液压泵控制方法、液压动力装置及工程机械与流程

本申请属于工程机械控制，尤其涉及一种液压泵控制方法、液压动力装置、以及工程机械。

背景技术：

1、起重机的动力装置一般包括发动机和液压泵组，通过液压泵组将发动机输出的动力传输到起重机的整车作业系统，例如卷扬机构、回转机构、行走机构等等。在实际应用中，液压泵组的吸收扭矩通常不能超过发动机的输出扭矩，否则会导致发动机动力不足而熄火。为了防止液压泵组的吸收扭矩超过发动机的输出扭矩，在工作过程中需要对液压泵组的排量进行实时的调控，以确保液压泵组的吸收扭矩始终与发动机的输出扭矩相互匹配，使发动机的动力在任何工况下都供应充足。

2、为了达到上述目的，现有技术中采用了多种方法对液压泵组进行排量控制。例如，一种现有的液压泵组控制方法是基于发动机处于较低转速时相应的较低输出扭矩，为液压泵组设置与该较低输出扭矩对应的恒扭矩控制点，将液压泵组在该恒扭矩控制点所需的排量设置为基准排量；当发动机转速升高时，则在该基准排量基础上按比例增大液压泵组的排量，使液压泵组的吸收扭矩与发动机的输出扭矩根据预设的比例同步增大，这样液压泵组的吸收扭矩就不会超过发动机的输出扭矩。但是这种方法会导致发动机在高转速下增加的输出扭矩有很大一部分被浪费，功率利用率偏低，比油耗偏高，节能性较差。

3、另一种现有的控制方法是根据发动机和液压泵组的工作参数计算出发动机理论上可提供的最大输出扭矩，并设置一个小于1的安全系数，将该最大输出扭矩与安全系数的乘积设置为液压泵组的最大吸收扭矩，根据该最大吸收扭矩确定液压泵组的最大允许排量。这种方法对液压泵组的排量控制较为精确，但是安全系数为固定值，因此排量控制的实时性较差；而且为了确保整个工作过程中发动机不会熄火，安全系数通常也需要基于液压泵组工作效率较低的工况进行设置，这样当液压泵组进入效率较高的工作区间时，发动机的功率和扭矩仍然有较大的浪费。

4、又一种现有的控制方法是获取发动机的理想转速和实际转速，计算理想转速与实际转速之间的转速差和转速差变化率，根据该转速差和转速差变化率确定针对液压泵组排量的pid(比例-积分-微分)控制算法的控制参数，通过pid控制算法对液压泵组的排量进行控制，使液压泵组和发动机实现功率及扭矩的匹配。这种方法对于排量控制具有较好的实时性，但是控制逻辑较为复杂，需要通过试验或者经验确定自适应控制逻辑，并且对控制器的硬件要求较高。

5、因此，有必要提供一种更加新颖的液压泵控制方法、以及应用该方法的液压动力装置和工程机械，对上述这些现有技术的缺陷加以改进。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种更加新颖的液压泵控制方法、以及应用该方法的液压动力装置和工程机械，用于在工程机械如起重机中控制由发动机驱动的液压泵组的排量以确保液压泵组的吸收扭矩与发动机的输出扭矩相互匹配，并且相比于现有技术，能够进一步改善液压泵组的排量控制的精确度和实时性，提高发动机的输出功率的利用率，且控制逻辑简单，对硬件要求较低。

2、为了解决上述问题，本申请一方面的实施方式提供一种液压泵控制方法，用于在工程机械中控制液压泵组的排量，其中所述液压泵组包括依次连接在所述工程机械的发动机与整车作业系统之间的一级泵与二级泵；所述液压泵控制方法包括以下步骤：s1，确定所述发动机的当前转速以及与所述当前转速对应的最大输出扭矩；s2，根据所述最大输出扭矩以及所述二级泵的当前扭矩确定所述一级泵的最大吸收扭矩；s3，根据所述液压泵组的性能参数和当前工况确定本次适用于所述液压泵组的安全系数；s4，根据所述一级泵的最大吸收扭矩与所述安全系数确定所述一级泵的理想吸收扭矩；s5，根据所述一级泵的理想吸收扭矩调节所述一级泵的排量。

3、在一些实施方式中，所述步骤s1包括以下子步骤：s11，确定所述发动机的扭矩与转速的对应关系；s12，在所述发动机工作时获取所述发动机的当前转速；s13，根据所述发动机的扭矩与转速之间的对应关系、以及所述发动机的当前转速确定所述发动机的与所述当前转速对应的最大输出扭矩。

4、在一些实施方式中，所述步骤s2包括：实时地读取所述二级泵的当前工作负载，根据当前工作负载计算出二级泵的当前扭矩；用所述发动机的与所述当前转速对应的最大输出扭矩减去所述二级泵的当前扭矩，将所得的差值作为所述一级泵的最大吸收扭矩。

