一实例性阀门控制系统（２００）可包括一释压阀（２１０）、用于驱动及致动阀门（２１０）的驱动电子设备及致动器（２２０）、及一用于使用驱动电子设备及致动器（２２０）来控制阀门（２１０）的位置的软位置控制器（２３０）。阀门（２１０）可接收一输入液压流体流（２１２），并可根据阀门位置（例如阀门活塞相对于阀门孔口的位置）提供一输出液压压力（２１４）。软位置控制器（２３０）接收一基于目标阀门位置（２３４）及实际阀门位置（２３６）的定位信号（２３２），并产生一指示为将阀门（２１０）从实际位置移动至目标阀门位置所需的力的阀门控制信号（２３８）。驱动电子设备及致动器（２２０）接收阀门控制信号（２３８），并产生应能使阀门（２１０）到达目标阀门位置的力输出（２２２）。
Electronic controlled release valve
An example of the valve control system (200) comprises a pressure release valve (210) for driving and actuating the valve (210) driving electronic device and actuator (220), and for the use of electronic equipment and a driving actuator (220) to control valve (210) soft position controller position (230). The valve (210) receives an input hydraulic fluid stream (212) and provides an output hydraulic pressure (214) according to the valve position (e.g., the position of the valve piston relative to the valve orifice). Soft position controller (230) receives a target based on the position of the valve (234) and (236) the actual valve position location signal (232), and generates instructions for the valve (210) valve control signal required from the actual position to the target position of the valve force (238). The drive electronics and actuators (220) receive the valve control signal (238) and produce force output (222) that should enable the valve (210) to reach the target valve position.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可控阀，且更具体而言，涉及一种用于控制一电控释压阀的系 统及方法。
技术介绍
一般而言，释压阀可设计成在特定压力下开启，以防止系统中的压力超过 某些极限值。释压阀广泛用于各种各样的应用中。释压阀可在高压环境中，例 如在液压系统中用于安全运行目的。释压阀也可用于建立已知的压力，以实现 对过程、流量或运动进行控制的目的。释压阀的应用的一个实例是减震器应用， 例如在第6，732，033号美国专利中所揭示的半主动式减震器控制系统，该美国 专利以引用方式全文并入本文中。电控释压阀可包括一例如响应于命令来进行电控的致动器。现有的电控释 压阀可根据阀门的所需输出压力对阀门致动器进行电控。尽管此种电控释压阀 具备性能优点一一例如具备安全性及几乎与流量无关的已知设定压力，然而其 也可能存在缺点。现有的电控释压阀可能不稳定，或者可能具有非常长的响应 时间。此种不稳定性可能起因于阀门的输出压力变化与其他液压系统组件的交 互作用，例如系统中的液压流动惯量或者在软管中流动的液压流体的惯性。为 减轻此种不稳定性，所属领域的一般技术人员可缓慢地改变发送至阀门的命 令、减小系统的流动惯量或惯性、及/或通过添加较大程度的阻尼来减慢阀门对 命令的阶跃响应。在液压系统中提供控制的另一种方法是利用基于位置的阀门，此种阀门是 由电子设备从外部进行控制、但不使用压力项进行液压辅助。此种阀门可包括 用于根据位置来确定阀门孔口几何形状的经过精密加工的组件。在实际中，从 精度观点来看，这些阀门可实现高的控制度；然而，带宽仍非常低，这是因为 为避免出现不稳定性，可能需要较大程度的阻尼。这些阀门也比较昂贵，且由 于其为多级式阀门，因而可能在任何性能水平下均需要使用一高压力源来工 作。