一种CAN总线电控单元和控制方法与流程

本发明涉及一种can总线电控单元和控制方法，属于电子控制系统。

背景技术：

1、随着电子信息技术在液压控制领域的应用愈加广泛，液压阀等关键元件呈现出智能化、数字化的发展趋势，电控单元作为核心控制部件，其控制精度与响应速度对液压阀的性能具有重要影响，基于can总线传输的可靠性与快速性，集成can总线的电控产品逐渐投入市场应用。

2、截至目前，国外相关公司已推出成熟的can总线电控产品，例如thomas公司的eha、rexroth公司的cpm等。德国thomas公司开发的eha电液执行器，内部集成两个传统比例减压阀用于被控阀的先导压力控制，通过霍尔位移传感器检测阀芯位移，实现被控阀芯位移闭环控制，电路板根据需求输出控制信号驱动比例减压阀及检测位移传感器的反馈信号，先导压力控制使用传统的比例减压阀完成，受电比例减压阀性能限制，响应时间较长，使用霍尔位移传感器检测阀芯位移，精度较低，对于实现阀芯位移的高精度控制具有一定的局限性。bosch rexroth公司开发的cpm电控模块则使用双线圈比例电磁阀控制先导压力，但双线圈比例电磁阀，轴向尺寸长，安装空间受限，不利于整阀体积压缩。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种can总线电控单元和控制方法，解决了现有技术中集成度低、灵活性差、控制精度低的问题。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

3、一种can总线电控单元，包括can总线壳体、lvdt位移传感器、比例流量阀和主控电路板，

4、lvdt位移传感器为分体式结构，包括位移传感器主体和位移传感器变送电路板，位移传感器主体通过线圈引线连接位移传感器变送电路板；

5、比例流量阀数量为两个，对称安装在位移传感器主体两侧；

6、lvdt位移传感器、比例流量阀和主控电路板安装在can总线壳体内，位移传感器变送电路板、比例流量阀的控制端分别与主控电路板连接，比例流量阀油口端连接被控元件，位移传感器主体检测端连接被控元件阀芯；

7、比例流量阀包括动铁、推杆和盆靴阀套，动铁、推杆和盆靴阀套同轴线布置，推杆一端与动铁接触，另一端插入盆靴阀套内部。

8、进一步地，前述比例流量阀为两位三通电磁阀，

9、当比例流量阀的电磁线圈得电，进油口p与工作油口a连通；当比例流量阀的电磁线圈掉电，回油口t与工作油口a连通。

10、进一步地，前述动铁与推杆接触端呈碗形结构。

11、进一步地，前述can总线壳体包括can总线外壳和can总线端盖两部分，can总线外壳一端端面为安装面，安装面上设有比例流量阀安装孔和位移传感器安装孔，can总线外壳另一端面设有电路板安装腔，can总线端盖通过螺钉固定连接在can总线外壳上。

12、进一步地，前述can总线端盖与can总线外壳之间还设有异形密封圈。

13、进一步地，前述位移传感器主体包括线圈、骨架、承压管和lvdt推杆，骨架中空设置，尾部通过螺钉固定在can总线壳体1上，骨架其内部顶端设有弹性件，弹性件下端连接lvdt推杆，承压管套设在lvdt推杆上，线圈2.11采用两段三线制绕线方式绕制在骨架外圈上，位移传感器主体通过线圈引线连接位移传感器变送电路板。

14、进一步地，前述lvdt推杆包括导磁段与非导磁段，非导磁段一端通过弹性件与被控元件阀芯端面相抵，另一端与导磁段连接。

15、进一步地，前述承压管与can总线壳体之间设有密封圈。

16、进一步地，前述主控电路板包含电源模块、mcu控制模块、驱动模块、can通讯模块、抗干扰模块、过欠压保护模块；

17、电源模块提供可调电压到其他各模块，

18、驱动模块输出pwm信号，驱动比例流量阀动作，

19、所述过欠压保护模块连接电源模块输出端，判断电源模块输出电压是否出现过欠压，并在出现过欠压情形下断开电源模块与其他各模块的连接，用来提高电路板的可靠性，

20、所述抗干扰模块位于过欠压保护模块与驱动模块之间，用于过滤电压受外界电磁干扰产生的杂波，提高驱动模块的运行稳定性，

21、所述can通讯模块实现主控电路板（4）内各模块之间的数据交互，以及主控电路板（4）与外部连接件的信息传递， mcu控制模块控制其他各模块的协调动作，根据用户需求进行软件编程。

