專利名稱：一種過載保護(hù)控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
在例如混凝土泵車等各種工程機(jī)械的液壓恒壓系統(tǒng)中，溢流閥作為必要的壓力控制元件，其主要作用是當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)定壓力時，溢流閥開始溢流，以防止系統(tǒng)過載，從而保證系統(tǒng)安全。如圖I所示，工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)通常包括發(fā)動機(jī)4、油箱10、液壓泵I、擺缸3、 溢流閥2和蓄能器5。發(fā)動機(jī)4作為動力源驅(qū)動動力元件液壓泵I給液壓系統(tǒng)供油，液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過擺缸3對外做功，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥2的開啟壓力時，溢流閥2打開，液壓泵I排出的油經(jīng)過溢流閥2流回油箱10，以維持液壓系統(tǒng)的安全。由于溢流閥都存在一定的開啟壓力，因此目前工程機(jī)械的液壓恒壓系統(tǒng)中，溢流閥的調(diào)定壓力通常取一個大于系統(tǒng)恒定壓力的固定值。當(dāng)系統(tǒng)壓力處于恒定壓力范圍內(nèi)時，溢流閥關(guān)閉，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到溢流閥的調(diào)定壓力時，溢流閥開啟。由于各個溢流閥的控制性能存在差異，或者，隨著溢流閥使用壽命的增加，溢流閥的控制性能也會出現(xiàn)下降甚至損壞，這時溢流閥可能出現(xiàn)過載保護(hù)不準(zhǔn)確的情況，即系統(tǒng)壓力仍處于恒定壓力范圍內(nèi)，但溢流閥卻已開始溢流，致使液壓泵的負(fù)載增加、發(fā)動機(jī)功率升高，從而造成能源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種工程機(jī)械，用以提示操作者對溢流閥的過載保護(hù)功能進(jìn)行校準(zhǔn)，減少不必要的能源浪費。本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法，包括在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制裝置，包括獲取設(shè)備，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；控制設(shè)備，用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)和與發(fā)動機(jī)信號連接的控制裝置，其中，所述控制裝置，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；以及
當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。本發(fā)明工程機(jī)械，包括前述技術(shù)方案所述的過載保護(hù)控制系統(tǒng)。在本發(fā)明技術(shù)方案中，由于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，該溢流閥校準(zhǔn)提示信息可及時提示操作者對溢流閥進(jìn)行相關(guān)校準(zhǔn)操作(例如，增大溢流閥的調(diào)定壓力，檢查溢流閥調(diào)整按鈕是否松動，或者檢查溢流閥是否已經(jīng)損壞等)，大大減少了因溢流閥過載保護(hù)不準(zhǔn)確而造成的能源浪費。


圖I為工程機(jī)械液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法一實施例的流程示意圖；
圖3為溢流閥的啟閉特性示意圖；圖4為本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制系統(tǒng)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記I-液壓泵 2-溢流閥 3-擺缸4-發(fā)動機(jī)5-蓄能器 10-油箱 20-獲取設(shè)備 30-控制設(shè)備23-控制裝置
具體實施例方式為了及時提示操作者對溢流閥的過載保護(hù)功能進(jìn)行校準(zhǔn)，減少不必要的能源浪費，本發(fā)明實施例提供了一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種工程機(jī)械。由于工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，液壓系統(tǒng)中溢流閥的開啟狀態(tài)是唯一影響發(fā)動機(jī)功率的因素，而發(fā)動機(jī)功率的改變又體現(xiàn)在扭矩的改變上，因此，本發(fā)明實施例是通過獲取發(fā)動機(jī)的扭矩來判斷溢流閥的過載保護(hù)是否準(zhǔn)確。下面以具體實施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖2所示實施例，本發(fā)明工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法，包括步驟101、在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；步驟102、判斷所述當(dāng)前扭矩是否大于設(shè)定的扭矩閾值，如果是，執(zhí)行步驟103 ;否貝U，返回步驟ιο ;所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩；步驟103、輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息。在本發(fā)明技術(shù)方案中，由于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，該溢流閥校準(zhǔn)提示信息可及時提示操作者對溢流閥進(jìn)行相關(guān)校準(zhǔn)操作(例如，增大溢流閥的調(diào)定壓力，檢查溢流閥調(diào)整按鈕是否松動，或者檢查溢流閥是否已經(jīng)損壞等)，大大減少了因溢流閥過載保護(hù)不準(zhǔn)確而造成的能源浪費。該過載保護(hù)控制程序可以在工程機(jī)械處于準(zhǔn)備作業(yè)的怠速狀態(tài)時實時運行，也可以在工程機(jī)械處于準(zhǔn)備作業(yè)的怠速狀態(tài)時間隔一段時間以一定頻率運行，或者只在工程機(jī)械處于準(zhǔn)備作業(yè)的怠速狀態(tài)時運行一次或幾次，其運行的次數(shù)或頻率取決于工程設(shè)備的安全檢驗標(biāo)準(zhǔn)、控制裝置的處理能力等等。在步驟102中，所述設(shè)定的扭矩閾值具體為N0=A* (Nmax-Nmin)+Nmin其中，Ntl為設(shè)定的扭矩閾值；Nmin為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的第一扭矩；Nmax為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最小值時發(fā)動機(jī)的第二扭矩;A為設(shè)定的經(jīng)驗系數(shù)，且A < I。第一扭矩Nmin和第二扭矩Nmax可在人工調(diào)整溢流閥的調(diào)定壓力后，由連接發(fā)動機(jī)的控制裝置采集并存儲，也可以通過其他實驗方式獲得結(jié)果后輸入控制裝置并存儲。
