CN106394246A - 液压马达同步的控制系统及控制方法、双车体全地形车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压马达同的步控制系统，包括至少两组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少两个液压马达；还包括行走控制器，行走控制器检测发动机的转速信号和油门的位置信号，行走控制器根据转速信号和位置信号调节各液压泵和各液压马达的控制电流。该控制系统中包括多个液压泵和多个液压马达，本发明要解决的技术问题即为多个液压马达之间的同步。通过发动机的转速信号和油门的位置信号可以计算出各液压泵和各液压马达的排量，进而能够得出各液压泵和各液压马达的控制电流，进而可以控制各液压泵和各液压马达的转速，实现各液压马达的同步。本发明还公开了一种液压马达同步的控制方法。本发明还公开了一种双车体全地形车。

Description

液压马达同步的控制系统及控制方法、双车体全地形车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种液压马达同步的控制系统及控制方法。本发明还涉及一种具有上述液压马达同步控制系统的双车体全地形车。

背景技术

现有的液压马达同步控制技术中，一般都是单个液压泵驱动单个或两个液压马达，液压马达的同步性比较容易实现。

现有技术中的液压马达同步控制大多采用液压的分流或集流技术，当需要多个液压泵驱动多个液压马达时，液压马达的同步控制就比较困难，液压马达的同步性差，使整个液压驱动装置可靠性降低，能耗增加。

双车体全地形车是一种全天候全地形水陆两栖多功能车，能顺利通过各种复杂地形。双车体全地形车通常为铰接式双车体结构，包括前车、铰接装置和后车，前车和后车之间通过铰接装置连接，前车和后车分别有自己的动力机构。

双车体全地形车的行走驱动系统采用两泵四马达构成的液压系统，如图1所示，图1为双车体全地形车的驱动系统的液压原理图。即前车液压泵1驱动前车体液压马达3、4，后车液压泵2驱动后车体液压马达5、6。

当整车从静止状态到最大行驶速度的过程中，由于前后车重量的不同、液压管路的损失以及液压件的内泄漏等，会导致四个液压马达的流量出现差异，从而导致四个液压马达出现不同的现象，即液压马达3、4的转速和液压马达5、6的转速不一致，使得前后车体互相拖拽。拖拽会使得整车的最高行驶速度达不到要求，铰接装置应力变大，导致使用寿命降低、发动机功耗增加，液压件使用寿命降低等。

因此，如何使多个液压马达在整车行使过程中保持同步，消除车辆的内耗，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种液压马达同步的控制系统，该控制系统能够使多个液压马达处于同步状态，提高整个液压系统的可靠性，有效的降低了能耗。本发明的第二个目的是提供一种液压马达的同步的控制方法。本发明的另一个目的是提供一种具有上述控制系统的双车体全地形车。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种液压马达同步的控制系统，包括行走控制器和至少两组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少两个液压马达；

所述行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

所述传感器组包括第一传感器和第二传感器；所述第一传感器用于检测发动机的转速信号，所述第二传感器用于检测油门的位置信号；

所述处理单元用于根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节各所述液压泵和各所述液压马达的控制电流。

可选的，所述传感器组还包括多个第三传感器，多个所述第三传感器分别用于检测各所述液压马达的实际转速；

所述参数值还包括各所述实际转速值和目标转速值的差值。

可选的，所述传感器组还包括多个第四传感器，多个所述第四传感器分别用于检测各所述液压泵的压力信号；

所述参数值包括各所述液压泵间的所述压力信号的差值。

可选的，还包括第一管路和第二管路，所述第一管路连通各驱动回路中所述液压泵的正转出油口，所述第二管路连通各驱动回路中所述液压泵的反转出油口。

本发明还提供了一种液压马达同步的控制方法，用于多液压泵和多液压马达的驱动系统，包括以下步骤：

由传感器组检测发动机的转速信号和油门的位置信号；

根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

根据所述控制指令调节各所述液压泵和各所述液压马达的控制电流。

可选的，还包括以下步骤：

所述传感器组还检测各所述液压马达的实际转速；

所述参数值还包括所述实际转速值和目标转速值的差值；

和/或，

所述传感器组还检测各所述液压泵的压力信号；

所述参数值还包括各液压泵间的所述压力信号的差值。

本发明还提供了一种双车体全地形车，包括发动机和油门，还包括前车驱动回路、后车驱动回路和行走控制器；

所述前车驱动回路包括前车液压泵和两个前车液压马达，所述后车驱动回路包括后车液压泵和两个后车液压马达；

所述行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

所述传感器组包括第一传感器和第二传感器；所述第一传感器用于检测所述发动机的转速信号，所述第二传感器用于检测所述油门的位置信号；

所述处理单元用于根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节所述前车驱动回路和所述后车驱动回路工作的控制电流。

