一种多路阀用独立控制装置、系统及控制方法与流程

本发明涉及一种多路阀用独立控制装置、系统及控制方法，属于多路阀。

背景技术：

1、多路阀是起重机液压系统中的核心控制元件，其性能水平直接影响起重机整机的操控特性，现有大部分多路阀仍采用传统的电控系统来实现。电控系统的主控制器采集人机设备信号, 通过内部程序运算后，向各个多路阀工作联的电比例阀输出控制信号,实现整机的动作。但在实际使用中，由于电控系统的主控制器输入、输出端口数量和存储能力有限，不能存储预设的独立控制算法，从而不能实现智能化控制多路阀阀体中阀芯位置，无法合理分配系统流量，影响整机动作的操作效果。

2、现有技术中的液压阀芯控制回路的硬件构成上，主要由a向和b向电比例阀、弹簧、主阀阀芯控制装置、第一先导腔和第二先导腔、先导压力源所组成，其中控制装置主要由选择器和指令转电流模块所组成。

3、现有技术中通过电比例阀实现主阀阀芯控制的过程是：先导压力源为电比例阀提供液压油液；当主阀阀芯控制装置接收到控制主阀阀芯位移的指令信号时，主阀阀芯控制装置根据指令信号对选择器做相应的判断，确定导通电比例阀以实现主阀阀芯的位移控制。这种方法因为液压阀芯控制回路内部无独立控制器，多路阀每联的驱动装置均由主控制器控制，会使得阀芯位移执行时效慢，无法对应指令信号变化的速度执行响应的位移动作，并且整个系统构成部件多，对于装配的要求高，占用电控系统的主控制器i/o端口，主控制器程序复杂程度高。

4、因此，技术人员急需要解决现有技术中关于多路阀控制的以上技术问题。

技术实现思路

1、目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多路阀用独立控制装置、系统及控制方法。

2、技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，一种多路阀用独立控制装置，包括：壳体。

4、所述壳体的结合面上分别设置有先导油口、泄油油口，a端控制压力油口，b端控制压力油口，其中壳体的结合面与多路阀工作联的结合面相对应，所述先导油口、泄油油口、a端控制压力油口和b端控制压力油口分别与多路阀工作联的进油口、出油口、a端控制油口和b端控制油口相联通。

5、所述先导油口的另一端分别与a向电比例阀、b向电比例阀的p口相连通，所述泄油油口的另一端分别与a向电比例阀、b向电比例阀的t口相连通，工作联a端控制油口的压力油通过a向电比例阀的a口流出经a端控制压力油口流入；工作联b端控制油口的压力油通过b向电比例阀的b口流出经b端控制压力油口流入。

6、所述壳体上设置有开口，开口内设置有位移传感器，位移传感器末端设置有弹簧。

7、所述壳体内设置有ecu处理单元，ecu处理单元分别与通讯接口、外部接口相连接，并通过线束分别与a向电比例阀、b向电比例阀、位移传感器相连接。

8、作为优选方案，所述壳体的结合面上设置有用于连接多路阀工作联的固定螺栓孔。

9、第二方面，一种多路阀用独立控制系统，包括：多路阀，所述多路阀包括多个工作联，每个工作联一侧分别设置有独立控制装置。

10、所述多路阀工作联的结合面与独立控制装置壳体的结合面通过螺栓相连接。

11、所述位移传感器的伸出杆与多路阀工作联的阀芯相接触，位移传感器在内部弹簧的压缩力作用下，始终与阀芯保持同步运动，时刻检测阀芯所处位置。所述独立控制装置的先导油口与多路阀工作联的进油口相连通，所述独立控制装置的泄油油口与多路阀工作联的出油口相连通，所述独立控制装置的a端控制压力油口与多路阀工作联的a端控制油口相连通，所述独立控制装置的b端控制压力油口与多路阀工作联的b端控制油口相连通，所述工作联的进油口另一端与高压油泵输出口相连接，所述工作联的出油口另一端与油箱入口相连接。

12、与第一工作联相连接的独立控制装置的外部接口与总线线缆相连接，与第一工作联相连接的独立控制装置的通讯接口与第二工作联相连接的独立控制装置的外部接口相连接，与第二工作联相连接的独立控制装置的通讯接口与第三工作联相连接的独立控制装置的外部接口相连接，以此类推，完成所有独立控制装置的串联组网。

