用于负载感应泵的电子转矩及压力控制制造技术

一种泵控制系统，该泵控制系统包括：被配置成用于驱动泵(14)的马达(12)；与该泵(14)处于流体连通的压力释放阀(22)；被连接至该泵(14)的斜盘上并且与该压力释放阀(22)处于流体连通的转矩控制阀(32)；被连接至该斜盘(34)上的斜盘角度传感器(36)；以及连接该斜盘角度传感器(36)和该压力释放阀(22)的计算机(40)，其中该计算机(40)基于斜盘位移来控制该压力释放阀(22)，从而实现最大系统压力。还披露了对应的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年9月30日提交的美国临时申请号61/884,318的权益。专利技术背景本专利技术针对用于负载感应泵的控制。使用机械转矩控制在现有技术中是众所周知的。在已知的系统中，斜盘角度机械地连接至释放阀，其中释放设定点随斜盘角度而改变。伴随这种系统的一个问题是无法迅速地改变转矩设定点，例如以将发动机上的附加负载或在低发动机速度时的减小转矩考虑在内。伴随已知系统的另一个问题是无法在高速运转中改变最大压力设定点。例如，在图1中示出了传统的负载感应系统。传统的负载感应电路通过积分控制来使用可变排量开路泵，该积分控制使用反馈压力来维持系统中跨可变孔口的给定压降。这个给定压降是通过在泵处的控制中的设定值来表明的，在图1的实例中其被设定至20bar。该泵将提供所需要的流量直到其最大能力，从而试图并维持跨可变孔口的20bar压降。此20bar压降将被称为负载感应余量压力(LS压力)。该泵的输出压力等于升高负载所需要的压力加上跨可变孔口的压降。如果升高一定负载所需要的压力等于180bar，则得到的该泵的输出压力在这个实例中将等于200bar。必须由发动机供应的对泵的输入转矩是通过采用产生泵的输出压力以及维持跨孔口的LS压降所需要的排量来计算的。以下在实例1中示出了这种计算的样本。当泵的压力或排量(流量)增加时，所需要的输入转矩将因此增加。通常，当泵需要高的流量或压力时，对于原动机的转矩需求超过该能力，从而导致发动机停机。附加于用于泵的输入转矩超过发动机驱动的转矩输出能力的停机，其结果是操作者的失望和/或不良的性能。具有双设定点的系统是已知的但是非常复杂并且昂贵。因此在现有技术中对解决这些缺陷的系统存在需要。本专利技术的目的是提供用于负载感应泵的控制，该负载感应泵可以迅速地改变转矩设定值。本专利技术的另一个目的是提供用于负载感应泵的控制，其中可以在高速运转中改变最大压力设定点。本专利技术的又另一个目的是提供用于负载感应泵的控制，该负载感应泵减少了发动机停机的可能性。基于以下书面描述、附图和权利要求书，本领域普通技术人员将清楚这些目的和其他目的。专利技术概述用于负载感应泵的电转矩和压力控制包括具有斜盘角度传感器的泵。该泵与压力补偿负载感应控制以管线连接，该压力补偿负载感应控制具有电动可变压力释放阀和孔口。与该回路连接的是发动机速度传感器和微控制器。该微控制器具有软件，该软件基于来自斜盘传感器和发动机速度传感器的信号来控制在压力感应控制中的电动可变压力释放阀的压力释放设定值。附图简要说明图1是现有技术的负载感应系统的示意图；图2是电子转矩/压力控制回路的示意图；图3是将泵排量与最大转矩压力进行对比的图表；图4是将泵排量与通向阀门的电流进行对比的图表；图5是将泵排量与压力进行对比的图表；图6是将泵排量与系统排量进行对比的图表；图7是电子转矩/压力控制回路的示意图；图8是具有负载保持阀的转矩控制回路的示意图；图9是具有压力补偿泵的转矩控制回路的示意图；图10是通过将排量与压力进行对比来示出转矩控制中的余量分配的图表；并且图11是通过将排量与压力进行对比来示出转矩控制中的余量分配的图表。专利技术详细说明参见附图，泵控制系统10的实例包括被配置成用于驱动泵14的马达12。在一个实施例中，马达12是来自发动机动力输出装置的齿轮箱传动装置，并且泵14是可变轴向活塞泵。泵14以穿过流动管线20的系统压力将来自储箱16的流体递送并加压至控制阀18和气缸19。将控制阀18的下游连接至流动管线20的是压力释放阀22。还通过流动管线24连接至流动管线20是压力限制补偿阀28，该压力限制补偿阀被连接至并且馈送压力限制补偿阀26。负载感应补偿阀28还连接至流动管线20，并且泵排放管线30被连接至转矩控制阀32，该转矩控制阀被连接至泵14的斜盘34并且控制该斜盘的位移。斜盘角度传感器36连接至斜盘34，并且发动机速度传感器38连接至马达12。角度传感器36和速度传感器38两者均连接至具有软件42的计算机40。计算机40连接至压力释放阀22并且对其进行控制。在运行中，当在回路中遭受到使得液缸19上的力升高并且在回路中和在泵14处产生所得到的压力的阻力时，斜盘传感器36将信号提供给计算机40，从而提供在斜盘34的角度方面的信息。软件42计算出会在给定排量下导致发动机所能够产生的转矩水平的最大压力。