用于起重机的伸缩油缸的控制系统、方法及起重机与流程

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于起重机的伸缩油缸的控制系统、方法及包含所述用于起重机的伸缩油缸的控制系统的起重机。

背景技术：

汽车起重机行业内，上部功能控制系统及回转控制系统普遍采用双泵独立供油方式，动作控制互不干扰。其中，变量泵为上部伸缩油缸、变幅液压系统、主卷扬液压系统及副卷扬液压系统提供油源；定量泵为回转液压系统提供油源。

具体地，现有技术中的汽车起重机的控制系统的原理图展示在图1，变量泵1出口压力为p1的液压油经过相应管路进入电液比例阀组2的p口，通过操作各换向阀，从而控制伸缩油缸3、变幅液压系统4、主卷扬液压系统5及副卷扬液压系统6的相关动作，后经t1、t2口及散热器回油至油箱。定量泵7出口压力为p2的液压油经相应管路进入回转液压系统8，控制回转动作，然后连通至电液比例阀组2的t4口，与来自变量泵1的液压油共同回油至油箱。在该控制方式中，由定量泵7输出的液压油仅控制回转液压系统8，不参与其他控制动作；而伸缩油缸3的油源仅由变量泵1提供。但由于伸缩油缸1的缸径大且行程长，举升到位所需要的流量大，仅靠单独的变量泵1供油时，受限于变量泵1的排量，伸缩油缸3伸出时动作较慢，从而会影响产品的工作效率及用户的使用感受。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于起重机的伸缩油缸的控制系统、方法及包含所述用于起重机的伸缩油缸的控制系统的起重机，其可实现由定量泵和变量泵共同为伸缩油缸提供液压油，极大地提高伸缩油缸的动作速度，从而提升起重机的工作效率及用户的使用感受。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于起重机的伸缩油缸的控制系统，该起重机的伸缩油缸由变量泵提供液压油，该起重机的回转液压系统由定量泵提供液压油，该控制系统包括：压力调节装置，用于调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及控制装置，用于执行以下操作：通过控制所述压力调节装置以调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；或者控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述控制装置还用于，在所述液压油的输出压力小于第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述控制装置还用于，在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力且小于第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以部分流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于所述第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以全流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述控制系统还包括：第一换向控制阀，用于根据所述液压油的输出压力执行换向操作以导通或切断由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路。

优选地，所述第一换向控制阀为三位四通阀或两位四通阀中的一者。

优选地，在所述第一换向控制阀为三位四通阀的情况下，所述第一预设压力为所述第一换向控制阀的最小开启压力，所述第二预设压力为所述第一换向控制阀的开启压力阈值，在所述液压油的输出压力小于所述第一换向控制阀的最小开启压力的情况下，该三位四通阀切换至截止状态以切断由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一换向控制阀的最小开启压力且小于所述开启压力阈值的情况下，该三位四通阀切换至部分导通状态以导通由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵以部分流量及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于所述第一换向控制阀的开启压力阈值的情况下，该三位四通阀切换至全导通状态以导通由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵以全流量及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述控制系统还包括：第二换向控制阀，该第二换向控制阀的进油口与所述三位四通阀的进油口相连，该第二换向控制阀的出油口与所述起重机的回转液压系统相连，该第二换向控制阀的工作油口与所述伸缩油缸的进油口相连，该第二换向控制阀的第一作用腔与其进油口相连，在所述三位四通阀处于截止或部分导通的情况下，所述第二换向控制阀切换至导通状态以导通由所述定量泵向所述起重机的回转液压系统提供液压油的通路，从而允许由所述定量泵向该回转液压系统提供液压油；以及在所述三位四通阀处于导通的情况下，所述第二换向控制阀切换至截止状态以切断由所述定量泵向所述回转液压系统提供液压油的通路，从而停止由所述定量泵向该回转液压系统提供液压油。

优选地，所述压力调节装置为电液比例阀。

相应地，本发明还提供一种用于起重机的伸缩油缸的控制方法，该起重机的伸缩油缸由变量泵提供液压油，该起重机的回转液压系统由定量泵提供液压油，该控制方法包括：调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；或者控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油包括：在所述液压油的输出压力小于第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；以及所述根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油包括：在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油包括以下操作中的任一者：在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力且小于第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以部分流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；或者在所述液压油的输出压力大于所述第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以全流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