5、在一些实施方式中，所述步骤s3包括以下子步骤：s31，获取所述液压泵组的性能参数；s32，确定所述液压泵组的当前工况；s33，根据所述液压泵组的当前工况确定所述一级泵的当前工作效率；s34，根据所述一级泵的当前工作效率确定本次适用于所述液压泵组的安全系数。

6、在一些实施方式中，所述步骤s4包括：将所述一级泵的最大吸收扭矩与所述本次适用于所述液压泵组的安全系数相乘，将计算结果作为所述一级泵的理想吸收扭矩。

7、在一些实施方式中，所述步骤s5包括以下子步骤：s51，根据所述一级泵的理想吸收扭矩计算出所述一级泵的理想pwm控制量；s52，根据所述一级泵的理想pwm控制量调节所述一级泵的排量，从而将所述一级泵的吸收扭矩调节到所述理想吸收扭矩。

8、在一些实施方式中，所述步骤s5还包括以下子步骤：s53，将所述一级泵的理想吸收扭矩的数值设置为所述一级泵的恒扭矩控制点；s54，对所述一级泵的工作参数进行实时控制，使所述一级泵的吸收扭矩保持在所述恒扭矩控制点。

9、本申请另一方面的实施方式还提供一种液压动力装置，用于工程机械，所述液压动力装置包括发动机、液压泵组及控制器；所述液压泵组包括一级泵与二级泵，所述一级泵与所述发动机连接，所述二级泵与所述一级泵连接，所述发动机用于驱动所述液压泵组以通过所述一级泵与所述二级泵输出动力；所述控制器与所述发动机及液压泵组通信连接，并与液压泵组电性连接，用于通过如前述实施方式所述的液压泵控制方法控制所述液压泵组的排量。

10、在一些实施方式中，所述一级泵为柱塞泵，所述二级泵为齿轮泵。

11、本申请另一方面的实施方式还提供一种工程机械，包括如前述实施方式所述的液压动力装置。

12、相比于现有技术，本申请的上述较佳实施方式提供的液压泵控制方法、以及以及应用该方法的液压动力装置和工程机械具有多方面的优势，例如：(1)每次执行所述液压泵控制方法时，都会根据液压泵组的当前工况实时地确定安全系数，并且可以实时地更新液压泵组的恒扭矩控制点，而不是和现有技术一样总是使用同样的安全系数和恒扭矩控制点，因此相比于现有技术具有更高的精确性与实时性，能够使液压泵组的吸收扭矩与发动机的输出扭矩实现更好的匹配效果，提高发动机的输出功率的利用率。(2)通过对发动机和液压泵组的性能参数进行曲线拟合的方式确定控制逻辑，不需要涉及复杂的pid控制算法，能够明显简化控制逻辑，降低控制程序的复杂度，对硬件要求低。

技术特征：

1.一种液压泵控制方法，用于在工程机械中控制液压泵组的排量，其中所述液压泵组包括依次连接在所述工程机械的发动机与整车作业系统之间的一级泵与二级泵；其特征在于，所述液压泵控制方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下子步骤：

3.如权利要求1所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

4.如权利要求1所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下子步骤：

5.如权利要求1所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s4包括：

6.如权利要求1所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下子步骤：

7.如权利要求6所述的液压泵控制方法，其特征在于，所述步骤s5还包括以下子步骤：

8.一种液压动力装置，用于工程机械，其特征在于，所述液压动力装置包括发动机、液压泵组及控制器；所述液压泵组包括一级泵与二级泵，所述一级泵与所述发动机连接，所述二级泵与所述一级泵连接，所述发动机用于驱动所述液压泵组以通过所述一级泵与所述二级泵输出动力；所述控制器与所述发动机及液压泵组通信连接，并与液压泵组电性连接，用于通过如权利要求1-7中的任意一项所述的液压泵控制方法控制所述液压泵组的排量。

9.如权利要求8所述的液压动力装置，其特征在于，所述一级泵为柱塞泵，所述二级泵为齿轮泵。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的液压动力装置。

技术总结本申请提供一种液压泵控制方法，用于在工程机械中控制液压泵组的排量，其中所述液压泵组包括依次连接在所述工程机械的发动机与整车作业系统之间的一级泵与二级泵；所述方法包括：S1，确定所述发动机的当前转速以及与所述当前转速对应的最大输出扭矩；S2，根据所述最大输出扭矩以及所述二级泵的当前扭矩确定所述一级泵的最大吸收扭矩；S3，根据所述液压泵组的性能参数和当前工况确定本次适用于所述液压泵组的安全系数；S4，根据所述一级泵的最大吸收扭矩与所述安全系数确定所述一级泵的理想吸收扭矩；S5，根据所述一级泵的理想吸收扭矩调节所述一级泵的排量。本申请还提供适用上述方法的液压动力装置及工程机械。技术研发人员：倪萌,廖俊,毛晶,高雅杰受保护的技术使用者：湖南中联重科履带起重机有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15