负载敏感液压驱动回路的控制系统技术方案

负载传感液压驱动线路的控制系统包括：第一探测装置，以探测液压泵的传递压和多个液压致动器中最大负载压之间的压差第二探测装置，以探测泵的传递压；第一装置，计算压差目标传递量Ｑ△Ｐ；第二装置，计算泵的输入限制目标传递量ＱＴ；第三装置，控制泵的传递量不超过ＱＴ，以及第四装置，计算补偿值Ｑｎｓ，控制压力补偿流动控制阀。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压机械(如液压挖掘机、液压起重机)的负载传感液压驱动线路，这些机械都装有多个液压致动器，更具体地说，涉及负载传感液压驱动线路的控制系统，其设计是用补偿压力的流动控制阀控制提供给液压致动器的流体的流率，同时保持液压泵的传递压力比液压驱动器中的最大负载压力高一个预定值。近来，在液压挖掘机和起重机这类有多个液压致动器的液压机械中使用了负载传感液压驱动线路。液压驱动线路包括连在一个液压泵和每个液压致动器之间的一个压力补偿流动控制阀，用来根据从一个控制连杆来的操作信号控制提供给液压致动器的流体的流率;一个负载传感调节器，用来保持液压泵的传递压力比液压驱动器中的最大负载压力高一个预定值。压力补偿流动控制阀具有压力补偿功能，使流率恒定，不受负载压力的起伏或液压泵传递压力的起伏的影响，这样，正比于每一控制连杆操作量的流率被提供给相关的液压致动器。因此，当多个液压致动器以组合状态工作时，保证了各自的独立运行。负载传感调节器的功能是恒定地维持液压泵的传递压力处于相应于液压致动器中最大负载压力的下限，以节约能源。但是上述负载传感液压驱动线路，特别是负载传感控制，有下述问题。更具体地说，液压泵的可变位移的传递量是由其位移，即在隔板型的情况下是隔板的倾斜角，和泵的转速的乘积决定的。隔板的倾斜角越大，泵的传递量就越大。隔板的倾斜角有一个由泵结构决定的上限，在此上限泵的传递量也达极大。但是泵是由一个原动机驱动的，如果泵的输入力矩超过原动机的输出力矩，原动机的转速将减少，在最坏的情况下甚至无法转动。因此，为避免此情况，通常在泵上装一个输入力矩调节器，以限止隔板的最大倾斜角，这样泵的输入力矩将不超过原动机的输出力矩，从而随着输入力矩极限控制也控制了泵的传递量。如上所述，液压泵经受两个最大传递量，它们由泵结构决定并被输入力矩极限控制所限制。总之，泵的传递量有个上限，即最大可利用的传递量。因此，当联合操作时由各自的控制连杆操纵的多个致动器要求的总流率超过了泵的最大可利用传递量时，即使泵受到负载传感控制，也无法更多地增加传递量(倾斜角)。换句话说，泵的传递量已饱和了。因而泵的传递压力减少，不再能维持在比最大负载压力高一个预定量。这样使泵的传递量大多流向较低压力的致动器，而液压流体不能提供给较高压力的致动器，产生了多个致动器不能顺利进行联合操作的问题。为解决上述问题，DE-AI-3422165(相应于日本公开专利6011706)建议了这样一种线路装置，一对相对的操纵室被加到每一压力补偿流动控制阀的压力平衡阀上，泵的传递压力被引入处在“阀开”方向的操纵室，而多个致动器中间最大的负载压力被引入另一个处在“阀闭”方向的操纵室。线路这样布置后，当由各自的控制连杆操纵的多个致动器要求的总流率超过了液压泵的最大传递量时，各压力平衡阀的节流阀开口以相互同样的比例按泵的传递压力的减少而减小，从而通过各自的流动控制阀的流率相应于其节流开口(需要的流率)的比受到限止。所以，液压流体也能可靠地提供给高压力的致动器，以确定地实现联合操作。压力补偿流动控制阀决定了一个通过该阀到所连液压致动器的可消耗的流率，它是根据从控制连杆来的操作信号给出的流动控制阀的节流开口控制值和作用于压力平衡阀的跨越流动控制阀的压差控制值决定的，並且控制流动控制阀的节流开口和压力平衡阀两者，使得通过压力补偿流动控制阀的流率(即由液压致动器消耗的流率)等于可消耗的流率。在上述现有技术中，跨越流动控制阀的压差控制值以液压的方式直接作用在压力平衡阀上，使得液压泵传递的压力和液压致动器中间的最大负载压力从相反的方向引到压力平衡阀上，使两者之间的压差作用在压力平衡阀上。这样做了以后，作用于所有压力平衡阀上的压差控制值都限于补偿(减少)所有液压致动器总的可消耗流率。这减少了致动器实际消耗的流率。因此，在本说明书中称这种控制为总可消耗流动补偿控制。应注意，在上述现有技术的总可消耗流动补偿控制中，泵传递压力和最大负载压力之差按液压泵的实际传递压力不足于控制连杆操纵的所需流率的量来减少，因此总可消耗流率总是和液压致动器消耗的实际总流率一致的。