[發明專利]獨立計量閥控制系統和方法

有效

• 申請號: 200680031947.2
• 申請日: 2006-07-18
• 公開（公告）號: CN101253334A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: A·埃蓋利亞;馬鵬飛;M·T·韋爾奎倫;章佼
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司;新卡特彼勒三菱株式會社
• 主分類號: F15B11/042
• 分類號: F15B11/042;F15B11/044;F15B11/028;F15B21/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明總體上涉及一種控制系統和方法，更具體地涉及一種用于控制 獨立的計量閥裝置的系統和方法。

背景技術

作業機械如挖掘機、裝載機、推土機、機動平路機和其它類型的重型 機械使用多個液壓致動器來完成不同的任務。這些致動器通常是基于操作 員界面裝置的致動位置進行速度控制的。例如，可使操作員界面裝置如操 縱桿、踏板或其它任何適宜的操作員界面裝置運動以產生表示有關液壓致 動器的希望速度的信號。當操作員移動界面裝置時，操作員希望液壓致動 器以相關的預定速度運動。但是，該預定速度是在作業機械的制造過程中 設定的，(設定時)通常未向液壓致動器施加載荷。在作業機械的操作過 程中，當向液壓致動器施加的載荷較小時，液壓致動器可按與操作員所希 望的速度基本上相等的速度運動。但是，當向液壓致動器施加的載荷較大 時，液壓致動器可能會以較慢的、未預期或不希望的速度運動。如果不考 慮載荷情況而試圖控制液壓致動器的速度會導致液壓致動器劇烈地或急劇 地發生運動。

在2005年4月19日授予Pfaff等人的U.S.專利No.6,880,332(’332專 利)中描述了一種改善液壓致動器速度的可預見性并實現液壓致動器的平 穩運行的方法。’332專利描述了一種由電液壓比例閥控制以在不同的計量 模式下運行的液壓制動器。操縱桿位置信號轉換成液壓致動器的希望速度 信號。然后利用該希望速度信號發出各電液壓比例閥的開啟量的指令，以 用希望速度驅動液壓致動器。液壓致動器上的載荷通過測量與液壓致動器 相關的壓力來確定，液壓致動器基于所確定的載荷在不同模式下運行。使 用一種轉變策略進行運行模式之間的轉變，其中，供給管線和回流管線的 壓力設定成在從舊運行模式轉變之前新運行模式所要求的閾值壓力。

盡管’332專利的液壓致動器和控制策略可通過使運行模式以測得的載 荷狀況為基礎來改善流體致動器在變化載荷下的速度可預測性，但很復雜 且仍然缺乏足夠的控制。特別地，由于要根據希望速度信號對每個電液壓 比例閥進行控制，將使控制策略復雜且需要準確的定時和校準以避免不希 望的閥的相互作用。此外，由于閥的開啟量僅以希望速度為基礎，壓力波 動仍能嚴重地影響液壓致動器的可預測性。

本發明所公開的液壓控制系統意在克服上述的一個或多個問題。

發明內容

一方面，本發明涉及一種液壓控制系統。該液壓控制系統包括具有第 一室和第二室的流體致動器、第一計量閥和第二計量閥。所述第一計量閥 具有一閥元件，該閥元件可在允許加壓流體流入第一室以便于流體致動器 沿第一方向運動的第一位置和阻止加壓流體流入第一室的第二位置之間移 動。所述第二計量閥具有一閥元件，該閥元件可在允許流體從第二室中流 出以便于流體致動器沿第一方向運動的第一位置和阻止流體從第二室中流 出的第二位置之間移動。所述液壓控制系統還包括：至少一個與流體致動 器相聯的流體傳感器，并構造成產生表示流體致動器上的載荷的載荷信號； 以及操作員界面裝置，該操作員界面裝置能夠移動以產生表示操作員所希 望的流體致動器速度的希望速度信號。所述液壓控制系統還包括與第一和 第二計量閥、所述至少一個流體傳感器以及操作員界面裝置相連的控制器。 該控制器構造成根據希望速度信號使第一計量閥的閥元件移動到位于第一 和第二位置之間的位置，以及根據載荷信號和第二室中的希望壓力使第二 計量閥的閥元件移動到位于第一和第二位置之間的位置。

另一方面，本發明涉及一種操作液壓控制系統的方法。該方法包括： 計量進入液壓致動器的第一室中的加壓流體，以便于流體致動器沿第一方 向的運動；以及計量來自液壓致動器的第二室的流體，以便于流體致動器 沿第一方向的運動。該方法還包括：檢測流體致動器上的載荷并產生表示 載荷的載荷信號。該方法還包括：接收表示操作員所希望的流體致動器速 度的希望速度信號。該方法還包括：根據希望速度信號計量進入第一室的 流體，以及根據載荷信號和第二室中的希望壓力計量來自第二室的流體。

附圖說明

圖1是示例示出的作業機械的側視示意圖；

圖2是示例示出的用于圖1的作業機械的液壓控制系統的示意圖；

圖3是對圖2的控制系統的示例性操作方法進行說明的流程圖；以及

圖4是對圖2的控制系統的另一示例性操作方法進行說明的流程圖。

具體實施方式