液压控制系统、控制方法及作业机械与流程

1.本发明涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种液压控制系统、控制方法及作业机械。


背景技术：

2.在电比例液压变量泵控制系统中，电比例液压泵的输出流量取决于多路阀的开度，根据多路阀开度值匹配电比例液压泵的主泵排量，满足负载流量的需求。由于电比例液压变量泵控制系统存在内泄量和损失、转速波动、温度、多路阀开度一致性的偏差等外界因素的影响，造成电比例液压泵的输出流量误差较大。
3.当电比例液压泵流量输出较多时，现有的控制系统中一般通过三通流量阀机制将多余油液流走或通过溢流阀溢流多余油液。多余的油液从三通流量阀处或溢流阀处流走，导致系统发热量较高，溢流声音较大，油温较高。


技术实现要素：

4.本发明提供一种液压控制系统、控制方法及作业机械，用以解决相关技术中电比例液压泵的溢流量大，导致发热量大的缺陷，实现检测装置检测流量优先阀的旁通口数据，作为调整电比例泵的基础，进而调节电比例泵的输出流量，降低发热量。
5.本发明提供一种液压控制系统，包括：
6.电比例泵，所述电比例泵与所述液压控制系统的油箱连接；
7.多路阀组，所述多路阀组与所述电比例泵之间形成主油路；
8.流量优先阀，所述流量优先阀设置在所述主油路之间，所述流量优先阀包括优先口和旁通口，所述优先口与所述多路阀组的进油口连接，所述旁通口与所述油箱连接；
9.检测装置，设置在所述旁通口，用于检测的所述旁通口的数据，基于所述数据调控所述电比例泵的流量输出。
10.根据本发明提供的液压控制系统，还包括阻尼，在所述阻尼与所述旁通口之间设置所述检测装置。
11.根据本发明提供的液压控制系统，所述流量优先阀包括先导控制端，所述先导控制端为电控。
12.根据本发明提供的液压控制系统，还包括控制器，所述控制器分别与所述电比例泵、所述多路阀组、所述检测装置、所述先导控制端电连接。
13.根据本发明提供的液压控制系统，所述流量优先阀包括先导控制端，所述先导控制端为液控。
14.根据本发明提供的液压控制系统，还包括先导泵和电控减压阀，所述电控减压阀设置在所述先导泵与所述先导控制端之间。
15.根据本发明提供的液压控制系统，还包括卸荷阀，所述卸荷阀设置在所述电控减压阀与所述先导泵之间。
16.根据本发明提供的液压控制系统，还包括控制器，所述控制器分别与所述电比例泵、所述多路阀组、所述检测装置和所述电控减压阀电连接。
17.本发明还提供了一种作业机械，包括上述的液压控制系统。
18.一种上述的液压控制系统的控制方法，包括：
19.调节所述多路阀组先导端的压力值，基于所述组多路阀组的先导端的压力值，调节所述电比例泵的电流值和所述流量优先阀的先导控制端的压力值，所述先导控制端压力值用以控制所述流量优先阀的旁通口开度；所述检测装置对所述流量优先阀的所述旁通口进行检测；
20.基于所述检测装置所检测的数据，调节所述电比例泵的电流值。
21.根据本发明提供的控制方法，所述流量优先阀的先导控制端的压力值调节步骤，包括：
22.基于所述多路阀组的电流值，再次调节所述流量优先阀的先导控制端的电流值。
23.根据本发明提供的控制方法，所述液压控制系统包括先导泵和设置在所述先导泵与所述流量优先阀之间的电控减压阀，所述流量优先阀的先导控制端的压力值调节步骤，包括：
24.基于所述多路阀组的电流值，调节所述电控减压阀的电流值。
25.根据本发明提供的控制方法，还包括：
26.所述多路阀组的先导端无压力，所述电比例泵失电；
27.所述检测装置检测所述流量优先阀的旁通口的数值，判断所述检测装置所检测的数值，若所检测的数值大于预设值，控制所述电比例泵获得第一输入电流，以使所述电比例泵处于低压待机工况。
28.本发明提供的液压控制系统，通过在电比例泵与多路阀组的主油路上设置流量优先阀，流量优先阀的优先口的优先流量与多路阀组的开度流量一致，并对流量优先阀的旁通口进行溢流量的检测，基于检测装置的检测结果来对电比例泵输出的流量进行调控，有效的降低电比例泵的溢流量，进而降低发热量；并且相较于相关技术的采用检测三通流量阀处的溢流量进行反馈，本发明在负载变化时无波动且无回油管路冲击。
