[发明专利]液压系统调节设备、方法、功率匹配控制系统和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种发动机-变量泵液压系统调节设备、方法、发动机-变量泵液压系统的功率匹配控制系统和工程机械。

背景技术

在工程机械（例如起重机）中，在进行发动机和液压系统的匹配设计时，出于整机经济（如元件成本，燃油消耗等）的考虑，在满足大部分作业工况要求下，往往不会使发动机的输出功率曲线总是高于泵（液压系统）的吸收功率曲线，否则发动机的额定功率将选得非常大，不利于节能和降低制造、使用成本，造成极大的浪费。因此当起重机进行某些重载作业时，如不采取过载保护，当液压系统载荷过大时就会导致发动机熄火。

极限功率匹配控制技术是一种根据负载变化自动调节变量泵液压系统的智能电液控制技术，主要根据负载的变化自动调节变量泵液压系统，达到变量泵的输出功率自动调节的目的，一方面实现保护发动机不过载，使起重机即使在全负荷范围内，发动机在任意转速下也可以安全、正常工作，始终使能起重机各项控制功能，另一方面，实现变量泵随发动机功率变化进行功率匹配动态调节，泵吸收功率和发动机输出功率匹配，发动机无需功率储备，即可实现全负载负荷的可靠运行，达到节能效果。

现阶段，用于调节变量泵液压系统的控制系统通常响应速度较慢，当发生突变、极限负载或负载变化较快时，系统控制顺应性差，控制系统不能及时调节负载使发动机满足负载功率需求，发动机熄火概率较大，严重影响了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机-变量泵液压系统调节设备、方法、发动机-变量泵液压系统的功率匹配控制系统和工程机械，以提高系统控制的快速响应性。

为了实现上述目的，本发明提供一种发动机-变量泵液压系统调节设备，该设备包括：反馈控制装置，用于获取所述发动机的实际扭矩和目标扭矩，并对所述实际扭矩与所述目标扭矩之间的扭矩差进行PID调节，以得出第一控制电流；前馈控制装置，用于获取所述变量泵的预设压差，并根据所述预设压差计算第二控制电流；以及输出装置，与所述反馈控制装置和所述前馈控制装置连接，用于将控制电流输出至所述液压系统，以对该液压系统的吸收功率进行调节，其中所述控制电流是基于所述第一控制电流与所述第二控制电流的和的。

本发明还提供一种发动机-变量泵液压系统的功率匹配控制系统，该系统包括：所述发动机-变量泵液压系统；以及上述调节设备，用于调节所述发动机-变量泵液压系统，使得所述变量泵的吸收功率与所述发动机的输出功率相匹配。

本发明还提供一种包括上述控制系统的工程机械。

本发明还提供一种发动机-变量泵液压系统调节方法，该方法包括：获取所述发动机的实际扭矩和目标扭矩，并对所述实际扭矩与所述目标扭矩之间的扭矩差进行PID调节，以得出第一控制电流；获取所述变量泵的预设压差，并根据所述预设压差计算第二控制电流；以及将控制电流输出至所述液压系统，以对该液压系统的吸收功率进行调节，其中所述控制电流是基于所述第一控制电流与所述第二控制电流的和的。

在上述技术方案中，通过采用反馈与前馈相结合的控制策略，可以综合反馈控制与前馈控制的优势，在保证准确调节的同时，提高了系统的响应速度，改善了突变载荷工况下发动机与变量泵液压系统的匹配性能，从而提高系统的稳定性和可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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。在附图中：

图1是起重机卷扬机构单执行器系统的变量泵液压系统原理简图；

图2是根据本发明的实施方式的发动机-变量泵液压系统的功率匹配控制系统的结构图；

图3是根据本发明的另一实施方式的发动机-变量泵液压系统的功率匹配控制系统的结构图；以及

图4是根据本发明的实施方式的发动机-变量泵液压系统调节方法的流程图。

附图标记说明

1变量泵系统      2主控制阀系统     3卷扬机构系统

1.1主泵          1.2负载敏感流量阀 1.3减压阀

2.1压力补偿器    2.2主阀           101反馈控制装置

102前馈控制装置  103输出装置       104接收装置

105计算装置      201发动机         202变量调节机构