个控制阀组与电控单元50并联连接，需要说明的是，并联执行系统，并不局限于两联，根据主机装备的需要，可以增加或减少并联的执行机构30。

优选地，每个控制阀组分别包括主换向阀21和补偿阀22。

具体地，主换向阀21设在电控泵10与对应的执行机构30之间，主换向阀21可活动以控制执行机构30运行，补偿阀22设在主换向阀21与电控泵10之间。每个主换向阀21分别包括阀体、主阀芯，每个补偿阀22分别包括补偿阀芯、补偿弹簧，补偿芯通过控制阀组的输出压力与补偿弹簧的压力比较，控制补偿阀芯的位置。电控泵10的LS反馈装置使泵口的压力始终高于最大负载一定的压力值△P2，且通过电子控制技术，使得主阀芯前后的的压差△P1保持绝对不变，输出到执行机构30的流量只与主阀芯的开口面积有关，与主阀芯的行程近似于正比例关系。控制阀组还包括端口溢流阀、以及推动不同阀芯移动的电液控制组件。

根据本实用新型的一个实施例，电每个控制阀组分别包括第一电磁比例阀23，第一电磁比例阀23与电控泵10和电控单元50分别相连，第一电磁比例阀23能够根据电控单元50的指令控制电控泵10的排量。

根据本实用新型的又一个实施例，每个控制阀组分别还包括第二电磁比例阀24、第三电磁比例阀25和第四电磁比例阀26。

换言之，第二电磁比例阀24与补偿阀22和电控单元50分别相连以根据电控单元50的指令控制补偿阀22的阀芯行程，第三电磁比例阀25与主换向阀21和电控单元50分别相连根据电控单元50的指令控制主换向阀的阀芯行程，第四电磁比例阀26与主换向阀21和电控单元50分别相连根据电控单元50的指令控制主换向阀的阀芯行程。

可选地，每个控制阀组分别还包括梭阀27，梭阀27设在主换向阀21与执行机构30之间以选择油路的高压信号。

具体地，如图1所示，以左侧电磁比例阀组的工作过程为例，电控泵10的排量大小由第一电磁比例阀23（d0）控制，补偿阀22的阀芯由第二电磁比例阀24（c1）控制，主换向阀21由第三电磁比例阀25（a1）和第四电磁比例阀26（b1）控制，主换向阀21设在补偿阀22的下游，主换向阀21下游与执行机构30相连，并在执行机构30的两个工作油路中接入梭阀27，梭阀27用于选择油路的高压信号。同理，在图1中，右侧电磁比例阀组和左侧电磁比例阀组的工作原理相同，右侧电磁比例阀组和左侧电磁比例阀组共用一个第一电磁比例阀23。

在本实用新型的一个实施例中，每个压力传感器组分别包括第一压力传感器41，第一压力传感器41设在电控泵10与补偿阀22之间以检测控制阀组的主油路的进口压力。

可选地，每个压力传感器组分别还包括第二压力传感器42和第三压力传感器43。

具体而言，第二压力传感器42设在补偿阀22与主换向阀21之间以用于检测主换向阀21的第一高压信号，第三压力传感器43与梭阀27相连以用于检测主换向阀21的第二高压信号。该电子式负载敏感控制装置100去除了传统的复杂的LS液压信号反馈油道以及各联间信号梭阀选择装置，取而代之的是采用第一压力传感器41、第二压力传感器42和第三压力传感器43实时检测压力信号。主换向阀21两端的第二压力传感器42和第三压力传感器43分别实时监测主阀芯前后的压力，并将压力信号反馈到电控单元50（ECU）。主阀芯后的第三压力传感器43，通过梭阀27选择检测出两工作油口的负载高压油信号。主阀芯换向及行程，通过ECU发出控制信号，控制主阀芯两侧的第三电磁比例阀25和第四电磁比例阀26来完成，并且，控制主阀芯的第三电磁比例阀25和第四电磁比例阀26分别集成有位移传感器，位移传感器用于检测主阀芯的位移，形成闭环控制系统，增加系统控制过程的响应和精确度。

各工作联的主阀芯后的第三压力传感器43，通过梭阀27选择检测出两工作油口的负载高压油信号，各工作联的负载高压油信号反馈到ECU，在ECU内部进行逻辑运算，选择出最高的一个负载高压油信号，并将此信号输送给电控泵10的控制LS压力的电磁阀。

也就是说，如图1所示，以左侧压力传感器组的工作过程为例，第三压力传感器43（Pls1）连接梭阀27以检测主换向阀21的主阀芯高压信号，第二压力传感器42（P01）位于主换向阀21与补偿阀22之间以检测主阀芯前的高压信号，第一压力传感器41（Pp）位于控制阀组的主进油口处以检测控制阀组主油路的进口压力。同理，右侧压力传感器组的工作过程与左侧压力传感器组的工作原理相同，右侧压力传感器组与左侧压力传感器组共用一个第一压力传感器41。