可选的，所述传感器组还包括四个第三传感器，四个所述第三传感器分别用于检测两个所述前车液压马达和两个所述后车液压马达的实际转速；

所述参数值还包括各所述实际转速值和目标转速值的差值。

可选的，所述传感器组还包括两个第四传感器，两个所述第四传感器分别用于检测所述前车液压泵和所述后车液压泵的压力信号；

所述参数值还包括所述前车液压泵和所述后车液压泵间的所述压力信号的差值。

可选的，还包括第一管路和第二管路，所述第一管路连通所述前车液压泵和所述后车液压泵的正转出油口，所述第二管路连通所述前车液压泵和所述后车液压泵的反转出油口。

本发明提供的液压马达同步的控制系统，包括行走控制器和至少两组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少两个液压马达；行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；传感器组包括第一传感器和第二传感器；第一传感器用于检测发动机的转速信号，第二传感器用于检测油门的位置信号；处理单元用于根据传感器组所采集的数据获取参数值，并根据参数值生成控制指令；控制单元用于根据控制指令调节各液压泵和各液压马达的控制电流。

该控制系统中，包括多组驱动回路，每组驱动回路中由液压泵驱动多个液压马达，所以该控制系统中存在多个液压泵和多个液压马达，本发明要解决的技术问题即为多个液压马达之间的同步。

行走控制器通过传感器组获得发动机的转速信号和油门的位置信号，处理单元通过该转速信号和位置信号可以计算出各液压泵和各液压马达的排量，控制单元根据排量生成各液压泵和各液压马达的控制电流，进而可以控制各液压泵和各液压马达的转速，实现各液压马达的同步。

本发明还提供了一种上述液压马达同步的控制方法，用于多液压泵和多液压马达液压系统中的液压马达的同步控制。

本发明还提供了一种双车体全地形车，报上上述各实施例所述的液压马达同步的控制系统，具有该控制系统相应的技术效果。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为双车体全地形车的驱动系统的液压原理图；

其中，图1中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

前车液压泵1；前车体液压马达3、4；

后车液压泵2；后车体液压马达5、6；

第一管路7；第二管路8。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种液压马达同步的控制系统，包括行走控制器和至少两组驱动回路，驱动回路包括液压泵和至少两个液压马达；

行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

传感器组包括第一传感器和第二传感器；第一传感器用于检测发动机的转速信号，第二传感器用于检测油门的位置信号；

处理单元用于根据传感器组所采集的数据获取参数值，并根据参数值生成控制指令；

控制单元用于根据控制指令调节各液压泵和各液压马达的控制电流。

该控制系统中，包括多组驱动回路，每组驱动回路中由液压泵驱动多个液压马达，所以该控制系统中存在多个液压泵和多个液压马达，多个液压马达之间存在同步问题，本发明要解决的技术问题即为多个液压马达之间的同步。

行走控制器的传感器组包括第一传感器和第二传感器，第一传感器检测发动机的转速信号，第二传感器检测油门的位置信号。处理单元根据获得的发动机的转速信号和油门的位置信号，能够得出各液压泵和各液压马达的排量，控制单元根据排量生成各液压泵和各液压马达的控制电流，通过控制电流可以控制各液压泵和各液压马达的转速，实现各液压马达的同步。

该控制系统采用了电液相结合的控制方法，在多液压泵和多液压马达的液压系统中，能够实现各液压马达的同步运行，提高液压系统的可靠性，降低能耗。

一种优选的实施方式中，传感器组还包括多个第三传感器，多个第三传感器分别用于检测各液压马达的实际转速；

参数值还包括各实际转速值和目标转速值的差值。

对各液压马达的实际转速和目标转速进行比对，根据比对反馈的结果进一步的调节控制电流，对液压马达的控制形成闭环控制，在实际转速和理论转速出现差值时，能够更好的调节各液压马达的运转，使各液压马达达到更好的同步。

另一种优选的实施方式中，传感器组还包括多个第四传感器，多个第四传感器分别用于检测各液压泵的压力信号；

参数值包括各液压泵间的压力信号的差值。

对各液压泵的压力信号进行检测，对比各压力信号的值，根据比较的结果进一步调节控制电流，当各液压泵运行时的各压力值不同时，可以通过调节控制电流，使各液压泵保持同步，进一步保证了各液压马达的同步运行。