相应地，本发明还提供一种起重机，该起重机包含上述的用于起重机的伸缩油缸的控制系统。

通过上述技术方案，本发明创造性地通过控制变量泵的液压油的输出压力，并根据所述液压油的输出压力控制由所述变量泵单独向伸缩油缸提供液压油或者由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油，从而可实现由定量泵和变量泵共同为伸缩油缸提供液压油，极大地提高伸缩油缸的动作速度，进而提升起重机的工作效率及用户的使用感受。

本发明的其它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是现有技术中汽车起重机的控制系统的原理图；

图2是本发明一种实施方式提供的用于起重机的伸缩油缸的控制系统的结构图；

图3是本发明一种实施方式提供的用于起重机的伸缩油缸的控制系统的结构图；以及

图4是本发明一种实施方式提供的用于起重机的伸缩油缸的控制方法的流程图。

附图标记说明

1变量泵2电液比例阀组

3伸缩油缸4变幅液压系统

5主卷扬液压系统6副卷扬液压系统

7定量泵8回转液压系统

20压力调节装置21控制装置

30定量泵31三位四通阀

32两位三通阀33回转液压系统

34电液比例阀组35变量泵

36换向阀组37散热器

38油箱39电磁换向阀

40伸缩油缸41变幅液压系统

42主卷扬液压系统43副卷扬液压系统

44单向阀340电液比例阀

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。

图2是本发明一实施例提供的用于起重机的伸缩油缸的控制系统的结构图，该起重机的伸缩油缸由变量泵提供液压油，该起重机的回转液压系统由定量泵提供液压油。如图2所示，本发明提供的用于起重机的伸缩油缸的控制系统可包括：压力调节装置20，用于调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及控制装置21，用于执行以下操作：通过控制所述压力调节装置20以调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；或者控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。其中，所述压力调节装置可为电液比例阀340，如图3所示，所述控制装置通过调节该电液比例阀的手柄开度以控制来自所述变量泵的液压油的输出压力。该控制系统可通过控制变量泵的液压油的输出压力，并根据所述液压油的输出压力控制由所述变量泵单独向伸缩油缸提供液压油或者由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油，从而可实现由定量泵和变量泵共同为伸缩油缸提供液压油，极大地提高伸缩油缸的动作速度，进而提升起重机的工作效率及用户的使用感受。

所述控制装置还可用于，在所述液压油的输出压力小于第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。对于上述情况中的后者，在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力且小于第二预设压力的情况下，所述控制装置还可用于控制由所述变量泵以部分流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于所述第二预设压力的情况下，所述控制装置还可用于控制由所述变量泵以全流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。因此，控制装置可根据液压油的输出压力的不同实现不同的合流流量的控制，从而实现伸缩油缸伸出时无级调速控制。

所述控制系统还可包括：第一换向控制阀，用于根据所述液压油的输出压力执行换向操作以导通或切断由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路。其中，所述第一换向控制阀可为三位四通阀或两位四通阀中的一者。下面分别就所述第一换向控制阀为三位四通阀及两位四通阀两种情况进行，描述。

在所述第一换向控制阀为两位四通阀的情况下，所述第一预设压力为所述第一换向控制阀的最小开启压力，在所述液压油的输出压力小于所述第一换向控制阀的最小开启压力的情况下，该两位四通阀切换至截止状态以切断由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一换向控制阀的最小开启压力的情况下，该两位四通阀切换至部分导通状态以导通由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

如图3所示，在所述第一换向控制阀为三位四通阀31的情况下，所述第一预设压力为所述第一换向控制阀的最小开启压力，所述第二预设压力为所述第一换向控制阀的开启压力阈值，在所述液压油的输出压力小于所述第一换向控制阀的最小开启压力的情况下，该三位四通阀切换至截止状态以切断由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一换向控制阀的最小开启压力且小于所述开启压力阈值的情况下，该三位四通阀切换至部分导通状态以导通由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵以部分流量及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于所述第一换向控制阀的开启压力阈值的情况下，该三位四通阀切换至全导通状态以导通由所述定量泵向所述伸缩油缸提供液压油的通路，从而由所述变量泵以全流量及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