設(shè)定的經(jīng)驗系數(shù)可以根據(jù)具體溢流閥的啟閉特性、控制精度以及相關(guān)經(jīng)驗和工程機(jī)械作業(yè)要求設(shè)定，例如取10%。啟閉特性是衡量溢流閥控制性能的一個重要指標(biāo)，它是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟到閉合的過程中，液壓系統(tǒng)壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。如圖3所示，通常用開啟比和閉合比來代表溢流閥的啟閉特性，所述開啟比為溢流閥處于額定流量和調(diào)定壓力Ps時，開始溢流的開啟壓力Pk與調(diào)定壓力Ps的百分比，所述閉合比為溢流閥處于額定流量和調(diào)定壓力Ps時，停止溢流的閉合壓力Pb與調(diào)定壓力Ps的百分比。即開啟比=PK/PS*100%閉合比=PB/PS*100%顯然開啟比和閉合比越大，開啟壓力Pk和閉合壓力Pb與調(diào)定壓力Ps越接近，溢流閥的啟閉特性就越好。在步驟102中，可以直接將當(dāng)前扭矩與存儲的設(shè)定的扭矩閾值進(jìn)行比較，也可通過以下步驟確定比較結(jié)果根據(jù)存儲的扭矩比計算式確定當(dāng)前扭矩比n= (N-Nmin) / (Nmax-Nmin) *100% ；當(dāng)η > A時，確定所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值；其中，η為當(dāng)前扭矩比；Ν為當(dāng)前扭矩；Nmin為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的第一扭矩；Nmax為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最小值時發(fā)動機(jī)的第二扭矩;A為設(shè)定的經(jīng)驗系數(shù)，且A< I。所述扭矩比計算式也可以為其他變換形式等，并不局限于上述表達(dá)式的形式。作為本發(fā)明過載保護(hù)控制方法的優(yōu)選實施例，當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩，且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息。這樣，可及時提示操作者獲知溢流閥的工作狀態(tài)，從而獲知工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的壓力狀況。所述工程機(jī)械的類型不限，下面以混凝土泵車為例對本發(fā)明過載保護(hù)控制方法作具體詳細(xì)說明設(shè)混凝土泵車液壓系統(tǒng)的恒定壓力為Ptl，溢流閥的調(diào)定壓力為Ps。當(dāng)混凝土泵車處于準(zhǔn)備作業(yè)的怠速狀態(tài)(此時無任何作業(yè)動作，包括泵送，臂架和支腿動作等)時，發(fā)動機(jī)只驅(qū)動液壓系統(tǒng)的液壓泵做功，此時，液壓系統(tǒng)中溢流閥的開啟狀態(tài)是唯一影響發(fā)動機(jī)功率的因素，由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定，發(fā)動機(jī)功率的改變則體現(xiàn)在發(fā)動機(jī)扭矩的改變上。在泵車處于準(zhǔn)備作業(yè)的怠速狀態(tài)時，人工調(diào)整溢流閥的調(diào)定壓力Ps至其最大值(此時溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài))，此時，發(fā)動機(jī)扭矩最小，與發(fā)動機(jī)通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,簡稱CAN)總線連接的控制裝置采集該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)的扭矩，標(biāo)定為Nmin ;然后人工調(diào)整溢流閥的調(diào)定壓力Ps至其最小值(此時溢流閥處于完全打開狀態(tài))，此時，發(fā)動機(jī)扭矩最大，控制裝置采集該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)的扭矩，標(biāo)定為Nmax ;最后再人工調(diào)整溢流閥的調(diào)定壓力Ps至通常設(shè)定值(即當(dāng)前調(diào)定壓力)，控制裝置實時采集該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)的扭矩(即當(dāng)前扭矩)，標(biāo)定為N。 此后，控制裝置計算出當(dāng)前扭矩比η并進(jìn)一步與經(jīng)驗系數(shù)A進(jìn)行比較，當(dāng)O < η < A時，溢流閥已經(jīng)開始工作，控制裝置輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息；當(dāng)11>4時，確定當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值，溢流閥過載保護(hù)功能出錯，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，提示操作者增大溢流閥的調(diào)定壓力，檢查溢流閥調(diào)整按鈕是否松動，或者檢查溢流閥是否已經(jīng)損壞。如圖4所示，基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種工程機(jī)械液壓系 統(tǒng)的過載保護(hù)控制裝置，包括獲取設(shè)備20，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；控制設(shè)備30，用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。優(yōu)選的，所述控制設(shè)備30，進(jìn)一步用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息，所述第一扭矩為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的扭矩。該實施例的過載保護(hù)控制裝置可及時提示操作者對溢流閥進(jìn)行相關(guān)校準(zhǔn)操作，大大減少了因溢流閥過載保護(hù)不準(zhǔn)確而造成的能源浪費。