[發(fā)明專利]能連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置的操控方法和液壓閥門裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310187981.0
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103325521A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·施密特
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01F7/18
• 分類號: H01F7/18;F15B13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于操控能夠連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置的方法和用于實(shí)施該方法的液壓閥門裝置。

背景技術(shù)

能夠連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置用于控制壓力介質(zhì)體積流。通常為此使用能夠按比例調(diào)整的閥門，其閥門機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成能夠液壓或電氣地連續(xù)調(diào)整，以便設(shè)定壓力介質(zhì)體積流的流通斷面。在能夠電氣調(diào)整的比例調(diào)節(jié)閥中能夠利用脈沖寬度調(diào)制(PWM)來設(shè)定操作磁體上的電流。脈沖寬度調(diào)制的頻率在此方面設(shè)定得小于閥門的最大切換頻率調(diào)整。PWM脈沖在操作磁體的線圈內(nèi)修整成平均值。閥芯通過彈簧而逆向于操作磁體的作用方向地得到加載。調(diào)整時(shí)出現(xiàn)的彈簧力相當(dāng)于彈簧并從而閥芯所經(jīng)過的與電流相應(yīng)的行程的力。彈簧這樣設(shè)計(jì)，使其在最大程度通電時(shí)能夠調(diào)整到相當(dāng)于閥芯最大打開位置的位置中。

最近幾年開創(chuàng)了所謂的數(shù)字液壓系統(tǒng)，其中取代比例調(diào)節(jié)閥使用通過脈沖按照PWM形式操控的切換閥。概念“切換閥”在這里特別是指具有可運(yùn)動的閥門機(jī)構(gòu)的閥門，該閥門機(jī)構(gòu)借助彈簧向基本位置(例如關(guān)閉)的方向上預(yù)緊并能夠調(diào)整到切換位置(例如打開)上。該切換位置通過對操作磁體通電而占據(jù)。在此方面的前提是，在額定通電時(shí)將閥門機(jī)構(gòu)向基本位置的方向上預(yù)緊的彈簧與操作磁體的力相比非常小，從而僅需要比較短的時(shí)間(對于快速切換閥來說2ms)來在向操作磁體施加電流后將切換閥轉(zhuǎn)換到切換位置。

通過選擇脈沖頻率和脈沖持續(xù)時(shí)間于是就能夠通過這種切換閥類似于在能夠按比例調(diào)整的閥門中那樣設(shè)定壓力介質(zhì)體積流。

能夠按比例調(diào)整的方向閥的功能于是就能夠通過連接多個(gè)這種切換閥實(shí)現(xiàn)。這種解決方案例如在WO2002/086327A1中有所展示。

相對于采用能夠按比例調(diào)整的方向閥的傳統(tǒng)解決方案，這種數(shù)字技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于使用結(jié)構(gòu)比較簡單、盡可能構(gòu)造相同的切換閥而需要比較少的成本開支。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用以座閥技術(shù)構(gòu)成的切換閥能夠?qū)崿F(xiàn)相對于得到操控的負(fù)載的無泄漏地閉鎖。通過使用這種切換閥，確定從泵到負(fù)載或從該負(fù)載到儲箱的壓力介質(zhì)體積流的控制邊緣能夠彼此獨(dú)立得到操控，從而通過獨(dú)立操作能夠避免例如由于同時(shí)和快速關(guān)閉壓力和儲箱接口而在儲箱管道內(nèi)出現(xiàn)空穴作用。通過控制邊緣的獨(dú)立性同樣能夠優(yōu)化能耗。數(shù)字液壓系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過用多個(gè)切換閥塑造多向閥來使得這些切換閥中單個(gè)的故障能夠通過相應(yīng)操控其他切換閥而盡可能地得到補(bǔ)償，從而由此對功能僅產(chǎn)生很小的局限性，而在能夠按比例調(diào)整的方向閥失靈時(shí)后果則要嚴(yán)重得多。

數(shù)字液壓系統(tǒng)中使用的切換閥此外的優(yōu)點(diǎn)是，它們在比較小和比較大的控制信號下在動態(tài)方面具有基本相同的特性。傳統(tǒng)的方向閥在比較大的控制信號下比在比較小的控制信號下具有明顯較小的動態(tài)。

數(shù)字液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)在文章“A?novel?model?for?optimized?development?and?application?of?switching?valves?in?closed?loop?control”，2011年11月第12卷第3章，www.fluidpower.net中有所公開，從而在該基礎(chǔ)方面參閱上述文章。

該公開文獻(xiàn)中還介紹了按照彈道式的脈沖寬度調(diào)制操控切換閥。彈道式工作方式的通常定義在于，脈沖如此短，以致于由此操控的閥門從其彈簧預(yù)緊的基本位置實(shí)施打開升程，但在未到達(dá)其完全切換的打開位置情況下就重新返回關(guān)閉的基本位置。也就是說，彈道式的操控脈沖具有高于各切換閥最大切換頻率的PWM基頻。

之前嘗試表明，產(chǎn)生的切換脈沖在體積流量較大的情況下示有明顯的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容

與此相對本發(fā)明的目的在于，提供用于操控能夠連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置的方法和能夠連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置，通過其能夠更精確和連續(xù)地設(shè)定預(yù)先確定的壓力介質(zhì)體積流。

該目的在方法方面通過權(quán)利要求1的特征組合并且在閥門裝置方面通過并且權(quán)利要求8的特征組合得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的改型是從屬權(quán)利要求的主題。

依據(jù)本發(fā)明的方法用于操控能夠連續(xù)調(diào)整的液壓閥門裝置，該閥門裝置具有電氣操作的切換閥，其操作磁體按照脈沖寬度調(diào)制(PWM)的形式得到操控，以便將閥門機(jī)構(gòu)從基本位置帶入切換位置。依據(jù)本發(fā)明，脈沖持續(xù)時(shí)間在脈沖寬度調(diào)制期間能夠根據(jù)閥門機(jī)構(gòu)的工作參數(shù)例如所達(dá)到的最終位置改變。

通過這種操控策略能夠這樣操控切換閥，從而出現(xiàn)幾乎連續(xù)的閥門流通斷面，從而能夠以高精度和非常小的裝置技術(shù)開支設(shè)定壓力介質(zhì)體積流。

在起初所述的采用恒定脈沖寬度調(diào)制的解決方案中，不能或只能不足夠地設(shè)定這種連續(xù)的打開。