29.进一步，在本发明提供的作业机械中，由于具备如上所述的液压控制系统，因此同样具备如上所述的各种优势；本发明提供的控制方法基于上述液压控制系统实现，因此，同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明提供的液压控制系统原理图之一；
32.图2是本发明提供的液压控制系统原理图之二；
33.图3是本发明提供的控制器连接关系框图；
34.图4是本发明提供的控制方法流程图之一；
35.图5是本发明提供的控制方法流程图之二。
36.附图标记：
37.100：电比例泵；200：多路阀组；201：补偿阀；202：电控主阀；210：执行机构；300：流量优先阀；301：先导泵；302：卸荷阀；303：电控减压阀；310：检测装置；311：阻尼；400：控制器。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
42.下面结合图1至图5，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。
43.如图1所示，本发明提供了一种液压控制系统，包括：电比例泵100、多路阀组200、流量优先阀300和检测装置310，电比例泵100与液压控制系统的油箱连接；多路阀组200与电比例泵100之间形成主油路；流量优先阀300设置在电比例泵100和多路阀组200之间即优先流量阀300设置在主油路上，流量优先阀300包括优先口c和旁通口d，优先口c与多路阀组200的进油口连接，旁通口d用于与油箱连接；检测装置310设置在旁通口d，检测装置310用于检测的旁通口的数据，基于旁通口的数据调控电比例泵100的流量输出。
44.具体地，多路阀组200的开度影响电比例泵100的流量，电比例泵100输出的流量一般大于多路阀组200的开度所需流量，电比例泵100输出的流量通过流量优先阀300的优先口c流入多路阀组200，多余流量通过流量优先阀300的旁通口d溢流回油箱。流量优先阀300
的优先口c所流出的优先流量根据多路阀组200的开度匹配，也就是说，多路阀组200需要多大的流量，优先口c就允许相应的流量通过。
45.在电比例泵100输出的流量小于优先口c允许通过的最大流量时，电比例泵100所输出的流量全部经过优先口c流入多路阀组200。在电比例泵100输出的流量大于优先口c允许通过的最大流量时，电比例泵100输出的流量优先以优先口c最大流量流入多路阀组200，多余流量从旁通口d经过检测装置310流回油箱。检测装置310检测旁通口d处流出的油液数据，例如，流量或压力，将检测到的油液数据与预设值进行比较，基于比较结果控制电比例泵100的流量输出。
46.例如，若检测到旁通口d的压力大于预设值，则控制电比例泵100减小流量的输出，进而减少旁通口d的溢流量，降低溢流温度。本发明在主油路上设置流量优先阀300，直接检测电比例泵100的输出流量是否过多。而相关技术采用三通流量阀设置在回油路上，三通流量阀的调节机制易因负载变化而引起波动，而本发明的流量优先阀300在负载变化时不会造成波动，流量优先阀300可以解决负载变化引起的三通流量阀抖动问题。并且，三通流量阀的回油路为低压管路，在负载停止时会对三通流量阀管路造成冲击，本发明的流量优先阀300设置在主油路上，能够降低负载停止后对回油管路冲击。
47.其中，多路阀组200可以为电控也可以为液控。在多路阀组200为电控时，多路阀组200的先导端的电流值控制多路阀组200的开度，多路阀组200的电流值与电比例泵100的初始电流值相对应，再通过流量优先阀300的压力值调控电比例泵100的电流值，改变电比例泵100的输出流量。