但是，在前面的现有技术中，因为压力补偿流动控制阀是直接根据泵传递压力和最大负载压力之差来进行总可消耗流动补偿控制的，所以当泵的传递压力减小时就同时出现液压泵的负载传感控制和压力补偿流动控制阀的总可消耗流动补偿控制。这就带来了下述问题。更具体地说，负载传感控制是控制泵的传递量以维持压差恒定，当液压泵的传递量的控制是通过各种不同机械来进行时，负载传感控制的响应速度比总可消耗流动补偿控制的响应速度要慢。因此当在控制连杆被操纵开始向致动器提供液压流体或增加液压流体的供应量的时刻，泵的传递压力减少时，在负载传感控制开始增加泵的传递量之前，在总可消耗流动补偿控制下，通过压力补偿流动控制阀的流率开始受到限止。这在过渡阶段产生了问题即使想操纵控制连杆增加流率，也不能增加提供给致动器的流率，可操作性受到损害。在相似的情况下，可能重复地发生在通过流动控制阀的流率在总可消耗流动补偿控制下受到限制以后，在负载传感控制下增加泵传递量以提高泵传递压力，然后去掉总可消耗流动补偿控制以增加通过流动控制阀的流率，使泵的传递压力减小，此后在负载传感控制开始增大泵传递量之前，在总可消耗流动补偿控制下限制通过流动控制阀的流率。换句话说，负载传感控制和总可消耗流动补偿控制互相干扰，从而导致追逐现象(huntingphenomenon)。本专利技术的目的是提供一种负载传感液压驱动线路的控制系统，即使在液压泵的传递量饱和的情况下，也能进行压力补偿流动控制阀的总可消耗流动补偿控制，它能保证极好的可操作性，并提供没有追逐现象的稳定控制。为实现上述目的，根据本专利技术提供一种负载传感液压驱动线路的控制系统，包括至少一个液压泵;多个用该泵传递的液压流体驱动的液压致动器，以及连接在泵和每一致动器之间的压力补偿流动控制阀，用来根据从控制装置来的操作信号控制提供给每一致动器的液压流体的流率，其中该控制系统包括第一探测装置，用来探测液压泵传递压力和多个液压致动器中间最大负载压力之间的压力差;第二探测装置，用来探测泵的传递压力;第一装置，用来基于第一探测装置的压力差信号计算泵的压差目标传递量QΔP，以维持压差恒定;第二装置，用来基于第二探测装置的至少一个压力信号和对泵预置的一个输入限制函数，计算泵的输入限制目标传递量QT;第三装置，用来选择压差目标传递量QΔP和输入限制目标传递量QT中的一个作为泵的传递量目标值Q0，然后控制泵的传递量，使得该传递量不超出输入限制目标传递量QT;以及第四装置，用来当第三装置选择输入限制目标传递量QT后，至少基于输入限制目标传递量QT和压差目标传递量QΔP，计算一个补偿值Qns，以对致动器限制一个总可消耗流率，然后根据该补偿值Qns控制压力补偿流动控制阀。第四装置可以基于补偿值Qns控制压力补偿流动控制阀的压力平衡阀。用另一种方法，第四装置可以从补偿值Qns计算一个操作信号修改因子α，用该操作信号修正因子α修正从控制装置来的操作信号，并用修正后的操作信号控制压力补偿流动控制阀。第三装置可以选择压差目标传递量QΔP和输入限制目标传递量QT之中的较小者作为泵的传递量目标值Q0。用另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载传感液压驱动线路的控制系统，包括：至少一个液压泵；多个用从所述液压泵传递的液压流体驱动的液压致动器；和连在所述泵和每一所述致动器之间的压力补偿流动控制阀，用来根据控制装置的操作信号控制提供给每一所述致动器的流体的流率，其中所述控制系统包括：第一探测装置，用来探测所述液压泵的传递压力和所述多个液压致动器中最大负载压力之间的压力差；第二探测装置，用来探测所述泵的传递压；第一装置，用来基于所述第一探测装置的压差信号计算所述泵为维持所述压差恒定的一个压差目标传递量 ＱΔＰ；第二装置，用来基于所述第二探测装置的至少一个压力信号和对所述泵的一个预置输入限制函数计算所述泵的输入限制目标传递量ＱＴ；第三装置，用来选择所述压差目标传递量ＱΔＰ和所述输入限制目标传递量ＱＴ之中的一个作为对所述泵的传递量目标 值Ｑ↓［０］，然后控制所述泵的传递量，使该传递量不超过所述输入限制目标传递量ＱＴ；以及第四装置，用来至少基于所述输入限制目标传递量ＱＴ和所述压差目标传递量ＱΔＰ，当所述第三装置选择所述输入限制目标传递量ＱＴ时，计算一个补偿值Ｑｎｓ，用以 限止对所述致动器的一个总可消耗流率，然后基于所述补偿值Ｑｎｓ控制所述压力补偿流动控制阀。　。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：和泉锐机，田中康雄，渡边洋，吉田国昭，平田东一，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]