上述各具体的实施方式中，还包括第一管路和第二管路，第一管路连通各驱动回路中液压泵的正转出油口，第二管路连通各驱动回路中液压泵的反转出油口。

通过第一管路将各液压泵的正转出油口串联，通过第二管路将各液压泵的反转出油口串联，完全消除了液压泵的制造误差和内泄漏引起的输出流量误差，能够完全保证各液压泵输出的流量相同，进一步保证了各液压马达的同步性。

本发明还提供了一种液压马达同步的控制方法，用于多液压泵和多液压马达的驱动系统，包括以下步骤：

由传感器组检测发动机的转速信号和油门的位置信号；

根据传感器组所采集的数据获取参数值，并根据参数值生成控制指令；

根据控制指令调节各液压泵和各液压马达的控制电流。

行走控制器根据发动机的转速信号和油门的位置信号，能够得出各液压泵和各液压马达的排量，进而能够得出各液压泵和各液压马达的控制电流，通过控制电流可以控制各液压泵和各液压马达的转速，实现各液压马达的同步。

该控制系统采用了电液相结合的控制方法，在多液压泵和多液压马达的液压系统中，能够实现各液压马达的同步运行，提高液压系统的可靠性，降低能耗。

进一步具体的实施方式中，还包括以下步骤：

传感器组还检测各液压马达的实际转速；

参数值还包括实际转速值和目标转速值的差值；

和/或，

传感器组还检测各液压泵的压力信号；

参数值还包括各液压泵间的压力信号的差值。

通过两个闭环控制进一步保证各液压马达的同步运行，两个闭环可以单独运行，也可以同时运行。一个闭环控制为液压马达的实际转速和目标转速之间的差值，也可以理解为实际转速和理论转速之间的差值，通过这个差值调节控制电流。另一个闭环控制为各驱动回路中液压泵的压力输出信号，各液压泵的压力是否相同能够判断各液压泵是否同步，进而可以通过调节控制电流使得各液压泵输出同步，进一步保证各液压马达的同步。

请参考图1，图1为双车体全地形车的驱动系统的液压原理图。

本发明还提供了一种双车体全地形车，包括发动机和油门，还包括前车驱动回路、后车驱动回路和行走控制器；

前车驱动回路包括前车液压泵1和两个前车液压马达3、4，后车驱动回路包括后车液压泵2和两个后车液压马达5、6；

行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

传感器组包括第一传感器和第二传感器；第一传感器用于检测发动机的转速信号，第二传感器用于检测油门的位置信号；

处理单元用于根据传感器组所采集的数据获取参数值，并根据参数值生成控制指令；

控制单元用于根据控制指令调节前车驱动回路和后车驱动回路工作的控制电流。

在全地形车的液压系统中，通过行走控制器使得前车和后车共四个液压马达在整个行驶过程中都保持同步，即四个液压马达的转速时刻保持一致。消除前后马达因为不同步产生的前后车体互相拖拽的问题。

一种优选的实施方式中，传感器组还包括四个第三传感器，四个第三传感器分别用于检测两个前车液压马达3、4和两个后车液压马达5、6的实际转速；

参数值还包括各实际转速值和目标转速值的差值。

本发明采用电液结合的控制方法，通过采集四个液压马达的转速信号以及发动机的转速信号和油门位置，然后计算出四个液压马达在当前发动机转速下的排量大小，然后再输出相匹配的控制电流，对各液压马达形成闭环控制。

另一种优选的实施方式中，传感器组还包括两个第四传感器，两个第四传感器分别用于检测前车液压泵1和后车液压泵2的压力信号；

参数值还包括前车液压泵1和后车液压泵2间的压力信号的差值。

本发明采用电液结合的控制方法，行走控制器通过采集两个液压泵的压力信号可以判断前车液压泵1和后车液压泵2的运行是否同步，如果不同步，可以通过调节相应的控制电流使二者同步。

上述各具体的实施方式中，还包括第一管路7和第二管路8，第一管路7连通前车液压泵1和后车液压泵2的正转出油口，第二管路8连通前车液压泵1和后车液压泵2的反转出油口。

通过第一管路7将前车液压泵1的正转出油口和后车液压泵2的正转出油口串联，通过第二管路8将前车液压泵1的反转出油口和后车液压泵2的反转出油口串联，完全消除了两个液压泵的制造误差和内泄漏引起的输出流量误差异，完全保证前车液压泵1和后车液压泵2输出的流量相同，保证了四个马达的同步性。

