一种轮胎吊闭式液压系统操作装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轮胎吊闭式液压系统操作装置及控制方法，包括：车载控制器接收吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、吊钩倍率、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块信号，进行计算后得出该工况下允许的最大速度；根据计算值，车载控制器根据手柄动作角度模块成比例的控制闭式泵摆角，从而控制动作的速度；基于模式选择开关模块的信号，然后根据手柄角度模块、油门踏板角度模块和闭式泵出口压力模块，计算出该动作下的需求功率；最后通过功率匹配算法模块，可以求出此功率需求下最优的发动机转速、控制器输出电流。本发明专利技术根据检测用户对手柄和油门踏板的操作，控制器通过功率匹配算法，使发动机始终工作在燃油经济性最佳的工况，避免发动机工作在低速大负载或发动机高速小负载的工况。

An Operating Device and Control Method of Tire Lifting Hydraulic System

The invention discloses an operation device and control method of a tyre hoisting hydraulic system, which includes: a vehicle controller receives signals from the length sensor of the hoisting arm, the angle sensor of the hoisting arm, the pressure sensor of the horn cylinder, the wind speed sensor, the hoisting hook ratio, the forced switch module, the speed selection switch module and the mode selection switch module, and obtains the permissible signals under the working condition after calculation. According to the calculated value, the vehicle controller controls the swing angle of the closed pump proportionally according to the angle module of the handle to control the speed of the action; chooses the signal of the switch module based on the mode, then calculates the required power under the action according to the angle module of the handle, the angle module of the throttle pedal and the pressure module of the outlet of the closed pump; finally, calculates the required power through the power matching algorithm module. The optimal engine speed and the output current of the controller can be obtained under this power requirement. According to the operation of the detection user on the handle and the accelerator pedal, the controller makes the engine work in the best fuel economy condition through the power matching algorithm, and avoids the engine working in the low speed and large load or the high speed and small load condition of the engine.

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎吊闭式液压系统操作装置及控制方法
本专利技术涉及一种轮胎吊闭式液压系统的操作装置及控制方法，属于轮胎吊闭式液压系统操作

技术介绍
目前采用闭式系统的轮胎吊有如下特点：手柄和油门分别单独控制闭式泵的摆角和发动机的转速；闭式泵的摆角和发动机转速都可以控制系统流量。当用户操作的发动机转速足够高时，为了使闭式泵决定的流量与发动机决定的流量相适应，闭式泵的排量就要小于闭式泵的最大排量，而如果恰巧此时是轻负载，发动机就工作在了高速小负载的工况，燃油经济性差。目前采用闭式系统的轮胎吊使用过程中，为了获得较好的发动机燃油经济性，需要凭经验匹配手柄倾角和油门倾角，司机的操作难度大，且难以使发动机工作在燃油经济性最佳的工况。由于安全的需要，对于很多工况来说，产品的速度都受到了限制(控制系统限制不达到最大速度)，这更加大了操作难度。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提供一种轮胎吊闭式液压系统操作装置及控制方法，采用闭式泵供油的卷扬、回转、主臂变幅、副臂变幅等系统的一种操作装置及其控制方法，设计了模式切换功能，用户通过模式选择开关，可以不使用该模式而是采用传统的操作方式，满足实际使用要求。