本發(fā)明屬于功率匹配控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前的工程施工中，為了減少建筑材料在施工現(xiàn)場的存放量，需要將大量的建筑材料放置在遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場的地方。混凝土攪拌車可以實現(xiàn)在運(yùn)輸過程中對建筑材料的攪拌作業(yè)，因此混凝土攪拌車的使用越來越廣泛。

在混凝土攪拌車行進(jìn)過程中，發(fā)動機(jī)要同時帶動行走機(jī)構(gòu)和攪拌系統(tǒng)進(jìn)行工作，現(xiàn)有技術(shù)中，在液壓系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)的功率匹配過程中，往往只考慮行走泵與液壓系統(tǒng)的匹配，而對于工作裝置的能量消耗只是粗略的扣除一部分，這樣就導(dǎo)致當(dāng)工作裝置不在滿負(fù)荷工作時的能量浪費(fèi)。使得行走驅(qū)動力大幅度減小，車輛行駛性能不能很好地發(fā)揮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在功率匹配差的問題，使車輛行駛性能能很好地發(fā)揮。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置包括：

發(fā)動機(jī)；

和發(fā)動機(jī)連接的閉式行走液壓系統(tǒng)，所述閉式行走液壓系統(tǒng)包括通過管路連接的行走泵和行走馬達(dá)，所述行走泵通過剛性軸和發(fā)動機(jī)剛性連接，所述行走馬達(dá)和攪拌車的行走機(jī)構(gòu)剛性連接；

和發(fā)動機(jī)連接的閉式攪拌液壓系統(tǒng)，所述閉式攪拌液壓系統(tǒng)包括通過管路連接的攪拌泵和攪拌馬達(dá)，所述攪拌泵通過剛性軸和發(fā)動機(jī)剛性連接，所述攪拌馬達(dá)和攪拌車的攪拌系統(tǒng)剛性連接；

設(shè)置在所述閉式攪拌液壓系統(tǒng)內(nèi)的第一壓力傳感器；

設(shè)置在所述閉式行走液壓系統(tǒng)內(nèi)的第二壓力傳感器；

和所述發(fā)動機(jī)連接的轉(zhuǎn)速傳感器；

以及分別與第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、行走泵和攪拌泵電連接的微處理器。

所述行走泵為電比例控制泵，所述行走馬達(dá)為電控雙位馬達(dá)；所述攪拌泵為電比例控制泵，所述攪拌馬達(dá)為定量馬達(dá)。

基于一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置的控制方法包括以下步驟：

步驟一：微處理器根據(jù)電液比例pwm信號控制攪拌泵的輸入電流，并通過微處理器讀取攪拌泵的控制電流i攪，微處理器根據(jù)公式(一)計算得出攪拌泵排量q攪：

q攪＝k×i攪(一)

其中，k為攪拌泵當(dāng)前檔位信號；

步驟二：第一壓力傳感器采集閉式攪拌液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p，并將p傳輸?shù)轿⑻幚砥髦校?/p>

步驟三：微處理器將閉式攪拌液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p進(jìn)行低通濾波處理，得到穩(wěn)定的壓力值p攪；

步驟四：根據(jù)步驟一讀取的攪拌泵的控制電流i攪和步驟三中得到的攪拌泵排量q攪通過公式(二)計算得到攪拌泵工作所需的扭矩t攪：

t攪＝p攪×q攪(二)；

步驟五：轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速n發(fā)，并將n發(fā)傳輸?shù)轿⑻幚砥髦校?/p>

步驟六：微處理器將步驟五中采集的發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速n發(fā)和微處理器內(nèi)部預(yù)先輸入的轉(zhuǎn)速-扭矩表對照，得到發(fā)動機(jī)對應(yīng)的輸出扭矩t發(fā)；

步驟七：微處理器將步驟六中獲得的發(fā)動機(jī)輸出扭矩t發(fā)和步驟四中獲得的攪拌泵工作所需的扭矩t攪做差得到發(fā)動機(jī)剩余扭矩，并將此扭矩作為行走泵的輸入扭矩t行；

步驟八：第二壓力傳感器采集閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力傳輸至微處理器中，并處理得到穩(wěn)定的閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p行；

