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用于液压系统的控制方法、装置、控制器及工程机械设备

文献发布时间:2023-06-19 18:27:32


用于液压系统的控制方法、装置、控制器及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域,特别是涉及一种用于液压系统的控制方法及控制装置、控制器、工程机械设备及存储介质。

背景技术

目前在采用电控排量泵和电控主阀的液压系统中,执行元件的流量直接由主泵控制输出,而主泵流量的输出大小受操作手柄控制,主阀开度的大小也受操作手柄控制。液压系统中各执行元件对应各自的负载压力,而负载压力会根据负载的变化而变化。

然而,当执行复合动作时,各执行元件的负载会根据工况发生变化,导致负载压力发生变化。如果在主泵总流量不变的情况下,各个执行元件根据负载压力的大小分配流量,而负载的不确定会引起负载压力波动,复合动作下的各执行元件分配到的流量也会发生波动,导致执行元件输入的流量不稳定。液压系统中,执行元件的流量决定执行元件的速度,故复合动作下各执行元件的速度无法保持稳定速度,导致工程机械设备操作者在进行复合动作操作时,操作者无法准确的通过操作手柄控制执行元件速度或各执行元件之间的速度比例,使得工程机械设备操作不协调,用户操作体验差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于液压系统的控制方法及控制装置、控制器、工程机械设备及存储介质,能够有效提高执行元件速度稳定性,复合动作操作的协调性以及提升用户操作体验。

为达到上述目的:

第一方面,本申请实施例提供了一种用于液压系统的控制方法,所述液压系统至少包括第一液压泵、第二液压泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第一执行元件、第二执行元件、第一操作手柄、第二操作手柄和油箱;其中,所述第二换向阀和所述第三换向阀为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀通过油路与所述第一液压泵相连,所述第二换向阀通过油路或所述第一换向阀与所述第一液压泵相连;所述第四换向阀通过油路与所述第二液压泵相连,所述第三换向阀通过油路或所述第四换向阀与所述第二液压泵相连;所述第一换向阀的工作油口与所述第三换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第一执行元件分别连接所述第一换向阀的工作油口和所述第三换向阀的工作油口;所述第二换向阀的工作油口与所述第四换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第二执行元件分别连接所述第二换向阀的工作油口和所述第四换向阀的工作油口;所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述第四换向阀的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件动作,所述第二操作手柄用于控制所述第二执行元件动作;所述方法包括:

监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作;

确定发生复合动作时,控制所述第一换向阀和所述第四换向阀处于打开状态,并控制所述第二换向阀和所述第三换向阀处于中位状态。

可选地,所述监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作,包括:

监测所述第一操作手柄的倾斜角和所述第二操作手柄的倾斜角是否同时发生变化;

若同时发生变化,则判定发生复合动作。

可选地,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第一流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第一流量值;

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第二流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第二流量值;

和/或,向所述第一换向阀和所述第四换向阀发送目标开度信号,以使所述第一换向阀和所述第四换向阀的开度为最大。

可选地,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第三流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第三流量值

根据所述第三流量值以及预设的所述第一执行元件与所述第二执行元件之间的转速比值,确定所述第二液压泵所需输出的第四流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第四流量值;所述第四流量值为所述第三流量值与所述转速比值的乘积。

可选地,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第五流量值,控制所述第一液压泵的输出流量为所述第五流量值;

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第六流量值,检测所述第六流量值是否小于或等于预设流量值;

若所述第六流量值小于或等于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述第六流量值;

若所述第六流量值大于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述预设流量值。

第二方面,本申请实施例提供一种控制器,被配置为执行第一方面所述的用于液压系统的控制方法。

第三方面,本申请实施例提供一种用于液压系统的控制装置,所述液压系统至少包括第一液压泵、第二液压泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第一执行元件、第二执行元件、第一操作手柄、第二操作手柄和油箱;所述第二换向阀和所述第三换向阀为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀通过油路与所述第一液压泵相连,所述第二换向阀通过油路或所述第一换向阀与所述第一液压泵相连;所述第四换向阀通过油路与所述第二液压泵相连,所述第三换向阀通过油路或所述第四换向阀与所述第二液压泵相连;所述第一换向阀的工作油口与所述第三换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第一执行元件分别连接所述第一换向阀的工作油口和所述第三换向阀的工作油口;所述第二换向阀的工作油口与所述第四换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第二执行元件分别连接所述第二换向阀的工作油口和所述第四换向阀的工作油口;所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述第四换向阀的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件动作,所述第二操作手柄用于控根据制所述第二执行元件动作;所述控制装置包括根据第二方面所述的控制器。