附图说明通过进行下文"具体实施方式"部分的说明并参照附图，本专利技术所主张标的物的各实施例的特征及优点将变得一目了然，在附图中，相同的编号均绘示相同的部件，且其中图1为根据本专利技术的一个实施例， 一电控释压阀在关闭位置上的剖视图； 图2为根据本专利技术的一个实施例， 一电控释压阀在开启位置上的剖视图； 图3为根据本专利技术的一个实施例， 一阀门控制系统的示意性功能方块图； 图4为一图解说明在一液压系统中活塞速度与液压油缸的输出力的关系的曲线图，在所述液压系统中， 一电控释压阀控制液压油缸中活塞两端的压力差； 图5为一图解说明在给定的恒定流量或速度条件下，释压阀的有效输出力随阀门位置的变化的曲线图6为一图解说明在给定的恒定流量或速度条件下，释压阀的谐振频率随阀门位置的变化的曲线图7为一图解说明在给定的恒定流量或速度条件下，根据本专利技术一个实施例具有一改进的孔口的释压阀上的力随阀门位置的变化的曲线图8为一图解说明在给定的恒定流量或速度条件下，根据本专利技术一个实施 例具有一改进的孔口的释压阀的谐振频率随阀门位置的变化的曲线图9为一图解说明在无动力期间一液压系统中活塞速度与液压油缸的输出 活塞力之间的关系的曲线图10为一图解说明在一液压系统中对电控释压阀施加不同恒定电压条件 下所述系统中活塞速度与液压油缸的输出活塞力之间的关系的曲线图；以及图11为根据本专利技术的一个实施例的阀门气缸的侧视图，该阀门气缸包括 一具有改进的形状的阀门孔口。尽管将参照例示性实施例来进行下文"具体实施方式"部分的说明，然而， 其诸多替代形式、修改形式及变化形式对于所属领域的技术人员而言将一目了 然。因此，意图从广义上看待本专利技术的标的物。主要元件标记说明<table>table see original document page 7</column></row><table>具体实施例方式根据本专利技术实施例的电控释压阀能够为压力释放及压力控制应用提供高 速性能。大体而言， 一种阀门控制系统及方法可使用软位置控制回路来控制所述电控释压阀的位置。所述电控释压阀也可通过对阀门孔口进行定形以改善稳 定性及通过对阀门孔口进行定形以使有效带宽均匀分布于阀门工作范围内来 包含一可调压力项。所述电控释压阀也可具有一可调的预设或故障模式，这使 阀门能够在万一失去动力情况下仍能够以所需工作特性继续工作。参见图1及图2，根据一实例性实施例的电控释压阀100可包括一阀门部分UO及一致动器部分120。阀门部分110可包括一具有一个或多个可变孔口 114的气缸112以及一活塞116，活塞116在气缸112内移动来控制孔口 114 的开启。当活塞116覆盖孔口 114时，阀门100处于关闭位置(图1)。而当 活塞116移离孔口 114、从而使孔口 114的至少一部分开启时，阀门100处于 开启位置(图2)。在开启位置上，流体可流入阀门部分110内(例如沿箭头 10的方向)，并可流出阀门部分110 (例如沿箭头12的方向)。活塞116相 对于孔口 114的位置会改变孔口开启及流过阀门部分110的流量。阀门100可 由此响应于一输入流量而提供一输出压力。阀门部分110还可包括一弹簧118，其对活塞116施加力以使活塞116朝 关闭位置偏置。作用于活塞116上的流体压力可形成一超过弹簧力的力，从而 使活塞116移动并开启孔口 114。在本文中，可将对活塞116施加力的流体压 力称作压力项。致动器部分120也可对活塞U6施加力。致动器部分120较佳是可反向驱 动的，以例如在强烈震动事件的开始期间允许压力项推开阀门。致动器部分120 的一个实施例是音圈型线性致动器，其包括音圈122、磁铁124及背铁126。 背铁126耦接至活塞116，因而背铁126的线性运动会引起活塞116的线性运动。可使用例如由所属领域的技术人员公知的驱动电子设备(未显示)所提供 的命令(例如电压命令)来控制致动器部分120。发送至致动器部分120的电 压命令会引起电流流过音圈122，从而形成磁场，由所述磁场对磁铁124及背 铁126施加力。因此，不同的电压命令可对应于对阀门100中的活塞116所施 加的不同大小的力。尽管图中显示一个实例性阀门，然而所属领域的技术人员将知，也可使用 其他类型的释压阀。尽管实例性致动器120是一音圈型线性致动器，然而所属领域的技术人员将知，也可使用其他类型的致动器技术。一阀门控制系统可利用一软位置控制回路来控制所述电控释压阀100。软 位置控制回路可对电控释压阀100的位置提供闭环反馈控制。所述软位置控制 回路可通过确定由致动器部分120所施加的、将会使阀门部分110 (例如阀门活塞116)移动至所需位置的力，来控制阀门的位置。所述软位置控制回路也可通过电方式对电控释压阀ioo添加一弹簧项及一阻尼器项。软位置控制回路由此能够使阀门位置响应于外部输入(例如当前位置、所需位置、弹簧常数及 阻尼常数)而到达其可到达的位置，而非直接将阀门移动至精确位置。借助所述软位置控制回路，电控释压阀ioo可由此在阀门的每一所命令位置上在各种各样的输入流量情况下产生可重复的线性压力输出。参见图3， 一实例性阀门控制系统200可包括一释压阀210、用于驱动及 致动阀门210的驱动电子设备及致动器220、及一用于使用驱动电子设备及致 动器220来控制阀门210的位置的软位置控制器230。阀门210可接收一输入 液压流本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制一电控释压阀的一压力输出的方法，所述方法包括：获得所述阀门的一目标位置；确定所述阀门的一实际位置；产生一阀门控制信号，其指示要对所述电控释压阀施加的用以将所述电控释压阀从所述实际位置移动至所述目标位置的一力；以及响应于所述阀门控制信号，对所述电控释压阀施加所述力，以使所述电控释压阀响应于一流量输入而提供一压力输出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰拉普拉特，威廉T拉金斯，
申请(专利权)人：第四层联合公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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