步驟九：微處理器根據(jù)步驟八中獲得的閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p行和步驟七中獲得的行走泵的輸入扭矩t行通過公式(三)計算得到行走泵的排量q行：

q行＝t行/p行(三)；

步驟十：根據(jù)步驟九中獲得的行走泵的排量q行和系統(tǒng)壓力p行通過公式(四)計算得到行走泵的輸入電流i行：

其中：a為起作用的電流最小值，

b為壓力最小值時起作用的電流最大值，

c為起作用的電流最大值；

qmax為泵的最大排量；

δpmax為系統(tǒng)最大壓力；

步驟十一：微處理器將步驟十中獲得的行走泵的控制電流i行傳送給行走泵，行走泵根據(jù)現(xiàn)有控制電流和系統(tǒng)反饋壓力尋找最佳工作點。

所述行走泵和攪拌泵均為電比例控制泵。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置及方法發(fā)動機(jī)以及行走泵，行走驅(qū)馬達(dá)，攪拌泵，攪拌馬達(dá)組成的兩套閉式液壓系統(tǒng)，壓力傳感器，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，微處理器。微處理器根據(jù)電比例控制的攪拌泵輸入電流，計算出此時攪拌系統(tǒng)的排量，壓力傳感器采集攪拌閉式液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力信號，傳送給微處理器，微處理器把壓力傳感器傳輸過來的壓力進(jìn)行濾波處理，再根據(jù)當(dāng)前攪拌泵的控制電流，計算出攪拌系統(tǒng)所需的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩。微處理器將此發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)下剩余的轉(zhuǎn)矩用于行走閉式液壓中，微處理器根據(jù)發(fā)動機(jī)的狀態(tài)和攪拌液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。計算出當(dāng)前時刻最優(yōu)的輸出電流給行走泵。行走液壓系統(tǒng)采用的是nfpe(電比例無反饋)控制的行走泵，這種控制形式的泵可以根據(jù)現(xiàn)有的電流和內(nèi)部反饋的系統(tǒng)壓力自適應(yīng)一個較好的工作點。這樣，微處理器就只需要給行走動泵一個和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)的電流，這樣駕駛員只需操縱油門踏板便能很好地控制車輛，同時能讓行走泵充分利用發(fā)動機(jī)剩余功率。本申請的內(nèi)部算法在于將攪拌系統(tǒng)的能量利用加權(quán)到行走系統(tǒng)的功率匹配當(dāng)中去，使得發(fā)動機(jī)功率能夠得到充分利用。而行走泵的控制是采用和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)的速度敏感控制，這樣就能使得車輛正確按照駕駛員意圖行駛，并且行走系統(tǒng)能夠始終處于最佳的工作狀態(tài)。從而達(dá)到節(jié)能的效果。該控制方法使得發(fā)動機(jī)功率始終充分被攪拌液壓系統(tǒng)和行走液壓系統(tǒng)利用。電控和機(jī)械控制相結(jié)合，使得液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，控制精度高。也大大提高了整車液壓系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性以及能量利用率。相對于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明能夠很好地分配發(fā)動機(jī)功率，使得泵始終處于最佳工作狀態(tài)，本控制方法能夠快速響應(yīng)信號輸入，準(zhǔn)確控制泵的狀態(tài)，讓發(fā)動機(jī)能量得以充分利用的同時，車輛的各項性能充分的發(fā)揮出來。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制方法的流程圖；

其中：1、行走機(jī)構(gòu)，2、行走馬達(dá)，3、行走泵，4、攪拌泵，5、攪拌馬達(dá)，6、攪拌系統(tǒng)，7、第一壓力傳感器，8、轉(zhuǎn)速傳感器，9、微處理器，10、第二壓力傳感器，11、發(fā)動機(jī)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明。

參見附圖1和附圖2，本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置包括：

發(fā)動機(jī)11；

和發(fā)動機(jī)11連接的閉式行走液壓系統(tǒng)，所述閉式行走液壓系統(tǒng)包括通過管路連接的行走泵3和行走馬達(dá)2，所述行走泵3通過剛性軸和發(fā)動機(jī)11剛性連接，所述行走馬達(dá)2安裝在攪拌車的行走機(jī)構(gòu)1的變速箱上；

和發(fā)動機(jī)11連接的閉式攪拌液壓系統(tǒng)，所述閉式攪拌液壓系統(tǒng)包括通過管路連接的攪拌泵4和攪拌馬達(dá)5，所述攪拌泵4通過剛性軸和發(fā)動機(jī)11剛性連接，所述攪拌馬達(dá)安裝在攪拌車的攪拌系統(tǒng)6的攪拌減速機(jī)上；