第四方面,本申请实施例提供一种液压系统,所述液压系统包括根据第三方面所述的用于液压系统的控制装置。

第五方面,本申请实施例提供一种工程机械设备,所述工程机械设备包括根据第四方面所述的液压系统。

第六方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的用于液压系统的控制方法的步骤。

本申请实施例提供的用于液压系统的控制方法及控制装置、控制器、工程机械设备及存储介质,所述液压系统至少包括第一液压泵、第二液压泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第一执行元件、第二执行元件、第一操作手柄、第二操作手柄和油箱;其中,所述第二换向阀和所述第三换向阀为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀通过油路与所述第一液压泵相连,所述第二换向阀通过油路或所述第一换向阀与所述第一液压泵相连;所述第四换向阀通过油路与所述第二液压泵相连,所述第三换向阀通过油路或所述第四换向阀与所述第二液压泵相连;所述第一换向阀的工作油口与所述第三换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第一执行元件分别连接所述第一换向阀的工作油口和所述第三换向阀的工作油口;所述第二换向阀的工作油口与所述第四换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第二执行元件分别连接所述第二换向阀的工作油口和所述第四换向阀的工作油口;所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述第四换向阀的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件动作,所述第二操作手柄用于控制所述第二执行元件动作;所述方法包括:监测第一操作手柄和第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作;确定发生复合动作时,控制第一换向阀和第四换向阀处于打开状态,并控制第二换向阀和第三换向阀处于中位状态。如此,实现在复合动作下各执行元件的油路互不干涉,各执行元件获得的流量由对应的操作手柄决定,为各执行元件提供更精确的流量分配,有效提高了执行元件速度稳定性,复合动作操作的协调性以及提升了用户操作体验。

附图说明

图1为本发明实施例中液压系统的架构示意图;

图2为本发明实施例提供的用于液压系统的控制方法的流程示意图;

图3为现有液压系统的架构示意图;

图4为本发明实施例中硬件控制逻辑示意图;

图5为本发明实施例中泵的排量与泵的控制信号值之间的对应关系示意图;

图6为本发明实施例中阀的开度值与阀的控制信号值之间的对应关系示意图;

图7为本发明实施例中复合动作控制逻辑示意图;

图8为本发明实施例提供的用于液压系统的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素,此外,本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义,也可能具有不同含义,其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解,尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本文范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。

应该理解的是,虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

需要说明的是,在本文中,采用了诸如S101、S102等步骤代号,其目的是为了更清楚简要地表述相应内容,不构成顺序上的实质性限制,本领域技术人员在具体实施时,可能会先执行S102后执行S101等,但这些均应在本申请的保护范围之内。

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。

本申请实施例提供了一种用于液压系统的控制方法,该用于液压系统的控制方法可以由本申请实施例提供的一种用于液压系统的控制装置来执行,该用于液压系统的控制装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现,本实施例中以所述用于液压系统的控制方法应用于控制器为例,参阅图1,所述液压系统至少包括第一液压泵1、第二液压泵2、第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5、第四换向阀6、第一执行元件7、第二执行元件8、第一操作手柄(图1中未示出)、第二操作手柄(图1中未示出)和油箱(图1中未示出);其中,所述第二换向阀4和所述第三换向阀5为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀3通过油路与所述第一液压泵1相连,所述第二换向阀4通过油路或所述第一换向阀3与所述第一液压泵1相连;所述第四换向阀6通过油路与所述第二液压泵2相连,所述第三换向阀5通过油路或所述第四换向阀6与所述第二液压泵2相连;所述第一换向阀3的工作油口A1、B1与所述第三换向阀5的工作油口A3、B3一一对应连接,且所述第一执行元件7分别连接所述第一换向阀3的工作油口A1、B1和所述第三换向阀5的工作油口A3、B3;所述第二换向阀4的工作油口A2、B2与所述第四换向阀6的工作油口A4、B4一一对应连接,且所述第二执行元件8分别连接所述第二换向阀4的工作油口A2、B2和所述第四换向阀6的工作油口A4、B4;所述第一换向阀3、所述第二换向阀4、所述第三换向阀5和所述第四换向阀6的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件7动作,所述第二操作手柄用于控制所述第二执行元件8动作。此外,所述第一液压泵1和所述第二液压泵2分别与发动机相连,以获取所述发动机输出的机械能。基于上述液压系统,参阅图2,为本实施例提供的用于液压系统的控制方法包括:

步骤S101:监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作。

可选地,所述第一操作手柄的倾斜角信号能够反映是否需要驱动或控制所述第一执行元件动作以及所述第一执行元件动作所需的流量,所述第二操作手柄的倾斜角信号能够反映是否需要驱动或控制所述第二执行元件动作以及所述第二执行元件动作所需的流量。所述复合动作是指两个或两个以上的动作同时操作,比如,对于旋挖钻机,一边提主卷扬,同时另一边反转动力头等。

可选地,由于复合动作的发生实际是两个或两个以上的执行元件同时被驱动或动作,而执行元件是否被驱动或动作可以通过对应的操作手柄的倾斜角进行判断,因此,可通过检测操作手柄的倾斜角信号判断是否发生复合动作。可选地,所述监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作,包括:监测所述第一操作手柄的倾斜角和所述第二操作手柄的倾斜角是否同时发生变化;若同时发生变化,则判定发生复合动作。可选地,可以实时、不定时或周期性监测所述第一操作手柄的倾斜角和所述第二操作手柄的倾斜角是否同时发生变化,若检测到所述第一操作手柄的倾斜角和所述第二操作手柄的倾斜角同时发生变化,则判定发生复合动作。可以理解,操作者可以是先控制所述第一操作手柄或所述第二操作手柄动作以产生一倾斜角信号,而在一段时间后再对应控制所述第二操作手柄或所述第一操作手柄动作以产生另一倾斜角信号。当然,操作者也可以是同时控制所述第一操作手柄和所述第二操作手柄动作分别产生对应的倾斜角信号。如此,可准确判断复合动作的发生,进一步提高了确保执行元件速度稳定的及时性以及用户操作体验。

步骤S102:确定发生复合动作时,控制所述第一换向阀和所述第四换向阀处于打开状态,并控制所述第二换向阀和所述第三换向阀处于中位状态。

可选地,在单动作下,当用于控制所述第一执行元件动作的所述第一操作手柄产生倾斜角信号时,将控制所述第一换向阀和所述第三换向阀处于打开状态,而控制所述第二换向阀和所述第四换向阀处于闭合状态,此时所述第一液压泵输出的液压油经过所述第一换向阀,所述第二液压泵输出的液压油经过所述第三换向阀,一起提供给所述第一执行元件,即所述第一液压泵和所述第二液压泵输出的流量全部分配给所述第一执行元件,同时所述第一液压泵和所述第二液压泵输出流量大小受所述第一操作手柄的倾斜角度影响,所述第一换向阀和所述第三换向阀的开度大小也受所述第一操作手柄的倾斜角度影响。而当用于控制所述第二执行元件动作的所述第二操作手柄产生倾斜角信号时,将控制所述第二换向阀和所述第四换向阀处于打开状态,而控制所述第一换向阀和所述第三换向阀处于闭合状态,此时所述第一液压泵输出的液压油经过所述第二换向阀,所述第二液压泵输出的液压油经过所述第四换向阀,一起提供给所述第二执行元件,即所述第一液压泵和所述第二液压泵输出的流量全部分配给所述第二执行元件,同时所述第一液压泵和所述第二液压泵输出流量大小受所述第二操作手柄的倾斜角度影响,所述二换向阀和所述第四换向阀的开度大小也受所述第二操作手柄的倾斜角度影响。