如圖5所示，本發(fā)明實施例還提供了一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)4和與發(fā)動機(jī)4信號連接的控制裝置23，其中，所述控制裝置23，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；以及當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。控制裝置23優(yōu)選通過CAN總線與發(fā)動機(jī)4連接。優(yōu)選的，所述控制裝置23，還進(jìn)一步用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息，所述第一扭矩為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的扭矩。同理，該實施例的過載保護(hù)控制系統(tǒng)可及時提示操作者對溢流閥進(jìn)行相關(guān)校準(zhǔn)操作，大大減少了因溢流閥過載保護(hù)不準(zhǔn)確而造成的能源浪費。本發(fā)明實施例所提供的工程機(jī)械，包括前述技術(shù)方案中所述的過載保護(hù)控制系統(tǒng)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法，其特征在于，包括 在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩； 當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。
2.如權(quán)利要求I所述的過載保護(hù)控制方法，其特征在于，所述設(shè)定的扭矩閾值具體為 N0=A* (Nmax-Nmin) +Nmin 其中，Ntl為設(shè)定的扭矩閾值；Nmin為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的第一扭矩；Nmax為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最小值時發(fā)動機(jī)的第二扭矩;A為設(shè)定的經(jīng)驗系數(shù)，且A < I。
3.如權(quán)利要求I所述的過載保護(hù)控制方法，其特征在于，所述當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，包括確定當(dāng)前扭矩比 n= (N-Nmin) / (Nmax-Nmin) *100% ； 當(dāng)η > A時，確定所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值； 其中，η為當(dāng)前扭矩比；Ν為當(dāng)前扭矩#_為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的第一扭矩；Nmax為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最小值時發(fā)動機(jī)的第二扭矩;A為設(shè)定的經(jīng)驗系數(shù)，且A < I。
4.如權(quán)利要求2或3所述的過載保護(hù)控制方法，其特征在于，當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩，且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息。
5.一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制裝置，其特征在于，包括 獲取設(shè)備，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩； 控制設(shè)備，用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。
6.如權(quán)利要求5所述的過載保護(hù)控制裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備，進(jìn)一步用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息，所述第一扭矩為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的扭矩。
7.—種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機(jī)和與發(fā)動機(jī)信號連接的控制裝置，其中， 所述控制裝置，用于在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；以及 當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。
8.如權(quán)利要求7所述的過載保護(hù)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置，進(jìn)一步用于當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于第一扭矩且不大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥處于溢流狀態(tài)提示信息，所述第一扭矩為工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)且溢流閥的調(diào)定壓力為最大值時發(fā)動機(jī)的扭矩。
9.一種工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求7或8所述的過載保護(hù)控制系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述工程機(jī)械為混凝土泵車。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的過載保護(hù)控制方法、裝置、系統(tǒng)及一種工程機(jī)械，所述方法包括在工程機(jī)械處于無作業(yè)動作的怠速狀態(tài)時，獲取發(fā)動機(jī)的當(dāng)前扭矩；當(dāng)所述當(dāng)前扭矩大于設(shè)定的扭矩閾值時，輸出溢流閥校準(zhǔn)提示信息，所述設(shè)定的扭矩閾值為溢流閥過載保護(hù)處于設(shè)定的失準(zhǔn)臨界狀態(tài)時發(fā)動機(jī)的扭矩。溢流閥校準(zhǔn)提示信息可提示操作者對溢流閥進(jìn)行相關(guān)校準(zhǔn)操作，大大減少了因溢流閥過載保護(hù)不準(zhǔn)確而造成的能源浪費。
文檔編號F15B20/00GK102829026SQ20121027804
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者易偉春, 王帥, 尹春曉 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司