一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法，基于控制单元检测多个压力、转速、电流、位置等状态量，对第一、第二、第三电磁阀进行控制，并在先导油路上增加阻尼装置，防止启动和停止时的冲击过大。油门加速踏板与行走速度实时匹配，增加了操纵的灵活性和加强了操纵舒适、驾驶感觉；减少了行走控制阀在没有全开时的节流损失，节省了能量与增加控制响应速度；实现了各种行驶工况的手动切换与自动切换控制，减少了操作手频繁地调整各种行驶模式，降低了操作疲劳感；降低了启动、停止时的压力冲击，具备更好的舒适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法。
技术介绍
静压驱动广泛应用于移动机械，如图所示图1，由于其行驶驱动系统中，发动转速、主泵排量、行驶阀开度，行走马达排量等参数的变化都会引起行驶速度的变化，其输入是一个多变量的系统，因控制的参数多，因此传统的静压驱动行驶系统其一般的控制方式是行驶前固定发动机油门等参数仅靠调节行驶阀开度来控制行驶速度。传统的液压行驶系统如图2所示，液压脚踏(60)控制行走控制阀(10)，而第一电磁阀(9)控制行驶方向是前进还是后退，由于这种行驶方式在机器行驶过程中行走控制阀(10)不一定在最大行程位置，特别是在最大行程位置以下时都会存在节流的问题，并且发动机转速与行走控制阀(10)对应的关系不时实时匹配的。在复杂的路况当中，驾驶员需要根据不同的路况情况采取不同的控制方式或及时快速地调整控制策略，而现有控制方法无法满足这些需求导致了驾驶员长时间驾驶后容易出现疲劳、高油耗、低性能、无法根据需求来调节，包括行驶启动冲击、巡航行驶、爬坡行驶、不同需求的倒车方式等等，因此为了改善上述的确定需要实现液控到电控的控制方式的转变，实现更加灵活、快速的控制响应与适应不同的路面行驶工况，达到舒适、节能、更好的驾驶感受和个性需求，急需提出一种轮式机械液压行驶系统的新的控制装置及方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了避免上述在发动机高速时低速行驶所带来的能量损失或发动机低速时行驶速度加不起来这种操纵感差、冲击大、控制灵活性差的问题，提供了一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法。一种轮式机械液压行驶系统的控制装置，包括行程检测机构、速度检测机构、压力检测机构、输入机构、电磁阀组以及控制单元；所述行程检测机构与控制单元连接，获取加速踏板行程信号传输到控制单元；所述速度检测机构与控制单元连接，获取轮式机械行驶速度并传输到控制单元；所述压力检测机构与控制单元连接，行走制动阀的制动压力并输入到控制单元；所述电磁阀组至少包括三个电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，所述第一电磁阀设置于行走控制阀的先导控制油路上，所述第二电磁阀设置于液压马达排量调节机构的先导控制油路上，所述第三电磁阀与液压泵的开度调节机构相连；电磁阀组受控于所述控制单元；所述控制单元依据输入机构输入的轮式液压行驶模式，利用实时采集的加速踏板行程信号、发动机转速与轮式机械行驶速度，对照预先设定的加速板行程-发动机转速-液压泵开度的最佳匹配关系表，对第三电磁阀进行控制实时改变液压泵开度。还包括节流单元，所述节流单元包括第一节流装置(27)、第二节流装置(29)、第三节流装置(36)及第四节流装置(37)；所述第一节流装置(27)和第三节流装置(36)分别设置在行走控制阀(10)的两个进油口上，所述第二节流装置(29)和第四节流装置(37)分别设置在行走控制阀(10)的两个回油口上，且第三节流装置(36)与第一单向阀(32)串联，第四节流装置(37)于第二单向阀(33)串联。