然而,在确定发生复合动作时,控制所述第一换向阀和所述第四换向阀处于打开状态,并控制所述第二换向阀和所述第三换向阀处于中位状态,此时所述第一液压泵输出的液压油经过所述第一换向阀流向所述第一执行元件,所述第二液压泵输出的液压油经过所述第四换向阀流向所述第二执行元件,且由于所述第二换向阀和所述第三换向阀的中位机能为O型,所述第一液压泵和所述第二液压泵输出的液压油不会经过所述第二换向阀和所述第三换向阀流向油箱,从而实现所述第一液压泵只给所述第一执行元件提供液压油,而所述第二液压泵只给所述第二执行元件提供液压油,且油路互不干涉。

可选地,所述第一换向阀和所述第四换向阀可为Y型中位机能换向阀。同时,所述第二换向阀和所述第三换向阀也可以为两个工作油口在处于中位状态时不连通的M型中位机能换向阀等。可选地,所述第一执行元件和所述第二执行元件可为马达,也可为油缸。需要说明的是,当所述液压系统应用于旋挖钻机时,所述第一执行元件和所述第二执行元件可为主卷扬马达、行走马达、动力头马达、回转马达、桅杆油缸、变幅马达等。

综上,上述实施例提供的用于液压系统的控制方法中,在确定发生复合动作时,通过控制第一换向阀和第四换向阀处于打开状态,并控制第二换向阀和第三换向阀处于中位状态,实现在复合动作下各执行元件的油路互不干涉,各执行元件获得的流量由对应的操作手柄决定,为各执行元件提供更精确的流量分配,有效提高了执行元件速度稳定性,复合动作操作的协调性以及提升了用户操作体验。

在一实施方式中,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第一流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第一流量值;

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第二流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第二流量值;

和/或,向所述第一换向阀和所述第四换向阀发送目标开度信号,以使所述第一换向阀和所述第四换向阀的开度为最大。

可选地,根据所述第一操作手柄的倾斜角可计算所述第一液压泵所需输出的排量值,通过向所述第一液压泵发送排量控制信号,以使所述第一液压泵输出对应排量。而所述第一液压泵的输出流量等于所述第一液压泵的排量乘以所述第一液压泵的转速,所述第一液压泵的转速与发动机转速成比例关系,发动机转速近似为恒定转速,因此,所述第一液压泵的排量大小决定所述第一液压泵的输出流量。也就是说,通过控制所述第一液压泵输出对应排量,即可控制所述第一液压泵的输出流量为所述第一流量值。

可选地,根据所述第二操作手柄的倾斜角可计算所述第二液压泵所需输出的排量值,通过向所述第二液压泵发送排量控制信号,以使所述第二液压泵输出对应排量。而所述第二液压泵的输出流量等于所述第二液压泵的排量乘以所述第二液压泵的转速,所述第二液压泵的转速与发动机转速成比例关系,发动机转速近似为恒定转速,因此,所述第二液压泵的排量大小决定所述第二液压泵的输出流量。也就是说,通过控制所述第二液压泵输出对应排量,即可控制所述第二液压泵的输出流量为所述第二流量值。

可选地,通过向所述第一换向阀和所述第四换向阀发送目标开度信号,以使所述第一换向阀和所述第四换向阀的开度为最大,确保从所述第一液压泵输出的流量能够完全流向所述第一执行元件,以及从所述第二液压泵输出的流量能够完全流向所述第二执行元件,进一步提高了执行元件速度稳定性,复合动作操作的协调性以及提升了用户操作体验。

在一实施方式中,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第三流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第三流量值;

根据所述第三流量值以及预设的所述第一执行元件与所述第二执行元件之间的转速比值,确定所述第二液压泵所需输出的第四流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第四流量值;所述第四流量值为所述第三流量值与所述转速比值的乘积。

