多联变量泵的排量控制方法、装置和混凝土泵送设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种多联变量泵的排量控制方法、装置和混凝土泵送设备。该排量控制方法，包括：获取控制信息表，控制信息表包含预设的控制信息，控制信息包括与多种不同工况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号；获取当前工况；根据当前工况，在控制信息表的控制信息中查找与当前工况相匹配的工况，从而获取与查找到的工况相对应的每个变量泵的排量控制信号；根据查找到的排量控制信号控制多联变量泵的排量，从而使多联变量泵在相应的工况下具有最大的总效率。本发明可分别在不同的工况下，通过控制各个变量泵各自的最佳排量输出和总排量，从而使得各个变量泵的总效率最大，减少了液压系统的功率损失，提高了作业效率。
【专利说明】多联变量泵的排量控制方法、装置和混凝土泵送设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压领域，更具体地，涉及ー种多联变量泵的排量控制方法、装置和混凝土泵送设备。
【背景技术】
[0002]目前，混凝土泵送设备一般采用多联变量泵的形式，把多个变量泵的油液合流后再用于驱动混凝土输送缸，以满足不同方量的混凝土浇筑施工要求。由于单个变量泵受现有设计技术、制造技术和实际安装尺寸的限制，因此，多个变量泵合流使用比单个大变量泵更经济、更实用。
[0003]关于多联变量泵的排量控制方法，现有技术中，通常采用同一个排量控制信号，同时控制多个变量泵。由于每个变量泵的最大排量可能不同，因此每个变量泵的容积效率和机械效率也随着转速、排量和负载而变化，也并不相同。因此，采用同一个控制信号同时控制多个变量泵，并不能保证每个变量泵都能工作在最佳特性下，也不能保证多个变量泵的总效率达到最大。
[0004]例如，中国专利申请CN201210551860.5公开了ー种多联变量泵的控制方法，其n个变量泵是并联的。在该专利申请中，采用同一个控制信号同时控制多个变量泵的排量，控制方式不灵活，不可以单独改变每ー个泵的排量，也不能确保每ー个变量泵都工作在最佳工作点下，也不能保证多个变量泵的总效率达到最大。
【发明内容】
[0005]本发明g在提供一种可使多个变量泵的总效率达到最大、減少液压系统的功率损失、提高作业效率的多联变量泵的排量控制方法、装置和混凝土泵送设备。
[0006]为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种多联变量泵的排量控制方法，包括:获取控制信息表，控制信息表包含预设的控制信息，控制信息包括与多种不同エ况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号；获取当前エ况；根据当前エ况，在控制信息表的控制信息中查找与当前エ况相匹配的エ况，从而获取与查找到的エ况相对应的每个变量泵的排量控制信号；根据查找到的排量控制信号控制多联变量泵的排量，从而使多联变量泵在相应的エ况下具有最大的总效率。
[0007]进ー步地，控制信息表包括多组控制信息，每组控制信息对应于不同的转速。
[0008]进ー步地，根据当前エ况，在控制信息表的控制信息中查找与当前エ况相匹配的エ况，从而获取与查找到的エ况相对应的每个变量泵的控制信号包括:从多组控制信息中，查找出位于不同组的控制信息中的多个备选エ况；确定多个备选エ况所对应的多个备选总效率中最大的ー个备选总效率；从该ー个备选总效率所对应的那组控制信息中获取排量控制信号。
[0009]进ー步地，排量控制方法还包括:获取那组控制信息所对应的转速；根据获取的转速控制多联变量泵以该转速同步转动。[0010]进一步地,控制信息表仅包括一组控制信息，该一组控制信息对应于一个固定的转速。
