[發明專利]具有開環電液壓力補償的液壓系統

有效

• 申請號: 201310753689.0
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103806495A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 約瑟夫·L·普法夫;科里·K·昆內爾
• 申請（專利權）人: 赫斯科國際有限公司
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

相關申請的交叉引用

不適用

關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

不適用

技術領域

本申請涉及用于例如越野結構和農用車輛的設備的液壓系統，更特別地涉及一種裝置，其用于控制在這樣的系統中使用的可變排量泵和用于精確地控制加壓流體到設備上的液壓致動器的流動。

背景技術

參考圖1，反鏟裝載機10是一種常見類型的運土設備，其具有連接到一拖拉機15的后部的反鏟組件20和安裝在拖拉機前部的裝載機組件25。反鏟組件20包括轉臂12，轉臂的一端可移動地聯接到拖拉機15的機架上而另一端可樞轉地安裝有鏟斗13。挖斗14樞轉地連接到鏟斗13的遠端。挖斗14可被其他類型工作器具替換。轉臂12通過第一液壓致動器16相對于拖拉機15的機架升高和降低。第二液壓致動器17使得鏟斗在轉臂的遠端處樞轉。第三液壓致動器18使挖斗14相對于鏟斗13傾斜。接頭21使整個反鏟組件20相對于拖拉機15的后端左、右旋轉，該運動被稱為“擺動”或“回轉”。第四液壓致動器19被連接在拖拉機15的機架和轉臂12之間，并為反鏟組件20的擺動提供驅動力。

該裝載機組件25包括裝載挖斗27，裝載挖斗27可樞轉地聯接到提升臂26的前端，提升臂具有可樞轉地聯接到拖拉機15的后端。提升液壓致動器28升高和降低提升臂26，載荷液壓致動器29使得裝載挖斗27在提升臂26的端部處上下樞轉。

在示例性的反鏟裝載機10中，液壓致動器16-19、28和29是汽缸-活塞組件，然而，在某些情況下可以使用其他類型的液壓致動器，如液壓馬達。

反鏟裝載機10的前輪24由在圖1中另一液壓致動器(未示出)轉向。

流向或從每個液壓致動器16-19、28和29流出的液壓流體流是通過由人操作者控制的控制閥組件供應。致動器和控制閥組件的每種組合是液壓功能件的一部分。用來驅動液壓致動器的加壓流體是由泵提供的，泵由拖拉機15上的發動機23驅動。為了更加有效率，可變排量泵通常被用來操作反鏟裝載機10的操作者在給定時間指令的、所有的液壓致動器所需的流體流量。

現有的液壓系統，如在美國專利號6,098,403中描述的，采用載荷感應(LS)型可變排量泵。泵排量由載荷感應壓力信號控制，該信號對應于根據作用在致動器上的載荷力在所有的液壓致動器中產生的最大的壓力。由于液壓系統的控制演變成使用計算機控制器，開發出根據電信號改變排量的泵。所述電控可變排量控制泵價格昂貴，而且不容易應用于多種類型機器所需的全容量和物理尺寸。

因此，仍需提供一種機構，通過它來自液壓系統控制器的電信號產生控制信號來改變泵的流量。

每個功能件方面必須考慮的另一個控制因素是壓力補償。假定第一功能件的操作需要以相對低的壓力供給流體。相應的，操作泵以提供低壓，并且液壓功能件的控制閥組件被相應地打開。當需要明顯更大的壓力的第二液壓功能件工作時，可變排量泵的輸出壓力增加以滿足更大的壓力需求。更高壓力下的供給流體也被施加到第一液壓功能件，這無補償地導致液壓致動器的流動速率增加，從而導致相關的液壓致動器的速度超過操作者的指令。為了避免不希望的結果，液壓功能件包括一封閉環型的壓力補償閥，壓力補償閥響應于感應載荷壓力和供給壓力。因此在上面的例子中，壓力補償閥通過限制流體流動對供給壓力的增加作出反應，因此不管供應壓力變化在第一液壓致動器出現相對恒定的流量。

發明內容

液壓系統具有泵，其從罐抽出流體并在壓力下通過出口將流體輸送到供給節點。該系統還包括多個液壓功能件，每個均包括液壓致動器和控制閥組件，流體通過它們從供給節點流向液壓致動器，并流體通過它們從液壓致動器流向回流管路。

根據一方法控制該液壓系統，該方法包括接收多個指令，每個指令指定所需的多個液壓功能件中的不同的一個的所需操作。對于每個指令，該指令值被用來導出指定與各個液壓功能件相關的載荷大小的功能件載荷值和表示各個液壓功能件的供給壓力水平的功能件壓力值。

對于接受指令的每個給定的液壓功能件，根據給定的液壓功能件的功能件載荷值和多個液壓功能件中最大的功能件壓力值，操作相關聯的控制閥組件。

根據本控制方法的一個方案，每個指令用于導出功能件流量值，功能件流量值指定為各個液壓功能件的控制閥組件的流量，從而產生多個功能件流量值；其中也是根據給定的液壓功能件的功能件流量值來操作給定的液壓功能件的相關聯的控制閥組件。