48.在多路阀组200为液控时，在多路阀组200的先导端设置传感器，检测先导端的压力值，传感器与控制器连接，控制器将压力值转化为电信号，并将该电信号与电比例泵100的初始电流值相对应，再通过流量优先阀300的压力值调控电比例泵100的电流值，改变电比例泵100的输出流量。
49.进一步地，在本发明的一个实施例中，液压控制系统还包括阻尼311，检测装置310设置在阻尼311与旁通口d之间。也就是说，阻尼311设置在旁通口d与油箱之间，检测装置310用于检测旁通口d与阻尼311之间的压力值，通过压力值与预设值进行判断，进而控制电比例泵100的流量输出，也就是说，控制电比例泵100的电流大小。例如，当检测装置310检测到旁通口d处的压力值大于预设值，因此，控制电比例泵100减小电流值，进而减小电比例泵100的输出流量，降低溢流量；达到电比例泵100的精准调控。其中，检测装置310可以为压力传感器。
50.此外，阻尼311可以并联溢流阀，用于溢流保护。
51.此外，在本发明的一个可选实施例中，流量优先阀300包括先导控制端b，先导控制端b为电控。也就是说，流量优先阀300为电控流量优先阀300，通过调节先导控制端b的电流，实现优先口c的优先流量调节。例如，多路阀组200的开度增大，对应流量优先阀300的优先口c的优先流量需要增大，增大流量优先阀300的先导控制端b的电流，进而增大优先流量以满足电控多路阀的开度需要。
52.进一步地，在本发明的具体实施例中，液压控制系统还包括控制器400，控制器400分别与电比例泵100、多路阀组200、检测装置310、先导控制端b电连接。
53.具体而言，基于执行机构210的工况，控制器400将执行机构210对应的电信号输入
到多路阀组200中，控制多路阀组200的开度，基于多路阀组200的电信号，控制器400输入对应的电信号给电比例泵100，进而控制电比例泵100的输出流量。同时基于多路阀组200的电信号，控制器400输入对应的电信号给流量优先阀300的先导控制端b，调节优先口c的优先流量，以适配多路阀组200的开度需要。
54.检测装置310实时获取旁通口d的油液数据，并将该油液数据发送给控制器400，控制器400将获取的油液数据与预设值进行比较，基于比较结果控制电比例泵100的电信号。例如，检测装置310实时获取旁通口d的压力值，将压力值发送给控制器400，控制器400比较压力值与预设值，如果压力值大于预设值，控制器400调低电比例泵100的电流值，以减小电比例泵100的输出流量，进而减小流量优先阀300的旁通口d的溢流量。
55.如图1和图2所示，在本发明的另一可选实施例中，流量优先阀300包括先导控制端b，先导控制端b为液控。也就是说，流量优先阀300为液控流量优先阀300。通过调节先导控制端b的油压实现优先口c的优先流量调节。例如，电控多路阀的开度增大，对应流量优先阀300的优先口c的优先流量需要对应增大，通过增大先导控制端b的油压，进而增大优先流量以满足多路阀组200的开度需要。
56.具体地，如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，液压控制系统还包括先导泵301和电控减压阀303，电控减压阀303设置在先导泵301与先导控制端b之间。
57.换言之，先导泵301将先导油经过电控减压阀303输送至流量优先阀300的先导控制端b，以调节流量优先阀300的优先口c的优先流量。通过调节电控减压阀303的电流，调整进入先导控制端b的油液压力，进而调节优先流量。
58.其中，控制器400可以分别与多路阀组200、电比例泵100、电控减压阀303和检测装置310电连接。控制器400控制多路阀组200的电流值，进而控制多路阀组200的开度，控制器400基于多路阀组200的开度，控制电比例泵100的电流值，以调节电比例泵100的输出流量，达到适配多路阀组200的开度需要。同时，控制器400基于多路阀组200的开度，控制电控减压阀303的电流值，以实现流量优先阀300的优先流量匹配多路阀组200的开度需要。