[0011]进一步地，获取当前工况包括:获取负载压力；根据负载压力确定当前工况。
[0012]根据本发明的第二个方面，提供了一种多联变量泵的排量控制装置，包括:信息表获取模块，用于获取控制信息表，控制信息表包含预设的控制信息，控制信息包括与多种不同工况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号；当前工况获取模块，用于获取当前工况；查询模块，用于根据当前工况，在控制信息表的控制信息中查找与当前工况相匹配的工况，从而获取与查找到的工况相对应的每个变量泵的排量控制信号；控制模块，用于根据查找到的排量控制信号控制多联变量泵的排量，从而使多联变量泵在相应的工况下具有最大的总效率。
[0013]进一步地，查询模块包括:第一处理模块，用于从控制信息表的多组控制信息中，查找出位于不同组的控制信息中的多个备选工况，其中，每组控制信息对应于不同的转速；第二处理模块，用于确定多个备选工况所对应的多个备选总效率中最大的一个备选总效率；第三处理模块，用于从该一个备选总效率所对应的那组控制信息中获取排量控制信号。
[0014]进一步地，排量控制装置还包括:转速获取模块，用于获取那组控制信息所对应的转速；转速控制模块，用于根据获取的转速控制多联变量泵以该转速同步转动。
[0015]进一步地，当前工况获取模块包括:压力获取模块，用于获取负载压力；工况确定模块，用于根据负载压力确定当前工况。
[0016]根据本发明的第三个方面，提供了一种混凝土泵送设备，包括上述的排量控制装置。
[0017]根据本发明的第四个方面，提供了一种泵送控制方法，包括:获取设定泵送方量；根据设定泵送方量从多个工作模式中选择最优工作模式，其中，最优工作模式采用上述的排量控制方法控制多联变量泵。
[0018]本发明可分别在不同的工况下，通过控制各个变量泵各自的最佳排量输出和总排量，从而使得各个变量泵的总效率最大，减少了液压系统的功率损失，提高了作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1示意性示出了本发明中的排量控制方法的流程图；
[0021]图2示意性示出了具有可变转速时的转速匹配的流程图；
[0022]图3示意性示出了具有固定转速时的控制流程图；以及
[0023]图4示意性示出了本发明中的排量控制装置的模块图。
【具体实施方式】
[0024]以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0025]中国专利申请CN201210551860.5中，没有考虑到变量泵泵自身特性进行变化，不
能保证每一个泵的工作特性最佳在实际工况中，由于每个变量泵的最大排量可能不同，每个变量泵的容积效率和机械效率也随着转速、排量和负载而变化，也并不相同。因此，如果采用同一个控制信号同时控制多个变量泵，并不能保证每个变量泵都能工作在最佳工作点下，也不能保证多个泵的总效率达到最大等问题。
[0026]本发明提供ー种可用于混凝土泵车、车载式混凝土泵、拖式混凝土泵等混凝土泵送设备的一种多联变量泵的排量控制方法、装置。特别地，该混凝土泵送设备的多个变量泵采用串联的方式连接，这样，多个变量泵具有相同的转速，这些变量泵可以以固定的转速转动，也可以以变化的转速转动。每个变量泵的容积效率和机械效率受转速、排量、负载的影响而变化，其中，负载是由具体的エ况決定的，属于非受控量；转速和排量是受控量，由系统进行控制。
[0027]首先，本发明可通过下述的方法建立目标函数模块。
[0028]假设多联变量泵包括变量泵I和变量泵2，这两个变量泵同轴驱动，且转速为n。变量泵总排量为vt、容积效率为nvp、总效率nv、负载压カ为ap。变量泵I的排量为V1、容积效率为nvpl，总效率nvl，放大后的排量控制信号为X。变量泵2的排量为V2、容积效率为Hvp2,总效率nv2，放大后的排量控制信号为Y。