13、所述人机交互信号发生设备、和多个独立控制装置通过总线线缆与主控制器连接到同一总线网络中进行信息交互。

14、所述液压执行元件通过液压管路分别与多路阀的工作联上的a油口、b油口相连接。

15、作为优选方案，所述液压执行元件的运行信号通过总线线缆与主控制器连接到同一总线网络中进行信息交互。

16、作为优选方案，所述运行信号至少包括流量、压力、故障、报警其中之一。

17、第三方面，一种多路阀用独立控制装置的控制方法，包括如下步骤：

18、当ecu处理单元控制a向电比例阀的p口与a口相导通，液压油通过工作联的先导油口流入，经过独立控制装置与工作联结合面上的先导油口，与a向电比例阀的p口相通，a向电比例阀根据ecu处理单元输出的控制电流调节a口大小，控制a口流出的液压油的压力，多余油液从a向电比例阀的t口流出，并经过独立控制装置的泄油油口流回至工作联的泄油油口后，返回油箱；a向电比例阀a口流出的压力油经a端控制压力油口流入工作联的a端控制油口，此时因阀芯向左侧移动，工作联b端控制液压油通过工作联阀体油路经过独立控制装置上的b端控制压力油口流入b向电比例阀的b口，从b向电比例阀的t口流出，再由泄油油口经工作联的出油口流出。

19、或者ecu处理单元控制b向电比例阀的p口与b口相导通，液压油通过工作联的先导油口流入，经过独立控制装置与工作联结合面上的先导油口，与b向电比例阀的p口相通，b向电比例阀根据ecu处理单元输出的控制电流调节b口大小，控制b口流出的压力油的控制压力，多余油液从b向电比例阀的t口流出，并经过独立控制装置的泄油油口流回至工作联的泄油油口后，返回油箱；b向电比例阀b口流出的压力油经b端控制压力油口流入工作联的b端控制油口，此时因阀芯向右侧移动，工作联a端控制液压油经过独立控制装置上的b端控制压力油口流入a向电比例阀的a口，从a向电比例阀的t口流出，再由泄油油口经工作联的出油口流出。

20、工作联的a端控制油口或b端控制油口的压力与控制装置内弹簧压缩力之间的差值，使得工作联的阀芯向左侧或右侧移动，位移传感器获取工作联的阀芯的实际位置，ecu处理单元读取位移传感器的位移量。

21、ecu处理单元根据位移量与工作联的阀芯的目标位移量、液压执行元件的运行信号进行比较，根据比较值计算出a向电比例阀或者b向电比例阀的调节量。

22、第四方面，一种多路阀用独立控制系统的控制方法，包括如下步骤：

23、人机信号发生设备输出复合操作信号经总线线缆发送给主控制器。

24、主控制器将操作信号分解并转换为多路阀对应工作联上的独立控制装置的控制信号。

25、主控制器将对应工作联上的独立控制装置的控制信号通过总线线缆，再由独立控制装置组成的控制网络，发送给对应工作联上的独立控制装置的ecu处理单元。

26、ecu处理单元根据控制信号控制a向电比例阀的p口与a口相导通，控制b向电比例阀的b口与t口相导通，或者b向电比例阀的p口与b口相导通，控制a向电比例阀的a口与t口相导通。

27、多路阀对应工作联的进油口另一端流入液压油，经过工作联的先导油路流入独立控制装置的先导油口，根据a向电比例阀、b向电比例阀导通情况，独立控制装置的a端控制压力油口控制多路阀工作联的a端控制油口压力或者b端控制压力油口控制多路阀工作联的b端控制油口压力。

28、工作联的a端控制油口或b端控制油口的压力与控制装置内弹簧压缩力之间的差值，使得工作联的阀芯向左侧或右侧移动，位移传感器获取工作联的阀芯的实际位置，ecu处理单元读取位移传感器的位移量。

29、工作联的阀芯向左侧或右侧移动，使得多路阀工作联上的a油口或者b油口输出高压油给液压执行元件。

30、液压执行元件运行并将运行信号通过总线线缆发送主控制器。

31、主控制器将运行信号通过总线线缆，再由独立控制装置组成的控制网络，发送给对应工作联上的独立控制装置的ecu处理单元。

32、ecu处理单元根据位移量与工作联的阀芯的目标位移量、液压执行元件的运行信号进行比较，根据比较值计算出复合动作工况下各个独立控制装置的a向电比例阀或者b向电比例阀的调节量。

33、有益效果：本发明提供的一种多路阀用独立控制装置、系统及控制方法，即在多路阀每个工作联增加一个独立控制装置，与被控液压执行元件组成一个独立的控制系统，将阀芯控制程序写入独立控制装置中，由主控器通过总线向各个独立控制装置发送操纵室手柄控制信号，独立控制装置根据手柄信号和反馈信号调整输出的控制电流，达到分布式的控制效果。各独立控制装置能够及时处理各控制系统的控制信号和反馈信号，加快控制系统响应时间，降低控制系统复杂度与装配要求。其优点如下：

34、（1）、消除网络和主控制器处理的延迟，提高各系统执行的响应速度。

35、（2）、ecu处理单元、电比例阀和阀芯位移传感器集成于独立控制装置内部，节约装配空间。

36、（3）、使用单独的独立控制装置通过总线连接，不占用主控制器端口。