一种轮式机械液压行驶系统的控制方法，采用所述的控制装置，对轮式机械液压行驶系统进行如下控制：1)当加速踏板低于阀值S1行程时，控制单元输出结果为默认值，发动机转速不调整，具体S1阀值根据踏板行程与输出信号的特性曲线来确定；2)加速控制当加速踏板行程S大于阀值S1且增量大于阀值Sm时，加速踏板行程增加时，加速踏板行程从Si增加到Si+1，控制单元调整发动机转速为Ni+1，发动机Ni+1与踏板行程Si+1对应，发动机转速Ni经过一段时间Ta后，控制单元控制第三电磁阀的电流逐步增加到与发动机转速Ni+1对应的Ii+1电流值，不同的加速踏板行程一一映射到不同的发动机转速稳定值，即(Si+1)-(Ni+1)-(Ii+1)一一映射，该映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程Si、发动机转速Ni、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压泵的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10％以内；3)减速控制当加速踏板行程S大于阀值S1且行程减少量的绝对值大于阀值Sm时，加速踏板行程从Si减少到Si-1，踏板检测机构把检测值Si-1输入控制单元，控制单元控制第三比例阀的电流逐步减少到与Si-1对应的Ii-1电流值，Ii-1经过一段时间Tc后，控制单元控制油门控制单元使发动机对应控制单元对应的Ni-1与Si-1对应，即(Si-1)-(Ii-1)-(Ni-1)一一映射，其映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程Si、发动机转速Ni、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压泵的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10％以内；4)发动机-泵稳定匹配控制当加速踏板行程S大于阀值S1，加速踏板行程保持在Si值并且加速踏板行程增减量绝对值小于阀值Sn，对应相映射的发动机转速Ni控制在一定的范围，如果发动机的转速下降率大于Kp阀值时，对应的Ii相应地做减小到Ii-1，如果发动机转速Ni-1恢复到Ni，对应的Ii-1相应地增加到Ii，保持加速踏板行程-发动机转速-泵功率电流的稳定的动态匹配，其映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程Si、发动机转速Ni、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压泵的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10％以内。巡航行驶控制方法的具体控制步骤如下：1)启动巡航行驶：行驶速度为Vi时，手动选择选择巡航行驶后，当加速踏板行程S大于设定阈值S1且行驶速度Vi>Vt1时，Vt1为巡航速度阀值，控制单元记忆当前所在发动机转速Ni并控制其稳定，控制单元同步控制第三电磁阀电流值Ii保持与Ni对应；2)稳定巡航行驶当行驶速度超过巡航速度Vi的超过最大阀值Vm1，控制单元控制发动机转速Ni保持稳定不变，控制单元同步控制第三比例阀值Ii根据发动机转速Ni变化率比例降低；当行驶速度低于巡航速度Vi小于最小阀值Vm2，控制单元控制发动机转速Ni根据目标差值相应增加发动机转速与对应的第三比例阀值Ii的大小，使轮式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式机械液压行驶系统的控制装置，其特征在于，包括行程检测机构、速度检测机构、压力检测机构、输入机构、电磁阀组以及控制单元；所述行程检测机构与控制单元连接，获取加速踏板行程信号传输到控制单元；所述速度检测机构与控制单元连接，获取轮式机械行驶速度并传输到控制单元；所述压力检测机构与控制单元连接，行走制动阀的制动压力并输入到控制单元；所述电磁阀组至少包括三个电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，所述第一电磁阀设置于行走控制阀的先导控制油路上，所述第二电磁阀设置于液压马达排量调节机构的先导控制油路上，所述第三电磁阀与液压泵的开度调节机构相连；电磁阀组受控于所述控制单元；所述控制单元依据输入机构输入的轮式液压行驶模式，利用实时采集的加速踏板行程信号、发动机转速与轮式机械行驶速度，对照预先设定的加速板行程‑发动机转速‑液压泵开度的最佳匹配关系表，对第三电磁阀进行控制实时改变液压泵开度。