计算机然后将信号发送至压力释放阀22，从而将对于实现最大压力而言正确的电流提供给压力释放阀22。压力释放阀22被调整成用于释放LS压力。在转矩控制阀32的泵侧上的高压消减了泵14的冲程。当泵消减了冲程时，软件42减小给压力释放阀22的电流命令，从而增加LS压力。基于斜盘34的角度，泵14继续消减冲程并且LS压力继续增加，直到在泵输出与LS压力之间达到所希望的差。这允许系统10递送给定排量的最大压力，而没有发动机停机。基本ETL回路运行作为实例，负载感应开路系统经常伴随着要求由发动机供应的转矩超过发动机的能力。当发生这种情况时，操作者需要减小其命令，从而使机器变慢，这使其难以有效运行。可替代地，发动机简单地停机，这需要操作者重启机器。在实例1中以发动机转矩计算来开始。假设那个机器的操作者命令这个操作并且然后遭受了对于回路的使得液缸上的力增加的一些阻力，并且使回路中的所得到的压力升高至300bar(在泵处为320bar)。在阀命令中没有变化，则泵将在新的较高的压力处试图并维持相同的输出流量。在实例2中示出了对于发动机的得到的新的转矩需求。如果在机器上的发动机只能够具有150Nm的输出转矩，这个新的负载和维持的流量命令将使发动机过载并且如果操作者继续该命令则导致停机状况。通过基本ETL，系统10可以通过调整在压力释放阀22中的LS压力来控制泵14的冲程，进而将转矩维持在或低于发动机所能提供的并且使发动机保持不停机的最大转矩上。如在图3中示出的，作为实例存在泵14能够以其运行的、将导致发动机停机状况的大面积。线44示出了发动机所能够递送给泵12的最大转矩水平。线46示出了通常传统负载感应系统所采用的恒定最大压力极限。在机器运行过程中，软件42持续监测在泵14中的斜盘的角度。软件42使用斜盘角度来计算出将在给定排量下引起发动机所能够产生的转矩水平的最大压力，并且将对于实现最大压力而言正确电流发送至泵控制件中的比例压力释放阀22。在图4中示出的，当斜盘角度增加时，给压力释放阀22的电流增加(降低其设定值)，从而限制泵14可以吸收的转矩的量。使用这种控制逻辑，电子转矩限制就能够削去在图3中的引起发动机停机的面积48，并且替代地允许液压系统10总是递送对于给定排量而言的最大可能压力，而没有发动机停机。再次重访实例，这次ETL激活；1.)操作者命令的流量和排量等于我们第一个实例：45cc和200bar。2.)机器遇到使系统压力升高至320bar的负载。3.)ETL持续地激活，并且迅速地将泵14消减冲程至将允许发动机无停机地举升负载的角度上。从机械的角度来看ETL运行1.)操作者命令的流量和排量等于我们第一个实例：45cc和200bar2.)机器遇到使负载压力升高至300bar(在泵处来看为320bar)的负载3.)操作者维持相同的命令。300bar负载压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵控制系统，包括：被配置成用于驱动一个泵的一个马达；与该泵处于流体连通的一个压力释放阀；被连接至该泵的一个斜盘上的并且与该压力释放阀处于流体连通的一个转矩控制阀；被连接至该斜盘上的一个斜盘角度传感器；以及连接该斜盘角度传感器和该压力释放阀的一个计算机，其中该计算机基于斜盘位移来控制该压力释放阀，从而实现最大系统压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 US 14/220,2011.一种泵控制系统，包括：被配置成用于驱动一个泵的一个马达；与该泵处于流体连通的一个压力释放阀；被连接至该泵的一个斜盘上的并且与该压力释放阀处于流体连通的一个转矩控制阀；被连接至该斜盘上的一个斜盘角度传感器；以及连接该斜盘角度传感器和该压力释放阀的一个计算机，其中该计算机基于斜盘位移来控制该压力释放阀，从而实现最大系统压力。2.如权利要求1所述的系统，其中该计算机计算出最大压力，该最大压力将引起在给定斜盘位移下产生的转矩水平。3.如权利要求2所述的系统，其中该计算机将信号发送至该压力释放阀，从而提供电流以实现该最大压力。4.如权利要求1所述的系统，进一步包括压力变换器，该压力变换器监测举升功能所需要的压力。5.如权利要求1所述的系统，进一步包括倾泻阀，该倾泻阀用于产生该泵发动机曲柄摇动的设定点。6.如权利要求1所述的系统，其中在发布了用于第二功能的命令时该计算机收回至少第一功能的命令，并且该泵的转矩设定点不允许将负载举升直到泵排量降低至会具有足够高的压力来以该第二功能举升该负载的点。7.如权利要求6所述的系统，其中一个压力变换器监测功能2所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·里根费德，加里·拉菲特，
申请(专利权)人：丹佛斯动力系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US