一种液压控制系统及方法与流程

文档序号:15671648发布日期:2018-10-16 19:27阅读:232来源:国知局

本发明涉及挖掘机液压系统开发技术领域,更具体地说,涉及一种液压控制系统及方法。



背景技术:

在驾驶员实际操作挖掘机的过程中,常使用操作手柄来控制挖掘机执行某个动作,比如使用铲斗挖掘手柄控制铲斗挖掘。

但是,如果该动作的动作油缸已经到达极限位置,而驾驶员并未及时将操作手柄回归中位,就会使动作油缸内液压油压力迅速升高并持续溢流,这就等同于液压主泵以最大流量给动作油缸供油但不会产生任何有用功,从而造成能量浪费。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供一种液压泵流量控制方法及装置,技术方案如下:

一种液压控制系统,包括挖掘机正流量液压系统,所述挖掘机正流量液压系统包括操作手柄、先导油压力传感器、液压主泵、液压主阀、动作油缸和控制器,所述液压控制系统还包括:设置于所述动作油缸上的油缸位移传感器,所述油缸位移传感器与所述控制器通信连接;

所述油缸位移传感器,用于监测所述动作油缸的位移位置,并将所述位移位置发送至所述控制器;

所述控制器,用于判断所述位移位置是否处于预设允许位移位置范围内;如果所述位移位置不在所述预设允许位移位置范围内,控制所述液压主泵的输出流量为零。

优选的,所述液压主阀的类型为液控型或者电控型。

优选的,所述控制器,还用于:

在所述液压主阀的类型为电控型且所述液压主阀与所述控制器通信连接的情况下,如果所述位移位置不在所述预设允许位移位置范围内,控制所述液态主阀处于关闭状态。

优选的,所述液压控制系统还包括:设置于所述操作手柄和所述先导油压力传感器之间的先导油控制切断阀,所述先导油控制切断阀与所述控制器通信连接;

所述控制器,还用于如果所述位移位置不在所述预设允许位移位置范围内,控制所述先导油控制切断阀处于关闭状态。

优选的,所述控制器控制与所述位移位置相对应的所述液压主阀或者所述先导油控制切断阀处于关闭状态。

优选的,所述先导油控制切断阀包括:开关阀或者比例阀。

优选的,所述控制器,还用于:

监测所述油缸位移传感器的运行状态,并且在所述油缸位移传感器处于正常状态的情况下,执行所述判断所述位移位置是否处于预设允许位移位置范围内。

优选的,所述控制器,还用于:

如果所述位移位置在所述预设允许位移位置范围内,根据所述先导油压力传感器所发送的先导油压力值计算液压泵流量值,并控制所述液压主泵的输出流量为所述液压泵流量值。

一种液压控制方法,应用于上述技术方案任意一项所述液压控制系统中的所述控制器,所述液压控制方法包括:

接收所述油缸位移传感器所发送的位移位置;

判断所述位移位置是否处于预设允许位移位置范围内;

如果所述位移位置不在所述预设允许位移位置范围内,控制所述液压主泵的输出流量为零。

优选的,还包括:

如果所述位移位置在所述预设允许位移位置范围内,根据所述先导油压力传感器所发送的先导油压力值计算液压泵流量值,并控制所述液压主泵的输出流量为所述液压泵流量值。

相较于现有技术,本发明实现的有益效果为:

以上本发明提供一种液压控制系统及方法,该系统在挖掘机正流量液压系统的基础上增加了油缸位移传感器,可以监测动作油缸的位移位置,在位移位置不在预设位移位置范围内的情况下,控制器控制液压主泵的输出流量为零。一旦监测到动作油缸到达极限位置,就可以及时切断液态主泵的流量输出,避免液压泵以最大流量给动作油缸供油,降低能量消耗。

此外,及时切断液态主泵的流量输出之后,还可以消除液压油对机械部件的冲击,减少噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为挖掘机正流量液压系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的液压控制系统的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的液压控制系统的另一结构示意图;

图4为本发明实施例提供的液压控制方法的方法流程图;