可选地,当所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达时,在特定工作场景下需要同时控制主卷扬马达和动力头马达动作时,若同时需要控制主卷扬马达的转速与动力头马达的转速保持一定比例关系,而由于操作者通过手动操作第一操作手柄和第二操作手柄,以控制主卷扬马达的转速与动力头马达的转速之间保持恒定比例较难,因此,可根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第三流量值,并将所述主卷扬马达和所述动力头马达之间的转速比值与所述第三流量值的乘积作为所述第二液压泵所需输出的第四流量值,以控制所述第二液压泵的输出流量为所述第四流量值,使得主卷扬马达的转速可根据第一操作手柄的倾斜角度相应变化,同时确保所述主卷扬马达和所述动力头马达之间的转速比值保持恒定,从而提高了控制准确度,并可通过一个操作手柄实现同时精确控制两个执行元件的速度,即实现执行元件之间速度关系的精确配合,进一步提升了用户操作体验。

在一实施方式中,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第五流量值,控制所述第一液压泵的输出流量为所述第五流量值;

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第六流量值,检测所述第六流量值是否小于或等于预设流量值;

若所述第六流量值小于或等于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述第六流量值;

若所述第六流量值大于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述预设流量值。

可选地,当所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达时,在特定工作场景下需要同时控制主卷扬马达和动力头马达动作时,若同时需要控制动力头马达的转速相对保持恒定,即第二液压泵的输出流量恒定,而由于操作者通过手动操作第二操作手柄,以控制动力头马达的转速保持恒定较难,因此,可先根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第六流量值,并检测所述第六流量值是否小于或等于预设流量值,若所述第六流量值小于或等于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述第六流量值;若所述第六流量值大于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述预设流量值。也就是说,无论主卷扬马达的转速如何变化,可控制动力头马达的转速保持恒定。如此,提高了控制准确度,并进一步提升了用户操作体验。

基于前述实施例相同的发明构思,本申请实施例还提供一种控制器,液压系统至少包括第一液压泵、第二液压泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第一执行元件、第二执行元件、第一操作手柄、第二操作手柄和油箱;其中,所述第二换向阀和所述第三换向阀为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀通过油路与所述第一液压泵相连,所述第二换向阀通过油路或所述第一换向阀与所述第一液压泵相连;所述第四换向阀通过油路与所述第二液压泵相连,所述第三换向阀通过油路或所述第四换向阀与所述第二液压泵相连;所述第一换向阀的工作油口与所述第三换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第一执行元件分别连接所述第一换向阀的工作油口和所述第三换向阀的工作油口;所述第二换向阀的工作油口与所述第四换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第二执行元件分别连接所述第二换向阀的工作油口和所述第四换向阀的工作油口;所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述第四换向阀的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件动作,所述第二操作手柄用于控制所述第二执行元件动作;所述控制器被配置为执行如下方法:监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作;确定发生复合动作时,控制所述第一换向阀和所述第四换向阀处于打开状态,并控制所述第二换向阀和所述第三换向阀处于中位状态。

在一实施方式中,所述监测所述第一操作手柄和所述第二操作手柄的倾斜角信号,以判断是否发生复合动作,包括:

监测所述第一操作手柄的倾斜角和所述第二操作手柄的倾斜角是否同时发生变化;

若同时发生变化,则判定发生复合动作。

在一实施方式中,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第一流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第一流量值;

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第二流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第二流量值;

和/或,向所述第一换向阀和所述第四换向阀发送目标开度信号,以使所述第一换向阀和所述第四换向阀的开度为最大。

在一实施方式中,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第一操作手柄的倾斜角确定所述第一液压泵所需输出的第三流量值,并控制所述第一液压泵的输出流量为所述第三流量值

根据所述第三流量值以及预设的所述第一执行元件与所述第二执行元件之间的转速比值,确定所述第二液压泵所需输出的第四流量值,并控制所述第二液压泵的输出流量为所述第四流量值;所述第四流量值为所述第三流量值与所述转速比值的乘积。

在一实施方式中,所述第一执行元件为主卷扬马达,所述第二执行元件为动力头马达,所述方法还包括:

根据所述第二操作手柄的倾斜角确定所述第二液压泵所需输出的第六流量值,检测所述第六流量值是否小于或等于预设流量值;

若所述第六流量值小于或等于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述第六流量值;