所述控制系统还可包括：第二换向控制阀，该第二换向控制阀的进油口与所述三位四通阀的进油口相连，该第二换向控制阀的出油口与所述起重机的回转液压系统相连，该第二换向控制阀的工作油口与所述伸缩油缸的进油口相连，该第二换向控制阀的第一作用腔与其进油口相连，在所述三位四通阀处于截止或部分导通的情况下，所述第二换向控制阀切换至导通状态以导通由所述定量泵向所述起重机的回转液压系统提供液压油的通路，从而允许由所述定量泵向该回转液压系统提供液压油；以及在所述三位四通阀处于导通的情况下，所述第二换向控制阀切换至截止状态以切断由所述定量泵向所述回转液压系统提供液压油的通路，从而停止由所述定量泵向该回转液压系统提供液压油。其中，所述第二换向控制阀可为两位三通阀32，如图3所示。

所述控制系统还可包括：单向阀44，该单向阀的一端与所述伸缩油缸的进油口相连，另一端与所述第一换向控制阀的第一工作油口相连，用于在所述伸缩油缸单独由所述变量泵提供液压油的情况下，防止该液压油回流，如图3所示。

所述控制系统还可包括：电磁换向阀39，该电磁换向阀与所述伸缩油缸的所述电液比例阀相连，用于在得电的情况下，该电磁换向阀的第一进油口与第二进油口导通以允许向所述第一换向控制阀提供液压油；或者在失电的情况下，该电磁换向阀的第一进油口与第二进油口截止以停止向所述第一换向控制阀提供液压油，如图3所示。

具体而言，如图3所示，现在以包括电液比例阀34、三位四通阀31、两位三通阀32及电磁换向阀39的控制系统为例对本发明提供的控制由变量泵单独或变量泵及定量泵共同向伸缩油缸提供液压油的过程进行详细的解释和说明。

由于伸缩油缸40的有杆腔容积较小，变量泵35单独提供的液压油的流量就足以满足其速度要求，故该伸缩油缸40执行回缩动作时，无需由变量泵35及定量泵30共同提供液压油，无特别声明，以下内容中所涉及的由定量泵35向伸缩油缸40供油均是指由定量泵35向所述伸缩油缸40的无杆腔内供油，以控制该伸缩油缸40的回缩动作。

在解释和说明控制由变量泵单独或变量泵及定量泵共同向伸缩油缸提供液压油的过程之前，简单介绍一下该控制系统的主要结构。

定量泵30的出油口与三位四通阀31的进油口a及两位三通阀32的进油口a相连，两位三通阀32的出油口c与回转液压系统33相连并经该回转液压系统33至电液比例阀组34的t4口流回油箱38。变量泵35的出油口与电液比例阀组34(例如电液比例阀340)的进油口相连，该电液比例阀组34(例如电液比例阀340)的出油口经换向阀组36(例如伸缩油缸40的换向阀、变幅液压系统41的换向阀、主卷扬液压系统42的换向阀及副卷扬液压系统43的换向阀)、各液压系统(如伸缩油缸40(具体地，通过第一进油口a连接至该伸缩油缸40)、变幅液压系统41、主卷扬液压系统42及副卷扬液压系统43)、t1口、t2口及散热器37回油至油箱38。所述电液比例阀340的出油口与电磁换向阀39的第一进油口c相连，该电磁换向阀39的第二进油口a与所述三位四通阀31的第一工作油口b相连，该三位四通阀31的第二工作油口c与所述两位三通阀32的工作油口b及经单向阀44与所述伸缩油缸40的第二进油口a2相连。

对于由变量泵35单独或变量泵35及定量泵30共同向伸缩油缸40提供液压油的控制过程。

来自所述变量泵35的液压油经该电液比例阀组34、换向阀组36(例如伸缩油缸40的换向阀、变幅液压系统41的换向阀、主卷扬液压系统42的换向阀及副卷扬液压系统43的换向阀)、各液压系统(如伸缩油缸40、变幅液压系统41、主卷扬液压系统42及副卷扬液压系统43)、t1口、t2口及散热器37回油至油箱38。由于该过程与现有技术中所采用的技术方案一致，故于此不再赘述。