图5为本发明实施例提供的液压控制方法的另一方法流程图;

图6为本发明实施例提供的液压控制方法的又一方法流程图;

图7为本发明实施例提供的液压控制方法的再一方法流程图;

图8为本发明实施例提供的液压控制方法的再一方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

液压主阀:液压主泵泵出的液压油到某个动作的动作油缸所经过的阀门。该液压主阀的开口方向决定了动作油缸的运动方向,液压主阀的开度决定了液压油到达动作油缸的速度,进而决定了动作执行快慢。

先导油:控制液压主阀开度的控制液压油。先导油的压力决定了液压主阀开口面积,而其一般由操作手柄的位置决定。

图1为挖掘机正流量液压系统的结构示意图,挖掘机正流量液压系统包括操作手柄10、先导油压力传感器20、液压主泵30、液压主阀40、动作油缸50和控制器60;其中,先导油压力传感器20用于监测先导控制油路中先导油的压力,当用户使用操作手柄时,某一路先导控制油路中的先导油就会发送压力变化,此时液压主阀的开口就对应该路先导控制油路,并且液压主阀的开度也与该路先导控制油路中先导油的压力有关。

本实施例所提供的液压控制系统,在图1所示出挖掘机正流量液压系统的基础上,还包括设置于动作油缸上的油缸位移传感器70,油缸位移传感器与控制器通信连接,液压系统的结构示意图如图2所示。

油缸位移传感器70,用于监测动作油缸的位移位置,并将位移位置发送至控制器。

控制器60,用于判断位移位置是否处于预设允许位移位置范围内;如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,控制液压主泵的输出流量为零。

本实施例中,动作油缸两个方向极限位置的中间区域即为预设允许位移位置。如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,则表示动作油缸已经到达某一方向的极限位置,此时,控制器直接控制液压主泵的输出流量为零。

而如果位移位置在预设允许位移位置范围内,根据先导油压力传感器所发送的先导油压力值计算液压泵流量值,并控制液压主泵的输出流量为液压泵流量值。而在控制器计算液压泵流量值的过程,可以通过预先建立的先导油压力与液压泵流量之间的对应关系,以查map表的方式来实现计算。

现阶段,市场上流行的挖掘机为液压主阀挖掘机,即上述控制液压主阀开口和方向受操作手柄控制,液压主阀的类型为液控型,控制器需要检测先导油压力来计算液压泵的输出流量。而下一代挖掘机的产品趋势为全电控挖掘机,即液压主阀也受控制器控制,液压主阀的类型为电控型。

针对电控型的液压主阀,为防止因重力作用,动作油缸中的液压油倒流,控制器60,还用于:

在液压主阀的类型为电控型且液压主阀与控制器通信连接的情况下,如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,控制液态主阀处于关闭状态。

针对液控型的液压主阀,为防止因重力作用,动作油缸中的液压油倒流。在图2所示出液压控制系统的基础上,还包括设置于操作手柄10和先导油压力传感器20之间的先导油控制切断阀80,先导油控制切断阀80与控制器60通信连接,液压系统的结构示意图如图3所示。控制器60,还用于:

如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,控制先导油控制切断阀处于关闭状态。

需要说明的是,先导油控制切断阀可以为开关阀,还可以比例阀,具有开关功能的阀门即可,本实施例对此不做具体限定,可根据实际需要进行选择。另外,如果先导油控制切断阀为比例阀,则控制器可以控制先导油控制切断阀的关闭速度。

还需要说明的是,为保证系统及时响应与油缸相反方向的动作要求,控制器控制与位移位置相对应的液压主阀或者先导油控制切断阀处于关闭状态。

在其他一些实施例中,为避免油缸位移传感器故障的原因错误控制液压主泵,在图2所示出液压控制系统中,控制器还用于:

监测油缸位移传感器的运行状态,并且在油缸位移传感器处于正常状态的情况下,执行所述判断位移位置是否处于预设允许位移位置范围内,这一步骤。

而控制器具体可以基于油缸位移传感器的电压、电流或者所反馈的位移位置来确定油缸位移传感器是正常还是故障,本实施例对此不做限定,可根据实际需要进行选择。

本发明实施例提供的液压控制系统,在挖掘机正流量液压系统的基础上增加了油缸位移传感器,可以监测动作油缸的位移位置,在位移位置不在预设位移位置范围内的情况下,控制器控制液压主泵的输出流量为零。一旦监测到动作油缸到达极限位置,就可以及时切断液态主泵的流量输出,避免液压泵以最大流量给动作油缸供油,降低能量消耗。

基于上述实施例提供的液压控制系统,本发明实施例则提供一种液压控制方法,该方法应用于液压控制系统中的控制器,方法流程图如图4,包括如下步骤:

s10,接收油缸位移传感器所发送的位移位置。

s20,判断位移位置是否处于预设允许位移位置范围内;如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,则执行步骤s30。

s30,控制液压主泵的输出流量为零。

本实施例中,动作油缸两个方向极限位置的中间区域即为预设允许位移位置。如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,则表示动作油缸已经到达某一方向的极限位置,此时,控制器直接控制液压主泵的输出流量为零。

为保证动作油缸两个方向极限位置的中间区域内的正常使用,在图4所示出液压控制方法的基础上,该方法还包括如下步骤,方法流程图如图5所示:

s40,如果位移位置在预设允许位移位置范围内,根据先导油压力传感器所发送的先导油压力值计算液压泵流量值,并控制液压主泵的输出流量为液压泵流量值。

现阶段,市场上流行的挖掘机为液压主阀挖掘机,即上述控制液压主阀开口和方向受操作手柄控制,液压主阀的类型为液控型,控制器需要检测先导油压力来计算液压泵的输出流量。而下一代挖掘机的产品趋势为全电控挖掘机,即液压主阀也受控制器控制,液压主阀的类型为电控型。

针对电控型的液压主阀,为防止因重力作用,动作油缸中的液压油倒流,在图4所示出液压控制方法的基础上,该方法还包括如下步骤,方法流程图如图6所示:

s50,在液压主阀的类型为电控型且液压主阀与控制器通信连接的情况下,如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,控制液态主阀处于关闭状态。

针对液控型的液压主阀,为防止因重力作用,动作油缸中的液压油倒流。如果液压控制系统包括设置于操作手柄和先导油压力传感器之间的先导油控制切断阀,并且先导油控制切断阀80与控制器60通信连接。则在图4所示出液压控制方法的基础上,该方法还包括如下步骤,方法流程图如图7所示:

s60,如果位移位置不在预设允许位移位置范围内,控制先导油控制切断阀处于关闭状态。

需要说明的是,先导油控制切断阀可以为开关阀,还可以比例阀,具有开关功能的阀门即可,本实施例对此不做具体限定,可根据实际需要进行选择。另外,如果先导油控制切断阀为比例阀,则控制器可以控制先导油控制切断阀的关闭速度。

还需要说明的是,为保证系统及时响应与油缸相反方向的动作要求,控制器控制与位移位置相对应的液压主阀或者先导油控制切断阀处于关闭状态。

在其他一些实施例中,为避免油缸位移传感器故障的原因错误控制液压主泵。在图4所示出液压控制方法的基础上,该方法还包括如下步骤,方法流程图如图8所示:

s70,监测油缸位移传感器的运行状态,并且在油缸位移传感器处于正常状态的情况下,执行步骤s20。

而控制器具体可以基于油缸位移传感器的电压、电流或者所反馈的位移位置来确定油缸位移传感器是正常还是故障,本实施例对此不做限定,可根据实际需要进行选择。

本发明实施例提供的液压控制方法,可以监测动作油缸的位移位置,在位移位置不在预设位移位置范围内的情况下,控制器控制液压主泵的输出流量为零。一旦监测到动作油缸到达极限位置,就可以及时切断液态主泵的流量输出,避免液压泵以最大流量给动作油缸供油,降低能量消耗。

以上对本发明所提供的一种液压控制系统及方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,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、物品或者设备所固有的要素,或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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