[发明专利]一种用于工程机械的液压泵控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于工程机械的液压泵控制系统及方法。

背景技术

挖掘机是常用的一种工程机械，其通常包括本体部分和臂架部分，本体部分包括行走体、旋转体和二者之间的回转装置，臂架部分包括主臂、副臂和铲斗。工作过程中，分别通过三个液压缸控制主臂、副臂和铲斗三者的旋转角度，回转装置驱动旋转体回转，三个液压缸和回转装置均由液压泵供给流量，因此，如何精确控制液压泵的流量成为自动化精确控制挖掘机动作的关键所在。

现有的挖掘机液压泵的控制方法可以分为两类：

一种是由操作手柄控制先导压力，控制多路阀阀芯的位移，多路阀阀芯的位移变化控制泵的流量，如负反馈、负荷传感系统。在此类控制方式中，液压泵的流量控制需要经过的环节较多，反应不够灵敏、存在滞后性，与挖掘机自动化控制所需的流量有较大的误差。

另一种挖掘机的液压泵控制方式为由操作手柄控制先导压力，如正反馈流量控制，先导压力分为两路：一路控制多路阀阀芯的位移，进而控制挖掘机液压缸的速度；另一路控制流量。在对此类挖掘机进行自动化控制时，由于先前挖掘机匹配过程中，先导压力与所需的流量存在一定的误差，同时由于挖掘机在多变的工况下(如主臂举升合流或负载压力过大产生泄流时)运行速度会发生改变。同时，当负荷变化时，发动机转速发生变化，液压泵的输出流量的稳定性无法保证。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有挖掘机的液压泵控制系统和方法进行优化设计，提高挖掘机液压泵流量控制的准确性，保证液压泵输出流量的稳定性。

发明内容

本发明的目的为提供一种用于工程机械的液压泵控制方法和系统，以实现对工程机械的液压泵流量的精确控制，保证液压泵输出流量的稳定性，从而实现工程机械较高精度地按照预定轨迹的运行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于工程机械的液压泵控制方法，所述工程机械包括行走体，与所述行走体水平回转连接的旋转体，与所述旋转体依次首尾竖直回转连接的主臂、至少一个副臂和装载部件，回转装置驱动旋转体回转，所述旋转体、所述主臂、各个副臂和所述装载部件每相邻二者通过液压缸驱动连接，所述液压缸和回转装置均由液压泵供给流量；所述液压泵控制方法包括如下步骤：

1)获取所述旋转体、主臂、各个副臂和装载部件的预设的目标位姿参数和实际位姿参数；

2)根据所述实际位姿参数和目标位姿参数，获取所述工程机械按照目标轨迹运行时液压泵的需求流量，根据所述需求流量输出控制指令；

3)接收所述控制指令，控制所述液压泵的流量，以使所述液压泵输出所述需求流量。

优选地，所述步骤1)中具体通过如下步骤获取所述实际位姿参数：

首先，采用多个倾角传感器分别检测所述主臂与重力的倾角、各个副臂与重力的倾角、装载部件与重力的倾角、旋转体与行走体的回转轴线与重力在预设竖直平面内的倾角，采用回转角度传感器检测旋转体相对于行走体的实际回转角，再通过几何空间转换算法计算出各个液压缸的实际长度；

所述步骤2)具体为：

21)根据各个液压缸的实际长度和预设的目标长度差值，回转装置的实际回转角与预设的目标回转角的回转角差值，获取所述液压泵的需求流量，减小需求流量的波动，再将需求流量除以所述工程机械的发动机转速，获取调整需求流量；

22)按照步骤21)的结果输出相应的PWM脉宽调制信号。

所述步骤3)具体为：

31)将所述PWM脉宽调制信号经过电磁比例阀放大器进行放大；

32)将放大后的PWM脉宽调制信号输出给液压泵的流量控制阀，实现对液压泵流量的控制。

优选地，所述步骤21)中获取调整需求流量后还包括步骤：

211)根据上次控制过程中液压泵的实际流量、目标流量获取修正系数＝上次所需流量/完成流量，再获取修正需求流量＝调整需求流量*修正系数。

优选地，还包括步骤：

检测所述液压泵的倾角和/或流量；

当检测到液压泵的倾角和/或流量小于按照修正需求流量输出所对应的倾角和/或流量时，增大当前倾角；当检测到液压泵的倾角和/或流量大于按照修正需求流量输出所对应的倾角和/或流量时，减小当前倾角。

优选地，还包括步骤：