[0029]若各个变量泵排量的大小(0 ^ Vl ^ Vlmax,0≤V2≤V2max)与控制信号的函数关系为:
[0030]V1=F1 ⑴， V2=F2 ⑴
[0031]则
[0032]Vt = VJV2=F1 ⑴ +F2 ⑴=F3 (X，Y) 公式(I)
[0033]多联变量泵的容积效率Hvp是排量的函数，结合公式(I )，则容积效率Hvp与各个受控量之间的函数关系为:
[0034]% = F4(Vt，n) =F4(F3(X，Y)，n) =F4(X，Y，n) 公式(2)
[0035]综上可知，多联变量泵的容积效率Hvp是变量泵I的排量控制信号X、变量泵2的排量控制信号Y和转速n的函数。
[0036]同理，对于同轴驱动下的具有固定转速的多联变量泵来说，若设定转速为一定值，其容积效率nvp与各个受控量之间的函数关系为:
[0037]Hvp = F4(Vt) =F4(F3(X，Y)) =F4(X，Y) 公式(2)
[0038]特别地，当负载正常工作时，结合各变量泵的固有特性曲线，可以计算出各变量泵的最佳工作点。以双联变量泵为例，假设有变量泵I和变量泵2，变量泵总排量为Vt，那么，由上述函数关系(2)式，可分别在不同的负载压力AP下，得出不同エ况下各个变量泵的最佳排量输出和总排量输出值，使得各个变量泵的总效率最大。
[0039]作为本发明的第一方面，请參考图1，提供了一种多联变量泵的排量控制方法，包括:获取控制信息表，控制信息表包含预设的控制信息，控制信息包括与多种不同エ况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号；获取当前エ况；根据当前エ况，在控制信息表的控制信息中查找与当前エ况相匹配的エ况，从而获取与查找到的エ况相对应的每个变量泵的排量控制信号；根据查找到的排量控制信号控制多联变量泵的排量，从而使多联变量泵在相应的エ况下具有最大的总效率。
[0040]特别地，可先向控制信息表中预先存储控制信息，例如，控制信息可以包括每个变量泵的排量控制信号，这些排量控制信号可以是信号、液信号，或者是机械信号。通过排量控制信号，可以控制相应的变量泵的排量大小。因此，可以预先计算出每种エ况下，为了使整个多联变量泵的总效率最大，应当对每个变量泵施加的排量控制信号的大小，然后将这些排量控制信号存储在该控制信息表中，并与相应的エ况一一对应。
[0041]在混凝土泵送设备正常工作的过程中，首先获取预先存储的控制信息表。然后，检测当前エ况，例如，可以通过对负载压カ的检测，实现对エ况的检测，从而确定出当前エ况。显然，也可以采用其它本领域常见的其它能够反映エ况的參数或參数组合，来确定当前エ况。
[0042]接着，查找控制信息表中与当前エ况相匹配的条目，从而得到该条目中存储的排量控制信号。这样，就可以得到预先计算好的，与当前エ况相匹配的排量控制信号。由于这些预先存储的排量控制信号是根据整个多联变量泵的总效率最大这一原则预设的，因此，利用查询出的排量控制信号，分别控制每个变量泵的排量，就可以实现多联变量泵的总排量最优，同时实现总效率的最大化，同时减少了液压系统的功率损失、提高了作业效率。通过上述的方法，还可以为每个变量泵确定不同大小的排量控制信号，因而，可以充分利用每个变量泵的输出，然后将这些输出合流，以驱动负载工作。
[0043]可以理解的是，若当当前エ况无负载，那么本发明将会自动调整各变量泵的排量控制信号的大小，从而将各变量泵的排量调节到最小值。
[0044]优选地，控制信息表包括多组控制信息，每组控制信息对应于不同的转速。这样，每组控制信息都工作于ー个固定的转速下，换句话说，每组控制信息中的不同エ况，都采用相同的转速。但是，不同组的控制信息之间，具有不同的转速。这样，每个变量泵的排量控制信号都可以根据每个变量泵自身的特性进行变化，从而保证每ー个变量泵的工作特性最佳，并使输出总效率最大。
[0045]在一个实施例中，以具有两个变量泵的多联变量泵为例，对本发明中的控制信息表进行示例性说明，请參考下表:
[0046]
【权利要求】
1.一种多联变量泵的排量控制方法，其特征在于，包括: 获取控制信息表，所述控制信息表包含预设的控制信息，所述控制信息包括与多种不同工况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号； 获取当前工况； 根据所述当前工况，在所述控制信息表的控制信息中查找与所述当前工况相匹配的工况，从而获取与查找到的所述工况相对应的每个变量泵的排量控制信号； 根据所述查找到的排量控制信号控制所述多联变量泵的排量，从而使所述多联变量泵在相应的工况下具有最大的总效率。
2.根据权利要求1所述的排量控制方法，其特征在于，所述控制信息表包括多组所述控制信息，每组所述控制信息对应于不同的转速。
3.根据权利要求2所述的排量控制方法，其特征在于，根据所述当前工况，在所述控制信息表的控制信息中查找与所述当前工况相匹配的工况，从而获取与查找到的所述工况相对应的每个变量泵的控制信号包括: 从所述多组控制信息中，查找出位于不同组的所述控制信息中的多个备选工况； 确定所述多个备选工况所对应的多个备选总效率中最大的一个备选总效率； 从该一个备选总效率所对应的那组控制信息中获取所述排量控制信号。
4.根据权利要求3所 述的排量控制方法，其特征在于，所述排量控制方法还包括: 获取所述那组控制信息所对应的转速； 根据获取的所述转速控制所述多联变量泵以该转速同步转动。
5.根据权利要求1所述的排量控制方法，其特征在于，所述控制信息表仅包括一组所述控制信息，该一组所述控制信息对应于一个固定的转速。
6.根据权利要求1所述的排量控制方法，其特征在于，获取当前工况包括: 获取负载压力； 根据所述负载压力确定所述当前工况。
7.一种多联变量泵的排量控制装置，其特征在于，包括: 信息表获取模块，用于获取控制信息表，所述控制信息表包含预设的控制信息，所述控制信息包括与多种不同工况相对应的、用于控制每个变量泵输出最佳排量的排量控制信号; 当前工况获取模块，用于获取当前工况； 查询模块，用于根据所述当前工况，在所述控制信息表的控制信息中查找与所述当前工况相匹配的工况，从而获取与查找到的所述工况相对应的每个变量泵的排量控制信号；控制模块，用于根据所述查找到的排量控制信号控制所述多联变量泵的排量，从而使所述多联变量泵在相应的工况下具有最大的总效率。
8.根据权利要求7所述的排量控制装置，其特征在于，所述查询模块包括: 第一处理模块，用于从所述控制信息表的多组所述控制信息中，查找出位于不同组的所述控制信息中的多个备选工况，其中，每组所述控制信息对应于不同的转速； 第二处理模块，用于确定所述多个备选工况所对应的多个备选总效率中最大的一个备选总效率； 第三处理模块，用于从该一个备选总效率所对应的那组控制信息中获取所述排量控制信号。
9.根据权利要求8所述的排量控制装置，其特征在于，所述排量控制装置还包括: 转速获取模块，用于获取所述那组控制信息所对应的转速； 转速控制模块，用于根据获取的所述转速控制所述多联变量泵以该转速同步转动。
10.根据权利要求7所述的排量控制装置，其特征在于，当前工况获取模块包括: 压力获取模块，用于获取负载压力； 工况确定模块，用于根据所述负载压力确定所述当前工况。
11.一种混凝土泵送设备，其特征在于，包括权利要求7至10中任一项所述的排量控制 装直。
12.—种泵送控制方法,其特征在于,包括: 获取设定泵送方量； 根据所述设定泵送方量从多个工作模式中选择最优工作模式，其中，所述最优工作模式采用权利要求1至6中任一项 所述的排量控制方法控制多联变量泵。
【文档编号】F04B15/02GK103557151SQ201310572813
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】丁雪峰, 高荣芝, 方旭东 申请人:中联重科股份有限公司