若所述第六流量值大于所述预设流量值,则控制所述第二液压泵的输出流量为所述预设流量值。

基于前述实施例相同的发明构思,本申请实施例还提供一种用于液压系统的控制装置,所述液压系统至少包括第一液压泵、第二液压泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀、第一执行元件、第二执行元件、第一操作手柄、第二操作手柄和油箱;所述第二换向阀和所述第三换向阀为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀通过油路与所述第一液压泵相连,所述第二换向阀通过油路或所述第一换向阀与所述第一液压泵相连;所述第四换向阀通过油路与所述第二液压泵相连,所述第三换向阀通过油路或所述第四换向阀与所述第二液压泵相连;所述第一换向阀的工作油口与所述第三换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第一执行元件分别连接所述第一换向阀的工作油口和所述第三换向阀的工作油口;所述第二换向阀的工作油口与所述第四换向阀的工作油口一一对应连接,且所述第二执行元件分别连接所述第二换向阀的工作油口和所述第四换向阀的工作油口;所述第一换向阀、所述第二换向阀、所述第三换向阀和所述第四换向阀的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件动作,所述第二操作手柄用于控根据制所述第二执行元件动作;所述控制装置包括上述的控制器。

需要说明的是,上述实施例提供的装置在执行相关操作时,仅以上述各程序模块的划分进行举例说明,实际应用时,可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成,即将终端的内部结构划分成不同的程序模块,以完成以上描述的全部或者部分处理。另外,上述实施例提供的装置与上述实施例中的方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。

基于前述实施例相同的发明构思,本申请实施例还提供一种液压系统,如图1所示,所述液压系统至少包括第一液压泵1、第二液压泵2、第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5、第四换向阀6、第一执行元件7、第二执行元件8、第一操作手柄(图1中未示出)、第二操作手柄(图1中未示出)和油箱(图1中未示出);其中,所述第二换向阀4和所述第三换向阀5为O型中位机能换向阀;所述第一换向阀3通过油路与所述第一液压泵1相连,所述第二换向阀4通过油路或所述第一换向阀3与所述第一液压泵1相连;所述第四换向阀6通过油路与所述第二液压泵2相连,所述第三换向阀5通过油路或所述第四换向阀6与所述第二液压泵2相连;所述第一换向阀3的工作油口A1、B1与所述第三换向阀5的工作油口A3、B3一一对应连接,且所述第一执行元件7分别连接所述第一换向阀3的工作油口A1、B1和所述第三换向阀5的工作油口A3、B3;所述第二换向阀4的工作油口A2、B2与所述第四换向阀6的工作油口A4、B4一一对应连接,且所述第二执行元件8分别连接所述第二换向阀4的工作油口A2、B2和所述第四换向阀6的工作油口A4、B4;所述第一换向阀3、所述第二换向阀4、所述第三换向阀5和所述第四换向阀6的回油口分别与所述油箱相连;所述第一操作手柄用于控制所述第一执行元件7动作,所述第二操作手柄用于控制所述第二执行元件8动作;所述液压系统还包括上述的用于液压系统的控制装置。

基于前述实施例相同的发明构思,本申请实施例还提供一种工程机械设备,该工程机械设备包括上述的液压系统。该工程机械设备包括但不限于旋挖钻机等。

在一实施方式中,该工程机械设备还包括:

通信接口,能够与其他设备(比如网络设备、终端等)进行信息交互;

处理器,与通信接口连接,以实现与其他设备进行信息交互,用于运行计算机程序时,执行上述一个或多个技术方案提供的方法;

存储器,用于存储能够在处理器上运行的计算机程序。

处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来实现上述一个或多个技术方案提供的方法。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。需要说明的是,处理器具体执行上述操作的过程详见方法实施例,这里不再赘述。

基于前述实施例相同的发明构思,下面通过一具体示例对前述实施例进行详细说明,本实施例中可用阀指代换向阀,泵指代液压泵。

参阅图3,在现有液压系统中,阀3、4、5、6的中位机能属于Y型(或者说中位机能下工作油口A、B口有一个或者两个与回油口连通),执行元件7要正常工作,必须阀3的阀开度和阀5的阀开度变大,如果只有阀3变化,阀5不变化,液压泵1流向阀3的流量,会直接从阀5经回油口流回油箱,导致没有动作。复合动作下,执行元件7和8同时动作,阀3、4、5、6的开度也必须都变化,不能保持在中位,一旦出现,就会导致某个执行元件无动作。通过手柄控制主阀的开度,主阀对流量进行分配,通过各个主阀的流量和确认主泵的流量。