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种轮胎吊闭式液压系统操作装置，其特征在于：包括吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、力矩限制器系统、手柄角度模块、车载控制器模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块、闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块、整机功率匹配算法模块、发动机转速模块、油门踏板角度模块以及发动机比油耗模块；所述吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器与力矩限制器实现单向通信，所述力矩限制器系统、手柄角度模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块与车载控制器实现单向通信，所述车载控制器与闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块实现单向通信，所述闭式泵出口压力模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信，所述整机功率匹配算法模块与发动机转速模块实现单向通信，所述发动机转速模块与发动机比油耗模块实现单向通信，所述油门踏板角度模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信。所述速度选择开关，主要分为蜗牛、乌龟、兔子，该三种模式下，产品速度随着手柄、发动机油门踏板角度变化的曲线形状不同，并且该三种模式下，最大速度分别为慢速、中速、高速。具体地，所述一种轮胎吊控制方法，包括：车载控制器接收吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、吊钩倍率、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块信号，进行计算后得出该工况下允许的最大速度；根据计算值，车载控制器根据手柄动作角度模块成比例的控制闭式泵摆角，从而控制动作的速度；基于模式选择开关模块的信号，然后根据手柄角度模块、油门踏板角度模块和闭式泵出口压力模块，计算出该动作下的需求功率；最后通过功率匹配算法模块，可以求出此功率需求下最优的发动机转速、控制器输出电流来控制发动机转速模块。具体的，操作时某动作工况下功率需求计算方法如下：第一步，计算所述闭式泵模块的最大输出电流值以及不同手柄倾角下的控制器输出给闭式泵的电流；第二步，计算系统的实际需求流量；第三步，计算出闭式泵的需求功率。具体地，第一步，所述闭式泵模块的最大输出电流值：I＝f(x长度，x角度，x压力，x风速，x倍率，x强制，x模式，x速度)所述x长度为吊臂长度传感器测量的吊臂长度；所述x角度为吊臂变幅角度传感器测量的吊臂角度；所述x压力为变幅缸压力传感器测量的闭式泵出口压力；所述x风速为风速传感器测量的吊臂臂头风速；所述x倍率为吊钩倍率模块输出的吊钩倍率；所述x强制为强制开关模块状态；所述x模式为模式选择开关模块状态；所述x速度为速度选择开关模块的输出速度。闭式泵模块的最大输出电流值与吊臂长度、吊臂角度、闭式泵出口压力之间存在预设关系。以纵坐标为最大电流，其特征在于：第一种：在小于一定的全伸臂臂长百分比时(例如30％)，最大电流为100％；随着臂长的增加，电流减小，在100％全伸臂臂长时最大电流较小(例如为40％)。第二种：在一定的变幅角度范围内时，最大电流为100％；在另外较小的变幅角度范围内时，随着变幅角度的减小，电流递减；在另外的变幅角度较大的范围内，随着变幅角度的增大，电流递减。第三种：在小于一定的压力时(例如70％)，最大电流为100％；随着压力的增加，电流逐渐减小，在达到最大系统压力时最大电流较小(例如为30％)。第四种：在小于一定的风速时(例如60％)，最大电流为100％；随着风速的增加，电流逐渐减小，超过一定值时，最大电流为0。所述手柄角度模块里不同手柄倾角α下的控制器输出给闭式泵的电流：IA＝δα所述δ为手柄倾角α与闭式泵电流的对应系数，不同工况下有不同的系数。第二步，根据手柄倾角α得出由闭式泵电流决定的流量需求：Q手柄＝kIAk为闭式泵的电流与闭式泵输出流量的对应系数根据油门踏板角度模块输出值θ、最大发动机转速nmax、闭式泵最大排量Vmax等计算出由油门踏板决定的闭式泵可提供最大流量：系统的实际需求流量为两流量取小者Q＝min(Q手柄，Q泵)；第三步，通过变幅缸压力传感器检测闭式泵出口的油压力P泵，可以计算出闭式泵的需求功率：W＝mP泵Q其中m为系数；根据上述求出的功率需求，产品发动机最佳工作曲线的求解方法如下：发动机比油耗ge与发动机转速n、输出扭矩T的对应关系ge＝f(T,n)；将比油耗数据中的扭矩T乘以闭式泵的总效率η、发动机与闭式泵的传动比s，得到闭式泵的等效输出扭矩TP＝ηsT；进而求出发动机比油耗ge与发动机转速n、闭式泵等效输出扭矩Tp的关系：ge＝f(TP，n)其中闭式泵的总效率η受闭式泵的转速、排量、油液温度和输出压力的影响；根据闭式泵不同转速、等效输出扭矩时，发动机的比油耗，绘制发动机的等比油耗曲线，功率曲线与发动机的等比油耗曲线的切点，就是当前功率W(i)时的最佳工作点(Tp(i,j),n(i,j))，W(i)通过如下公式求得：W(i)＝min(π.TP(i，j).n(i，j)/30)其中Tp(i,j)、n(i,j)受如下条件约束：将不同功率的最佳工作点相连可以求出最佳工作曲线,可以将最佳工作曲线转化为发动机转速与需求功率的关系n＝g(W)，用于根据用户操作需求功率得出发动机的最佳转速,以及需要匹配的控制器输出的电流。