进一步地，电控单元50采集第一压力传感器41（Pp）、左侧第二压力传感器42（P01）、右侧第二压力传感器42（P02）、左侧第三压力传感器43（Pls1）、右侧第三压力传感器43（Pls2）的压力参数，并通过控制策略和逻辑计算，将对应的电流值输送给相应的第一电磁比例阀23（d0）、左侧第二电磁比例阀24（c1）、右侧第二电磁比例阀24（c2）、左侧第三电磁比例阀25（a1）、右侧第三电磁比例阀25（a2）、左侧第四电磁比例阀26（b1）和右侧第四电磁比例阀26（b2）。

优选地，一个执行机构30形成为执行油缸，执行油缸与一个主换向阀21相连且设在一个主换向阀21的下游，也就是说，在图1中左侧的执行机构30为执行油缸。

根据本实用新型的一个实施例，另一个执行机构30形成为执行马达，执行马达与另一个主换向阀21相连且设在另一个主换向阀21的下游，也就是说，在图1中右侧的执行机构30为执行油缸。

总而言之，根据本实用新型实施例的电子式负载敏感控制装置100，通过设置电液控制系统，实现了阀前压力补偿功能，并通过对流量压力反馈信号的控制，解决了流量饱和问题，保证了流量输出的稳定性，压力信号不失真，控制策略调整灵活、方便。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子式负载敏感控制装置，其特征在于，包括：

电控泵；

至少一个控制阀组，所述控制阀组与所述电控泵相连；

至少一个执行机构，所述执行机构与对应的所述控制阀组相连且由对应的所述控制阀组驱动；

至少一个压力传感器组，所述压力传感器组包括多个压力传感器，每个所述传感器分别与对应的所述控制阀组或所述执行机构相连以用于测量每个所述控制阀组或所述执行机构的压力参数；

电控单元，所述电控单元与所述压力传感器组和所述控制阀组分别相连，所述电控单元采集所述压力参数，并根据所述压力参数计算出电流值以传送给对应的所述控制阀组以驱动所述执行机构；

油箱，所述油箱与所述电控泵和所述控制阀组相连。

2.根据权利要求1所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，所述控制阀组、所述执行机构、所述压力传感器组分别为两个，两个所述控制阀组与所述电控单元并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述控制阀组分别包括：

主换向阀，所述主换向阀设在电控泵与对应的所述执行机构之间，所述主换向阀可活动以控制所述执行机构运行；

补偿阀，所述补偿阀设在所述主换向阀与所述电控泵之间。

4.根据权利要求3所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述控制阀组分别还包括：

第一电磁比例阀，所述第一电磁比例阀与所述电控泵和所述电控单元分别相连，所述第一电磁比例阀能够根据所述电控单元的指令控制所述电控泵的排量。

5.根据权利要求4所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述控制阀组分别还包括：

第二电磁比例阀，所述第二电磁比例阀与所述补偿阀和所述电控单元分别相连以根据所述电控单元的指令控制所述补偿阀的阀芯行程；

第三电磁比例阀，所述第三电磁比例阀与所述主换向阀和所述电控单元分别相连根据所述电控单元的指令控制主换向阀的阀芯行程；

第四电磁比例阀，所述第四电磁比例阀与所述主换向阀和所述电控单元分别相连根据所述电控单元的指令控制主换向阀的阀芯行程。

6.根据权利要求3所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述控制阀组分别还包括：

梭阀，所述梭阀设在所述主换向阀与所述执行机构之间以选择油路的高压信号。

7.根据权利要求6所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述压力传感器组分别包括：

第一压力传感器，所述第一压力传感器设在所述电控泵与所述补偿阀之间以检测所述控制阀组的主油路的进口压力。

8.根据权利要求7所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，每个所述压力传感器组分别还包括：

第二压力传感器，所述第二压力传感器设在所述补偿阀与所述主换向阀之间以用于检测所述主换向阀的第一高压信号；

第三压力传感器，所述第三压力传感器与所述梭阀相连以用于检测所述主换向阀的第二高压信号。

9.根据权利要求3所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，一个所述执行机构形成为执行油缸，所述执行油缸与一个所述主换向阀相连且设在一个所述主换向阀的下游。

10.根据权利要求3所述的电子式负载敏感控制装置，其特征在于，另一个所述执行机构形成为执行马达，所述执行马达与另一个所述主换向阀相连且设在另一个所述主换向阀的下游。