22、进一步地，前述还包括插接件和插接件转接板；

23、插接件连接主控电路板，插接件转接板连接插接件的插针。

24、一种can总线电控控制方法，包括如下步骤：

25、控制can总线电控单元中比例电磁阀动作；

26、获取can总线电控单元中被控元件的阀芯目标位移和实际位移；

27、计算目标位移和实际位移的偏差err，并与预设偏差带δerr进行比较；

28、若err>δerr，则控制can总线电控单元中任意一个比例流量阀单独作用，再通过单作用偏差调节器con1进行偏差调节；否则，控制can总线电控单元中两个比例流量阀共同作用，再利用双作用偏差调节器con2进行偏差调节。

29、本发明所达到的有益效果：

30、1、比例流量阀，推杆与阀芯结构一体化、盆靴与阀套结构一体化，信号输入端采用插针式设计，动铁与推杆接触面设计碗形结构，推杆，即阀芯的限位通过盆靴阀套实现，利于对中，整体尺寸小，集成度高；

31、2、lvdt位移传感器，采用两段式结构，缩小了轴向尺寸，线圈骨架与承压管分体式设计，安装方便；

32、3、lvdt位移传感器，较霍尔位移传感器，位移测量精度高，两位三通比例流量阀，和主控电路板，电控单元结构更紧凑，结合阀芯两端压力复合控制方法，阀芯位移控制精度更高；

33、4、整体可作为独立的电控模块与被控阀配合使用，使用灵活度高；

34、5、主控电路板包含电源模块、mcu控制模块、驱动模块、can通讯模块、抗干扰模块、过欠压保护模块，具备可编程能力和故障诊断能力，适用程度高，可匹配多种类型的阀使用。

技术特征：

1.一种can总线电控单元，其特征在于，包括can总线壳体（1）、lvdt位移传感器（2）、比例流量阀（3）和主控电路板（4），

2.根据权利要求1所述的一种can总线电控单元，其特征在于，所述比例流量阀（3）为两位三通电磁阀，

3.根据权利要求1所述的can总线电控单元，其特征在于，所述动铁（3.1）与推杆（3.2）接触端呈碗形结构。

4.根据权利要求1所述的can总线电控单元，其特征在于，所述can总线壳体（1）包括can总线外壳（1.1）和can总线端盖（1.2），所述can总线外壳（1.1）一端端面为安装面，所述安装面上设有比例流量阀安装孔和位移传感器安装孔，所述can总线外壳（1.1）另一端面设有电路板安装腔，所述can总线端盖（1.2）通过螺钉固定连接在can总线外壳（1.1）上。

5.根据权利要求4所述的can总线电控单元，其特征在于，所述can总线端盖（1.2）与can总线外壳（1.1）之间还设有异形密封圈（1.3）。

6.根据权利要求1所述的can总线电控单元，其特征在于，所述位移传感器主体（2.1）包括线圈（2.11）、骨架（2.12）、承压管（2.13）和lvdt推杆（2.15），所述骨架（2.12）中空设置，尾部通过螺钉固定在can总线壳体（1）上，所述骨架（2.12）内部顶端设有弹性件（2.14），所述弹性件（2.14）下端连接lvdt推杆（2.15），所述承压管（2.13）套设在lvdt推杆（2.15）上，所述线圈（2.11）采用两段三线制绕线方式绕制在骨架（2.12）外圈上，所述位移传感器主体（2.1）通过线圈（2.11）引线连接位移传感器变送电路板（2.2）。

7.根据权利要求6所述的can总线电控单元，其特征在于，所述lvdt推杆（2.15）包括导磁段与非导磁段，非导磁段一端通过弹性件（2.14）与被控元件阀芯端面相抵，另一端与导磁段连接。

8.根据权利要求6所述的can总线电控单元，其特征在于，所述承压管（2.13）与can总线壳体（1）之间设有密封圈（2.16）。

9.根据权利要求1所述的can总线电控单元，其特征在于，所述主控电路板（4）包含电源模块、mcu控制模块、驱动模块、can通讯模块、抗干扰模块、过欠压保护模块；

10.根据权利要求1所述的can总线电控单元，其特征在于，还包括插接件（5）和插接件转接板（6）；

11.一种can总线电控控制方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的can总线电控单元，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种CAN总线电控单元和控制方法，其中电控单元包括CAN总线壳体、LVDT位移传感器、比例流量阀和主控电路板，LVDT位移传感器、比例流量阀和主控电路板安装在CAN总线壳体内，LVDT位移传感器、比例流量阀的控制端分别与主控电路板连接，比例流量阀包括动铁、推杆和盆靴阀套，动铁、推杆和盆靴阀套同轴线布置，推杆一端与动铁接触，另一端插入盆靴阀套内部，动铁与推杆接触端呈碗形结构。

技术研发人员：孙辉,刘灿杰,杨丹丹,孙珍菊
受保护的技术使用者：江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16