【技术特征摘要】
1.一种轮式机械液压行驶系统的控制装置，其特征在于，包括行程检测机构、速度检测机
构、压力检测机构、输入机构、电磁阀组以及控制单元；
所述行程检测机构与控制单元连接，获取加速踏板行程信号传输到控制单元；
所述速度检测机构与控制单元连接，获取轮式机械行驶速度并传输到控制单元；
所述压力检测机构与控制单元连接，行走制动阀的制动压力并输入到控制单元；
所述电磁阀组至少包括三个电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，所述第一
电磁阀设置于行走控制阀的先导控制油路上，所述第二电磁阀设置于液压马达排量调节机构
的先导控制油路上，所述第三电磁阀与液压泵的开度调节机构相连；电磁阀组受控于所述控
制单元；
所述控制单元依据输入机构输入的轮式液压行驶模式，利用实时采集的加速踏板行程信
号、发动机转速与轮式机械行驶速度，对照预先设定的加速板行程-发动机转速-液压泵开度
的最佳匹配关系表，对第三电磁阀进行控制实时改变液压泵开度。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括节流单元，所述节流单元包括第
一节流装置(27)、第二节流装置(29)、第三节流装置(36)及第四节流装置(37)；
所述第一节流装置(27)和第三节流装置(36)分别设置在行走控制阀(10)的两个进
油口上，所述第二节流装置(29)和第四节流装置(37)分别设置在行走控制阀(10)的两
个回油口上，且第三节流装置(36)与第一单向阀(32)串联，第四节流装置(37)于第二
单向阀(33)串联。
3.一种轮式机械液压行驶系统的控制方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的控制
装置，对轮式机械液压行驶系统进行如下控制：
1)当加速踏板低于阀值S1行程时，控制单元输出结果为默认值，发动机转速不调整；
2)加速控制
当加速踏板行程S大于阀值S1且增量大于阀值Sm时，加速踏板行程增加时，加速踏板
行程从Si增加到Si+1，控制单元调整发动机转速为Ni+1，发动机Ni+1与踏板行程Si+1对
应，发动机转速Ni经过一段时间Ta后，控制单元控制第三电磁阀的电流逐步增加到与发动
机转速Ni+1对应的Ii+1电流值，不同的加速踏板行程一一映射到不同的发动机转速稳定值，
即(Si+1)-(Ni+1)-(Ii+1)一一映射，该映射关系根据实际调试得到最佳匹配值；
3)减速控制
当加速踏板行程S大于阀值S1且行程减少量的绝对值大于阀值Sm时，加速踏板行程从
Si减少到Si-1，踏板检测机构把检测值Si-1输入控制单元，控制单元控制第三比例阀的电流
逐步减少到与Si-1对应的Ii-1电流值，Ii-1经过一段时间Tc后，控制单元控制油门控制单元

\t使发动机对应控制单元对应的Ni-1与Si-1对应，即(Si-1)-(Ii-1)-(Ni-1)一一映射，其
映射关系根据实际调试得到最佳匹配值；
4)发动机-泵稳定匹配控制
当加速踏板行程S大于阀值S1，加速踏板行程保持在Si值并且加速踏板行程增减量绝对
值小于阀值Sn，对应相映射的发动机转速Ni控制在一定的范围，如果发动机的转速下降率
大于Kp阀值时，对应的Ii相应地做减小到Ii-1，如果发动机转速Ni-1恢复到Ni，对应的Ii-1
相应地增加到Ii，保持加速踏板行程-发动机转速-泵功率电流的稳定的动态匹配，其映射关系
根据实际调试得到最佳匹配值。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，巡航行驶控制方法的具体控制步骤如下：
1)启动巡航行驶：行驶速度为Vi时，手动选择选择巡航行驶后，当加速踏板行程S大
于设定阈值S1且行驶速度Vi>Vt1时，Vt1为巡航速度阀值，控制单元记忆当前所在发动机
转速Ni并控制其稳定，控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：何清华，刘均益，陈艳军，何耀军，
申请(专利权)人：山河智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43