[發明專利]一種用于工程機械的液壓泵控制系統及方法

有效

• 申請號: 201210375008.7
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102900121A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 張國軍
• 申請（專利權）人: 張國軍
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22;E02F3/43
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種用于工程機械的液壓泵控制系統及方法。

背景技術

挖掘機是常用的一種工程機械，其通常包括本體部分和臂架部分，本體部分包括行走體、旋轉體和二者之間的回轉裝置，臂架部分包括主臂、副臂和鏟斗。工作過程中，分別通過三個液壓缸控制主臂、副臂和鏟斗三者的旋轉角度，回轉裝置驅動旋轉體回轉，三個液壓缸和回轉裝置均由液壓泵供給流量，因此，如何精確控制液壓泵的流量成為自動化精確控制挖掘機動作的關鍵所在。

現有的挖掘機液壓泵的控制方法可以分為兩類：

一種是由操作手柄控制先導壓力，控制多路閥閥芯的位移，多路閥閥芯的位移變化控制泵的流量，如負反饋、負荷傳感系統。在此類控制方式中，液壓泵的流量控制需要經過的環節較多，反應不夠靈敏、存在滯后性，與挖掘機自動化控制所需的流量有較大的誤差。

另一種挖掘機的液壓泵控制方式為由操作手柄控制先導壓力，如正反饋流量控制，先導壓力分為兩路：一路控制多路閥閥芯的位移，進而控制挖掘機液壓缸的速度；另一路控制流量。在對此類挖掘機進行自動化控制時，由于先前挖掘機匹配過程中，先導壓力與所需的流量存在一定的誤差，同時由于挖掘機在多變的工況下(如主臂舉升合流或負載壓力過大產生泄流時)運行速度會發生改變。同時，當負荷變化時，發動機轉速發生變化，液壓泵的輸出流量的穩定性無法保證。

有鑒于此，亟待針對上述技術問題，對現有挖掘機的液壓泵控制系統和方法進行優化設計，提高挖掘機液壓泵流量控制的準確性，保證液壓泵輸出流量的穩定性。

發明內容

本發明的目的為提供一種用于工程機械的液壓泵控制方法和系統，以實現對工程機械的液壓泵流量的精確控制，保證液壓泵輸出流量的穩定性，從而實現工程機械較高精度地按照預定軌跡的運行。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于工程機械的液壓泵控制方法，所述工程機械包括行走體，與所述行走體水平回轉連接的旋轉體，與所述旋轉體依次首尾豎直回轉連接的主臂、至少一個副臂和裝載部件，回轉裝置驅動旋轉體回轉，所述旋轉體、所述主臂、各個副臂和所述裝載部件每相鄰二者通過液壓缸驅動連接，所述液壓缸和回轉裝置均由液壓泵供給流量；所述液壓泵控制方法包括如下步驟：

1)獲取所述旋轉體、主臂、各個副臂和裝載部件的預設的目標位姿參數和實際位姿參數；

2)根據所述實際位姿參數和目標位姿參數，獲取所述工程機械按照目標軌跡運行時液壓泵的需求流量，根據所述需求流量輸出控制指令；

3)接收所述控制指令，控制所述液壓泵的流量，以使所述液壓泵輸出所述需求流量。

優選地，所述步驟1)中具體通過如下步驟獲取所述實際位姿參數：

首先，采用多個傾角傳感器分別檢測所述主臂與重力的傾角、各個副臂與重力的傾角、裝載部件與重力的傾角、旋轉體與行走體的回轉軸線與重力在預設豎直平面內的傾角，采用回轉角度傳感器檢測旋轉體相對于行走體的實際回轉角，再通過幾何空間轉換算法計算出各個液壓缸的實際長度；

所述步驟2)具體為：

21)根據各個液壓缸的實際長度和預設的目標長度差值，回轉裝置的實際回轉角與預設的目標回轉角的回轉角差值，獲取所述液壓泵的需求流量，減小需求流量的波動，再將需求流量除以所述工程機械的發動機轉速，獲取調整需求流量；

22)按照步驟21)的結果輸出相應的PWM脈寬調制信號。

所述步驟3)具體為：

31)將所述PWM脈寬調制信號經過電磁比例閥放大器進行放大；

32)將放大后的PWM脈寬調制信號輸出給液壓泵的流量控制閥，實現對液壓泵流量的控制。

優選地，所述步驟21)中獲取調整需求流量后還包括步驟：

211)根據上次控制過程中液壓泵的實際流量、目標流量獲取修正系數＝上次所需流量/完成流量，再獲取修正需求流量＝調整需求流量*修正系數。

優選地，還包括步驟：

檢測所述液壓泵的傾角和/或流量；

當檢測到液壓泵的傾角和/或流量小于按照修正需求流量輸出所對應的傾角和/或流量時，增大當前傾角；當檢測到液壓泵的傾角和/或流量大于按照修正需求流量輸出所對應的傾角和/或流量時，減小當前傾角。

優選地，還包括步驟：