59.检测装置310检测流量优先阀300的旁通口d油液数据，将该油液数据发送给控制器400，控制器400将油液数据与预设值进行比较，基于比较结果调整电比例泵100的电流值，以调节电比例泵100的输出流量。具体比较过程，与上述电控流量优先阀300相同，在此不赘述。
60.继续参考图2，在本发明的其它可选实施例中，液压控制系统还包括卸荷阀302，卸荷阀302设置在电控减压阀303与先导泵301之间。
61.其中，卸荷阀302包括第一工作位和第二工作位，在先导泵301低速待机状态下，卸荷阀302处于第一工作位，先导泵301与油箱连接，先导泵301输出的先导油直接流回油箱。在先导泵301开始正常工作的状态下，卸荷阀302处于第二工作位，先导泵301的先导油经过卸荷阀302进入到电控减压阀303，经过电控减压阀303减压后进入到流量优先阀300的先导控制端b。
62.例如，先导泵301与电比例泵100串联，即先导泵301与电比例泵100均通过同一个电机驱动，在电比例泵100处于怠速状态下，先导泵301也处于怠速状态。
63.其中，在本发明的一些实施例中，液压控制系统还包括控制器400，控制器400分别与电比例泵100、多路阀组200、检测装置310和电控减压阀303电连接。
64.具体地，以电控多路阀组200为例，基于执行机构210的流量需要，控制器400控制多路阀组200的电流值，进而控制多路阀组200的开度，控制器400基于多路阀组200的开度，确定电比例泵100的电流值，进而控制电比例泵100的输出流量，以适配多路阀组200的开度需要。同时，控制器400控制多路阀组200得电后，控制卸荷阀302得电换向，并且，控制器400基于多路阀组200的开度，控制电控减压阀303的电流值，进而调整流量优先阀300的优先流量，使优先流量适配多路阀组200的开度需要。
65.在电比例泵100输出流量经过流量优先阀300的优先口c进入多路阀组200时，电比例泵100多余的流量从流量优先阀300的旁通口d流出，检测装置310检测旁通口d的油液数据，将该油液数据发送给控制器400，控制器400对油液数据进行判断，基于判断结果对电比例泵100的电流值进行调控。例如，检测装置310所检测的油液数据大于预设值，控制器400调低电比例泵100的电流值，进而降低电比例泵100的输出流量，减小旁通口d的溢流量，进而降低溢流温度。其中，执行机构210可以为液压缸、液压马达等。
66.进一步地，如图2所示，在本发明的实施例中，针对电比例泵100而言，电比例泵100包括主泵和增压泵，增压泵的出油口与主泵的进油口连接。增压泵与主泵均通过同一个电机驱动，电比例泵100包含恒功率、压力切断功能。
67.针对多路阀组200而言，多路阀组200包括电控主阀202和流量补偿阀201。
68.本发明还提供了一种作业机械，包括上述的液压控制系统。作业机械可以为起重机、挖掘机、桩机等工程机械，或者为诸如登高车、消防车、搅拌车等工程车辆。
69.如图4和图5所示，本发明还提供了一种根据上述实施例中的液压控制系统的控制方法，包括：
70.s10：调节多路阀组200先导端的压力值，基于多路阀组200的先导端的压力值，调节电比例泵100的电流值和流量优先阀300的先导控制端b的压力值，先导控制端压力值用以控制流量优先阀300的旁通口d开度。也就是说，在多路阀组200为电控时，多路阀组200得电、电比例泵100得电以及调控流量优先阀300的优先流量，以达到电比例泵100的电流值控制电比例泵100的输出流量，使输出流量匹配多路阀组200对应电流值下的开度。同时，流量优先阀300的优先口c的优先流量匹配多路阀组200的开度。其中，优先口c的优先流量取决于先导控制端b的压力值，压力值越大，优先口c的优先流量越大。
71.s11：检测装置310对流量优先阀300的旁通口d进行检测；