针对上述问题,本实施例设计了一种液压系统,继续参阅图1,本实施例提供的液压系统包括主泵1、主泵2、主阀3、主阀4、主阀5、主阀6、马达7、马达8以及控制器、第一操作手柄和第二操作手柄;其中,

参阅图4,控制器根据第一操作手柄和第二操作手柄相应控制主泵1、2排量控制比例阀以及阀3、4、5、6开度控制比例阀。需要说明的是,本实施例中主泵1和主泵2可分别简称为泵1和泵2,主阀3、主阀4、主阀5、主阀6可分别简称为阀3、阀4、阀5、阀6。

主泵为排量泵,控制器根据操作手柄的倾斜角信号计算主泵的排量值,其主泵排量按控制器发出的排量控制信号输出对应排量,泵的排量与泵的控制信号值之间的对应关系可参阅图5。流量等于主泵排量乘以主泵转速RPM,主泵转速RPM和主泵所连接的发动机的转速成比例关系,本实施例中发动机转速为恒定转速(或发动机转速波动很小,近似恒定转速),故泵排量大小决定泵流量大小。

主阀为电控阀,其阀的开度值按控制器发出的开度控制信号确定开度,阀的开度值与阀的控制信号值之间的对应关系可参阅图6。

第一操作手柄控制作为执行元件的马达7,主泵1液压油经过阀3,主泵2液压油经过阀5,一起提供给马达7;其中阀3的A、B口中位机能为Y型,阀5的A、B口中位机能为O型。

第二操作手柄控制作为执行元件的马达8,主泵1液压油经过阀4,主泵2液压油经过阀6,一起提供给马达8;其中阀6的A、B口中位机能为Y型,阀4的A、B口中位机能为O型。

在单动作下,被操作的执行元件-马达7受第一操作手柄控制,主泵1和2流量的大小就受第一操作手柄倾斜角度信号影响,执行元件对应的主阀开度的大小受第一操作手柄倾斜角度信号影响,主泵1和主泵2的流量全部分配给执行元件-马达7。

在单动作下,被操作的执行元件-马达8受第二操作手柄控制,主泵1和2流量的大小就受第二操作手柄倾斜角度信号影响,执行元件对应的主阀开度的大小受第二操作手柄倾斜角度信号影响,主泵1和主泵2的流量全部分配给执行元件-马达8。

参阅图7,为复合动作控制逻辑示意图。在复合动作下,执行元件-马达7和执行元件-马达8需要同时操作,控制器获取第一操作手柄的倾斜角和第二操作手柄的倾斜角,当第一操作手柄的倾斜角和第二操作手柄的倾斜角同时发生变化,控制器认为复合动作发生。

当复合动作发生,阀4和阀5保持在中位状态不变;主泵1液压油经过阀3流向马达7,主泵2液压油经过阀6流向马达8;由于阀4和阀5的中位机能为O型,主泵1和主泵2的液压油不会经过阀4和阀5流回油箱;主泵1只给马达7供油,主泵2只给马达8供油,实现油路的互不干涉。

当复合动作发生,对于阀的控制:控制器获取第一操作手柄的倾斜角度信号,向阀3发出阀开度控制信号,阀3按第一操作手柄的控制信号输出对应的阀开度(本实施例中在复合动作下,此时开度为最大);控制器获取第二操作手柄的倾斜角度信号,向阀6发出阀开度控制信号,阀6接收到第二操作手柄的控制信号后,阀6按第二操作手2的控制信号输出对应的阀开度(本实施例中在复合动作下,此时开度为最大)。

当复合动作发生,对于泵的控制:控制器获取第一操作手柄的倾斜角度信号,向主泵1发出排量控制信号,主泵1按第一操作手柄的控制信号输出对应流量Q1,所以马达7的速度大小完全由第一操作手柄的倾斜角度信号决定;控制器获取第二操作手柄的倾斜角度信号,向主泵2发出排量控制信号,主泵2按第二操作手柄的控制信号输出对应流量Q2,所以马达8的速度大小完全由第二操作手柄8的倾斜角度信号决定。