与此同时，首先，控制装置(未示出)控制电液比例阀340的y1b端得电，并通过输出不同的电信号(或者通过调节不同的手柄开度)控制电液比例阀340输出不同压力的液压油，该液压油流至电磁换向阀39的第一进油口c。接着，控制装置控制电磁换向阀39的y19端得电，所述第一进油口c与所述第二进油口a导通，所述液压油经该第二进油口c流至所述三位四通阀31的第一工作油口b。然后，在所述液压油的输出压力小于该三位四通阀31的最小开启压力的情况下，该三位四通阀31切换至截止状态，由此，由定量泵30向所述伸缩油缸40提供液压油的通路被切断，此时由所述变量泵35单独向所述伸缩油缸40提供液压油；在所述液压油的输出压力大于或等于该三位四通阀31的最小开启压力且小于开启压力阈值的情况下，该三位四通阀31切换至部分导通状态，由此，由定量泵30向所述伸缩油缸40提供液压油的通路部分导通，此时由所述变量泵35以部分流量及所述定量泵30共同向所述伸缩油缸40提供液压油；以及在所述液压油的输出压力大于该三位四通阀31的开启压力阈值的情况下，该三位四通阀31切换至全导通状态，由此，由定量泵30向所述伸缩油缸40提供液压油的通路全导通，此时由所述变量泵35以全流量及所述定量泵30共同向所述伸缩油缸40提供液压油。

对于由定量泵30向回转液压系统33提供液压油的控制过程。

首先，在所述三位四通阀31处于截止或部分导通状态的情况下，所述两位三通阀32的进油口a处的压力大于工作油口b处的压力，该两位三通阀32切换至导通状态，由此，由所述定量泵30向所述回转液压系统33提供液压油的通路被导通，即所述定量泵30向该回转液压系统33提供液压油；在所述三位四通阀31处于全导通状态的情况下，所述两位三通阀32的进油口a处的压力小于工作油口b处的压力，该两位三通阀32切换至截止状态，由此，由所述定量泵30向所述回转液压系统33提供液压油的通路被切断，即所述定量泵30停止向该回转液压系统33提供液压油。其次，在所述定量泵30向该回转液压系统33提供液压油的情况下，来自所述定量泵30的液压油经所述两位三通阀32、所述回转液压系统33及电液比例阀组34的t4口流回油箱38。

所述控制装置可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)电路、其他任何类型的集成电路(ic)、状态机等等。

此外，本发明还可通过设置按钮开关控制电磁换向阀39的y19端得电，也就是说，通过触发按钮开关即可实现由变量泵35单独(即单泵)向伸缩油缸40供油切换至由变量泵35及定量泵30共同(即双泵)向伸缩油缸40供油，同时，双泵供油时可根据手柄开度控制不同的合流速度，从而控制伸缩油缸举升速度，因此可极大地提高伸缩油缸的动作速度，进而实现快速高效的工作模式。

当然，本发明并不限于上述电液控制阀的所采用的电控方式，其他合理的控制方式(例如液控方式或手动机械控制方式等)均是可行的。另外，本发明也不限于上述电磁换向阀来控制电液控制阀至第一换向控制阀的油路的导通或切断，其他换向阀(例如手动机械控制换向阀或液控换向阀等)均是可行的。

综上所述，该控制系统可通过控制变量泵的液压油的输出压力，并根据所述液压油的输出压力控制由所述变量泵单独向伸缩油缸提供液压油或者由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油，从而可实现由定量泵和变量泵共同为伸缩油缸提供液压油，极大地提高伸缩油缸的动作速度，进而提升起重机的工作效率及用户的使用感受。

相应地，如图4所示，本发明还提供一种用于起重机的伸缩油缸的控制方法，该起重机的伸缩油缸由变量泵提供液压油，该起重机的回转液压系统由定量泵提供液压油，该控制方法可包括如下步骤：步骤s401，调节来自所述变量泵的液压油的输出压力；以及步骤s402，根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；或者控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油包括：在所述液压油的输出压力小于第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵单独向所述伸缩油缸提供液压油；以及所述根据所述液压油的输出压力，控制由所述变量泵及所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油包括：在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

优选地，所述在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力的情况下，控制由所述变量泵和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油包括以下操作中的任一者：在所述液压油的输出压力大于或等于所述第一预设压力且小于第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以部分流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油；或者在所述液压油的输出压力大于所述第二预设压力的情况下，控制由所述变量泵以全流量和所述定量泵共同向所述伸缩油缸提供液压油。

有关本发明提供的用于起重机的伸缩油缸的控制方法的具体细节及益处可参阅上述针对用于起重机的伸缩油缸的控制系统的描述，于此不再赘述。

相应地，本发明还提供一种起重机，该起重机包含上述的用于起重机的伸缩油缸的控制系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。