設(shè)置在所述閉式攪拌液壓系統(tǒng)內(nèi)的第一壓力傳感器7；

設(shè)置在所述閉式行走液壓系統(tǒng)內(nèi)的第二壓力傳感器10；

和所述發(fā)動機(jī)11連接的轉(zhuǎn)速傳感器8；

以及分別與第一壓力傳感器7、第二壓力傳感器10、轉(zhuǎn)速傳感器8、行走泵3和攪拌泵4電連接的微處理器9。

參見附圖3，基于一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置的控制方法包括以下步驟：

步驟一：微處理器9根據(jù)電液比例pwm信號控制攪拌泵4的輸入電流，并通過微處理器9讀取攪拌泵4的控制電流i攪，微處理器9根據(jù)公式(一)計算得出攪拌泵排量q攪：

q攪＝k×i攪(一)

其中，k為攪拌泵當(dāng)前檔位信號；

步驟二：第一壓力傳感器7采集閉式攪拌液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p，并將p傳輸?shù)轿⑻幚砥?中；

步驟三：微處理器9將閉式攪拌液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p進(jìn)行濾波處理得到穩(wěn)定的壓力值p攪；

步驟四：根據(jù)步驟一讀取的攪拌泵4的控制電流i攪和步驟三中得到的攪拌泵排量q攪通過公式(二)計算得到攪拌泵4工作所需的扭矩t攪：

t攪＝p攪×q攪(二)；

步驟五：轉(zhuǎn)速傳感器8采集發(fā)動機(jī)11的輸出轉(zhuǎn)速n發(fā)，并將n發(fā)傳輸?shù)轿⑻幚砥?中；

步驟六：微處理器9將步驟五中采集的發(fā)動機(jī)11的輸出轉(zhuǎn)速n發(fā)和微處理器9內(nèi)部預(yù)先輸入的轉(zhuǎn)速-扭矩表對照，得到發(fā)動機(jī)11對應(yīng)的輸出扭矩t發(fā)；這里所說的轉(zhuǎn)速-扭矩表是指每個發(fā)動機(jī)11的自身特性，每個發(fā)動機(jī)11出廠時會有相應(yīng)的轉(zhuǎn)速扭矩對照表，不同型號的發(fā)動機(jī)11對照表格不同，實際使用時，根據(jù)所選取的發(fā)動機(jī)11不同所使用的對照表也不同；

步驟七：微處理器9將步驟六中獲得的發(fā)動機(jī)11輸出扭矩t發(fā)和步驟四中獲得的攪拌泵4工作所需的扭矩t攪做差得到發(fā)動機(jī)11剩余扭矩，并將此扭矩作為行走泵3的輸入扭矩t行；

步驟八：第二壓力傳感器10采集閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力傳輸至微處理器9中，并處理得到穩(wěn)定的閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p行；

步驟九：微處理器9根據(jù)步驟八中獲得的閉式行走液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力p行和步驟七中獲得的行走泵3的輸入扭矩t行通過公式(三)計算得到行走泵3的排量q行：

q行＝t行/p行(三)；

步驟十：根據(jù)步驟九中獲得的行走泵3的排量q行和系統(tǒng)壓力p行通過公式(四)計算得到行走泵3的輸入電流i行：

其中：a為起作用的電流最小值，

b為壓力最小值時起作用的電流最大值，

c為起作用的電流最大值；

qmax為泵的最大排量，

δpmax為系統(tǒng)最大壓力；

這里的a、b和c的值是泵的比例控制特性，均為已知值，qmax為泵的最大排量，泵的自身特性，為已知值；δpmax為系統(tǒng)最大壓力，系統(tǒng)設(shè)計時設(shè)定的，為已知值；

步驟十一：微處理器9將步驟十中獲得的行走泵3的控制電流i行傳送給行走泵3，行走泵3根據(jù)現(xiàn)有控制電流和系統(tǒng)反饋壓力尋找最佳工作點。這里所說的系統(tǒng)反饋壓力即為內(nèi)反饋，泵的自身作用效果。這里的壓力也是上面采集到的p行。

所述行走泵3為電比例控制泵，所述行走馬達(dá)2為電控雙位馬達(dá)；所述攪拌泵4為電比例控制泵，所述攪拌馬達(dá)5為定量馬達(dá)。

本發(fā)明的一種液壓系統(tǒng)功率匹配控制裝置及方法通過行走泵3的排量實時控制的同時對負(fù)載功率進(jìn)行動態(tài)計算，以攪拌泵4的工作狀態(tài)和發(fā)動機(jī)11轉(zhuǎn)速控制行走泵3的工作狀態(tài)。防止發(fā)動機(jī)11過載提高整機(jī)節(jié)油率，同時自適應(yīng)發(fā)動機(jī)11調(diào)速特性，提高系統(tǒng)通用性。