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下：(1)本专利技术中保留了轮胎吊传统的手柄和油门踏板，其操作方法与传统轮胎吊相比并无明显差别。控制器会自动匹配闭式泵的控制电流和发动机转速，达到节能的目的。(2)传统的操作模式仍然保留，满足不同客户需求。附图说明图1为本专利技术所述一种轮胎吊闭式液压系统操作装置结构框架图。图2为本专利技术所述变幅角度随着变幅油缸的长度的变化曲线。图3为本专利技术所述闭式泵电流随吊臂长度的变化曲线。图4为本专利技术所述闭式泵电流随吊臂角度的变化曲线。图5为本专利技术所述闭式泵电流随闭式泵出口压力的的变化曲线。具体实施方式下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。1、本专利技术的目的及基本方案本专利技术提供了一种轮胎吊闭式液压系统操作模式及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎吊闭式液压系统操作装置，其特征在于：包括吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、力矩限制器系统、手柄角度模块、车载控制器模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块、闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块、整机功率匹配算法模块、发动机转速模块、油门踏板角度模块以及发动机比油耗模块；所述吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器与力矩限制器实现单向通信，所述力矩限制器系统、手柄角度模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块与车载控制器实现单向通信，所述车载控制器与闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块实现单向通信，所述闭式泵出口压力模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信，所述整机功率匹配算法模块与发动机转速模块实现单向通信，所述发动机转速模块与发动机比油耗模块实现单向通信，所述油门踏板角度模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信；所述速度选择开关，主要分为蜗牛、乌龟、兔子，该三种模式下，并且该三种模式下，最大速度分别为慢速、中速、高速。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎吊闭式液压系统操作装置，其特征在于：包括吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、力矩限制器系统、手柄角度模块、车载控制器模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块、闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块、整机功率匹配算法模块、发动机转速模块、油门踏板角度模块以及发动机比油耗模块；所述吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器与力矩限制器实现单向通信，所述力矩限制器系统、手柄角度模块、吊钩倍率模块、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块与车载控制器实现单向通信，所述车载控制器与闭式泵电流模块、闭式泵出口压力模块实现单向通信，所述闭式泵出口压力模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信，所述整机功率匹配算法模块与发动机转速模块实现单向通信，所述发动机转速模块与发动机比油耗模块实现单向通信，所述油门踏板角度模块与整机功率匹配算法模块实现单向通信；所述速度选择开关，主要分为蜗牛、乌龟、兔子，该三种模式下，并且该三种模式下，最大速度分别为慢速、中速、高速。2.一种轮胎吊控制方法，包括：车载控制器接收吊臂长度传感器、吊臂变幅角度传感器、变幅缸压力传感器、风速传感器、吊钩倍率、强制开关模块、速度选择开关模块、模式选择开关模块信号，进行计算后得出该工况下允许的最大速度；根据计算值，车载控制器根据手柄动作角度模块成比例的控制闭式泵摆角，从而控制动作的速度；基于模式选择开关模块的信号，然后根据手柄角度模块、油门踏板角度模块和闭式泵出口压力模块，计算出该动作下的需求功率；最后通过功率匹配算法模块，可以求出此功率需求下最优的发动机转速、控制器输出电流。3.根据权利要求2所述的一种轮胎吊控制方法，其特征在于：操作时某动作工况下功率需求计算方法如下：第一步，计算所述闭式泵模块的最大输出电流值以及不同手柄倾角下的控制器输出给闭式泵的电流；第二步，计算系统的实际需求流量；第三步，计算出闭式泵的需求功率。4.根据权利要求3所述的一种轮胎吊控制方法，其特征在于：所述闭式泵模块的最大输出电流值：I＝f(x长度，x角度，x压力，x风速，x倍率，x强制，x模式，x速度)所述x长度为吊臂长度传感器测量的吊臂长度；所述x角度为吊臂变幅角度传感器测量的吊臂角度；所述x压力为变幅缸压力传感器测量的闭式泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔洁，刘逢雪，藏其亮，
申请(专利权)人：崔洁，
类型：发明
国别省市：江苏,32