复合动作下,马达7和马达8油路互不干涉,各自的流量(速度)由操作手柄决定;解决现有技术下,复合动作下各个执行元件会根据负载压力的大小分配流量,导致执行元件速度不稳定和互相影响的问题。

在复合动作下,主泵1和主泵2流量全部执行马达7和马达8;由于主泵流量由主泵排量决定,因此可通过设定马达7和马达8的速度比例关系和优先级,就可以在复合动作下使得两者的配合更加精确。

速度比例关系:当马达7的转速为MV1,马达8的转速为MV2,存在两者速度比例关系K,其中K=MV1/MV2,在复合动作下,使用第一操作手柄控制马达7,其主泵1输出流量为Q1,所以主泵2输出流量Q2为K*Q1,从而实现一个操作手柄同时精确控制2个马达的功能。

优先级关系:当马达7的转速为MV1,马达8的转速为MV2,马达2的优先级高于马达1,使用第二操作手柄时,保持马达8的MV2恒定,也就是主泵2的输出流量Q2恒定,即无论第一操纵手柄如何变化,马达8的转速恒定。例如,针对旋挖钻机钻杆解锁的工作场景,需要操作者一边提主卷扬(马达7),一边反转动力头(马达8),在此情况下需要无论主卷扬速度如何变化,反转动力头速度都要保持恒定。

综上,本实施例提供的用于液压系统的控制方法中,具有以下优点或效果:(1)复合控制顺序不同,即操作手柄角度量程决定泵流量和阀的开度,属于正流量技术路线,与现有技术中操作手柄角度量程决定阀的流量、阀的流量决定泵的流量的负载敏感技术路线不同;(2)复合动作通过手柄角度量程控制泵流量的输出大小,其阀的开度调整为最大;(3)增加了油路设计环节和阀中位机能设计,并在此基础上,实现执行元件之间速度关系的精确配合;(4)现有技术中从需要增加压力单元实现流量分配,而本申请通过油路和阀芯机能的设计实现流量的独立分配。

基于前述实施例相同的发明构思,本发明实施例提供了一种用于液压系统的控制装置,如图8所示,该装置包括:处理器310和存储有计算机程序的存储器311;其中,图8中示意的处理器310并非用于指代处理器310的个数为一个,而是仅用于指代处理器310相对其他器件的位置关系,在实际应用中,处理器310的个数可以为一个或多个;同样,图8中示意的存储器311也是同样的含义,即仅用于指代存储器311相对其他器件的位置关系,在实际应用中,存储器311的个数可以为一个或多个。在所述处理器310运行所述计算机程序时,实现应用于上述装置的所述用于液压系统的控制方法。

该装置还可包括:至少一个网络接口312。该装置中的各个组件通过总线系统313耦合在一起。可理解,总线系统313用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统313除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图8中将各种总线都标为总线系统313。

其中,存储器311可以是易失性存储器或非易失性存储器,也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(ROM,Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM,Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM,Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM,Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM,ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM,Compact Disc Read-Only Memory);磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(SRAM,Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM,Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM,Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM,SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM,Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM,Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM,SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM,Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器311旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本发明实施例中的存储器311用于存储各种类型的数据以支持该装置的操作。这些数据的示例包括:用于在该装置上操作的任何计算机程序,如操作系统和应用程序;联系人数据;电话簿数据;消息;图片;视频等。其中,操作系统包含各种系统程序,例如框架层、核心库层、驱动层等,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序可以包含各种应用程序,例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等,用于实现各种应用业务。这里,实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序中。

基于前述实施例相同的发明构思,本实施例还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机程序,计算机存储介质可以是磁性随机存取存储器(FRAM,ferromagnetic random access memory)、只读存储器(ROM,Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM,Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM,Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM,Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、快闪存储器(FlashMemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM,Compact Disc Read-Only Memory)等存储器;也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备,如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。所述计算机存储介质中存储的计算机程序被处理器运行时,实现应用于上述装置的所述用于液压系统的控制方法。所述计算机程序被处理器执行时实现的具体步骤流程请参考图2所示实施例的描述,在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
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06120115574728