72.s12：基于检测装置310所检测的数据，再次调节电比例泵100的电流值。在流量优先阀300的优先口c的优先流量与多路阀组200的开度匹配后，流量优先阀300的旁通口d所溢流的流量为电比例泵100提供的多余流量，对电比例泵100的多余流量进行检测。并对检测的数据与预设值进行比较判断，基于比较判断后的结果，调整电比例泵100的电流值，以调整电比例泵100的输出流量。例如，在检测装置310检测的数据大于预设值时，调低电比例泵100的电流值，进而调低电比例泵100的输出流量，减少旁通口d的溢流量，降低溢流温度。
73.进一步地，在本发明的一个实施例中，流量优先阀300的先导控制端b的压力值调节步骤，包括：基于多路阀组200的电流值，调节流量优先阀300的先导控制端b的电流值。
74.也就是说，多路阀组200得电，电比例泵100得电，流量优先阀300得电，流量优先阀300和电比例泵100的电流值均基于多路阀组200的电流值而确定，以达到对多路阀组200的开度的匹配。其中，多路阀组200的电流值越大，开度越大，对应的电比例泵100的电流值越
大，电比例泵100的输出流量越大；对应流量优先阀300的电流值也越大，优先口c的优先流量也越大。
75.此外，在本发明的另一个实施例中，液压控制系统包括先导泵301和设置在先导泵301与流量优先阀300之间的电控减压阀303，流量优先阀300的先导控制端b的压力值调节步骤，包括：基于多路阀组200的电流值，调节电控减压阀303的电流值。
76.具体而言，多路阀组200得电，电比例泵100得电，电控减压阀303得电。电比例泵100和电控减压阀303的电流值均基于多路阀组200的电流值确定，以达到对多路阀组200的开度的匹配。其中，多路阀组200的电流值越大，开度越大，对应的电比例泵100的电流值越大，电比例泵100的输出流量越大；对应电控减压阀303的电流值越大，流量优先阀300的先导控制口压力越大，优先口c的优先流量越大。
77.另外，在本发明的其它实施例中，控制方法还包括：
78.s20：多路阀组200的先导端无压力，例如多路阀组200失电，电比例泵100失电；此时，电比例泵100处于低压待机工况，电比例泵100无电流输入，电比例泵100以最大排量输出。其中，流量优先阀300的先导控制端b只有弹簧预紧力，例如，在流量优先阀300为电控时，流量优先阀300失电；在流量优先阀300为液控时，电控减压阀303失电，卸荷阀302失电，先导泵301的先导油从溢流阀卸荷。
79.s21：检测装置310检测流量优先阀300的旁通口d的数据，判断检测装置310所检测的数值，若所检测的数值大于预设值；控制电比例泵100获得第一输入电流，以使电比例泵100处于低压待机工况。
80.随着电比例泵100的不断输出，流量优先阀300的进油口压力不断增加，在流量优先阀300的进油口压力大于流量优先阀300的弹簧预紧力时，流量优先阀300进油口进入的流量完全从旁通口d流出。检测装置310检测的数据与预设值比较，并且检测的数据大于预设值时进行下一步。
81.检测的数据大于预设值时，电比例泵100获得第一输入电流，即电比例泵100的最小输入电流，进而减少电比例泵100的流量输出，电比例泵100处于低压待机工况。
82.其中，低压待机工况设定的预设值与电比例泵100正常工作时的预设值可以不同，例如，低压待机工况设定的预设值大于电比例泵100正常工作时的预设值。
83.本发明提供的液压控制系统，通过在电比例泵100与多路阀组200的主油路上设置流量优先阀300，流量优先阀300的优先口c的优先流量与多路阀组200的开度流量一致，并对流量优先阀300的旁通口d进行溢流量的检测，基于检测装置310的检测结果来对电比例泵100输出的流量进行调控，有效的降低电比例泵100的溢流量，进而降低发热量；并且相较于相关技术采用检测三通流量阀处的溢流量进行反馈，本发明在负载变化时无波动且无回油管路冲击。
84.进一步，在本发明提供的作业机械中，由于具备如上所述的液压控制系统，因此同样具备如上所述的各种优势；本发明提供的控制方法基于上述液压控制系统实现，因此，同样具备如上所述的各种优势。
85.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。