具体的工作过程如下：

全地形车刚起步行走时，行走控制器检测油门踏板位置信号，油门踏板位置从0开始增加至100%，发动机转速从怠速升高至额定转速。在发动机转速达到1400rpm时，即发动机处于最大扭矩转速点时，在这个过程中行走控制器将前车液压泵1和后车液压泵2的控制电流从最小值增加到最大值，即将前车液压泵1和后车液压泵2的排量由0增加至最大排量，使前车液压泵1和后车液压泵2一直在最大排量的状态下工作，此时4个液压马达还处于最大排量状态，提前给液压马达排量变化做好准备。

此时，前车液压马达3、4，后车液压马达5、6的电流值由最小值开始呈线性变化，变化速率为20mA/s，即4个液压马达的排量从最大值开始呈线性的减小，然后整车开始加速行驶，直到达到整车达到最大行驶速度。

在车辆从速度为0行驶至最大速度的过程中，当整车达到最大速度并保持这个速度行驶时，行走控制器实时检测液压马达的转速、前车液压泵1的压力和后车液压泵2的压力，当两个液压泵的压力差值大于40bar时，前车液压马达3、4和后车液压马达5、6就会出现不同步，这时控制器通过采集的数据进行分析计算，将压力高的液压泵泵所驱动的液压马达的排量加大，使液压马达的转速降低；将压力低的液压泵所驱动的液压马达的排量减小，使液压马达的转速升高，直至四个马达的转速一致。此过程反复循环，始终使前车液压泵1和后车液压泵2的压力值小于40bar，保证4个液压马达的同步。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压马达同步的控制系统，其特征在于，包括行走控制器和至少两组驱动回路，所述驱动回路包括液压泵和至少两个液压马达；

所述行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

所述传感器组包括第一传感器和第二传感器；所述第一传感器用于检测发动机的转速信号，所述第二传感器用于检测油门的位置信号；

所述处理单元用于根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节各所述液压泵和各所述液压马达的控制电流。

2.如权利要求1所述的液压马达同步的控制系统，其特征在于，所述传感器组还包括多个第三传感器，多个所述第三传感器分别用于检测各所述液压马达的实际转速；

所述参数值还包括各所述实际转速值和目标转速值的差值。

3.如权利要求1所述的液压马达同步的控制系统，其特征在于，所述传感器组还包括多个第四传感器，多个所述第四传感器分别用于检测各所述液压泵的压力信号；

所述参数值包括各所述液压泵间的所述压力信号的差值。

4.如权利要求1至3任一项所述的液压马达同步的控制系统，其特征在于，还包括第一管路和第二管路，所述第一管路连通各驱动回路中所述液压泵的正转出油口，所述第二管路连通各驱动回路中所述液压泵的反转出油口。

5.一种液压马达同步的控制方法，其特征在于，用于多液压泵和多液压马达的驱动系统，包括以下步骤：

由传感器组检测发动机的转速信号和油门的位置信号；

根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

根据所述控制指令调节各所述液压泵和各所述液压马达的控制电流。

6.如权利要求5所述的液压马达同步的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述传感器组还检测各所述液压马达的实际转速；

所述参数值还包括所述实际转速值和目标转速值的差值；

和/或，

所述传感器组还检测各所述液压泵的压力信号；

所述参数值还包括各液压泵间的所述压力信号的差值。

7.一种双车体全地形车，包括发动机和油门，其特征在于，还包括前车驱动回路、后车驱动回路和行走控制器；

所述前车驱动回路包括前车液压泵和两个前车液压马达，所述后车驱动回路包括后车液压泵和两个后车液压马达；

所述行走控制器包括传感器组、处理单元和控制单元；

所述传感器组包括第一传感器和第二传感器；所述第一传感器用于检测所述发动机的转速信号，所述第二传感器用于检测所述油门的位置信号；

所述处理单元用于根据所述传感器组所采集的数据获取参数值，并根据所述参数值生成控制指令；

所述控制单元用于根据所述控制指令调节所述前车驱动回路和所述后车驱动回路工作的控制电流。

8.如权利要求7所述的双车体全地形车，其特征在于，所述传感器组还包括四个第三传感器，四个所述第三传感器分别用于检测两个所述前车液压马达和两个所述后车液压马达的实际转速；

所述参数值还包括各所述实际转速值和目标转速值的差值。

9.如权利要求7所述的双车体全地形车，其特征在于，所述传感器组还包括两个第四传感器，两个所述第四传感器分别用于检测所述前车液压泵和所述后车液压泵的压力信号；

所述参数值还包括所述前车液压泵和所述后车液压泵间的所述压力信号的差值。

10.如权利要求7至9任一项所述的双车体全地形车，其特征在于，还包括第一管路和第二管路，所述第一管路连通所述前车液压泵和所述后车液压泵的正转出油口，所述第二管路连通所述前车液压泵和所述后车液压泵的反转出油口。