带有液压机控制器的设备制造技术

原动机和多个液压致动器，具有与原动机驱动接合的可旋转的轴并且包括多个工作腔室的液压机，在液压机的一个或多个工作腔室的组和一个或多个液压致动器之间延伸的液压回路，液压机的每个工作腔室包括调节工作腔室和低压歧管之间的液压流体的流动的低压阀和调节工作腔室和高压歧管之间的液压流体的流动的高压阀。液压机构造为响应于需求信号而主动地至少控制该一个或多个工作腔室的组的低压阀，以在工作腔室容积的每个循环上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择该一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，其中，设备还包括控制器，控制器构造为响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算需求信号。信号。信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有液压机控制器的设备


[0001]本专利技术涉及工业机械和车辆，例如挖掘机，其具有由电子换向液压机驱动的液压致动器，该电子换向液压机又由原动机驱动。

技术介绍

[0002]具有多个液压动力致动器的工业车辆在世界上普遍使用。诸如挖掘机之类的工业车辆通常具有用于移动的至少两个履带、用于使车辆的驾驶室相对于包括履带的基座旋转的旋转致动器(例如，马达)、用于控制臂(例如，挖掘机臂)的移动的油缸(rams)，其包括用于吊杆的至少一个油缸和用于操纵杆(臂)的至少一个油缸，以及具有用于控制工具诸如铲斗的移动的至少两个致动器。
[0003]这些致动器中的每一个都代表车辆的原动机(例如，诸如电动机之类的发动机或更典型地为柴油发动机)上的一些液压负载，并且必须由原动机驱动的液压机的一个或多个工作腔室(例如，由气缸限定的腔室，在使用中活塞在其内部往复运动)进行供应。
[0004]本专利技术寻求提供用于控制多个液压动力致动器的改进的液压控制系统。本专利技术的一些方面寻求提供具有能量效率的优点的液压控制系统。有利地，实施改进的液压控制系统意味着由原动机提供的能量被更有效地用于执行工作功能，因此提供了燃料节省。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种设备(例如，挖掘机)，其包括原动机(例如，发动机)和多个液压致动器，液压机，该液压机具有与原动机驱动接合的旋转轴，并且包括多个工作腔室，工作腔室的容积随着旋转轴的旋转而周期性地变化(例如，每个腔室由气缸限定，活塞在使用中在该气缸内往复运动)，
[0006]在液压机的一个或多个(可选地为两个或更多个)工作腔室的组与一个或多个(可选地为两个或更多个)液压致动器之间延伸的液压回路，
[0007]液压机的每个工作腔室包括调节工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，
[0008]该液压机构造为响应于需求信号而主动地控制该一个或多个工作腔室的组的至少这些低压阀，以在工作腔室容积的每个周期上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择该一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量。
[0009]液压机可以是一个或多个电子换向机(ECM)。ECM指的是一种液压流体工作机，其包括可旋转的轴以及一个或多个工作腔室(例如，由多个气缸限定的多个腔室，在使用中活塞在这些腔室中往复运动)，这些工作腔室具有随着可旋转的轴的转动而周期性变化的容积，每个工作腔室具有低压阀和高压阀，该低压阀调节工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动，该高压阀调节工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动。活塞的往复运动可由与可旋转的轴上的偏心轮或是与第二可旋转的轴的直接相互作用引起，该第二可旋转的轴可旋转地连接到可旋转的轴。具有由原动机驱动的连结的可旋转的轴(例如，公共轴)的多个
ECM可一起用作液压机。
[0010]该设备可以是车辆，典型的是工业车辆。例如，该设备可以是挖掘机、伸缩臂叉车或反铲装载机。
[0011]该设备可构造为响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算需求信号。典型地，设备包括控制器，该控制器构造为响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算需求信号。
[0012]本专利技术还扩展到一种操作所述设备的方法，包括响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算需求信号。
[0013]典型地，该方法包括检测液压致动器的组中的至少一个的流量和/或压力需求，或者接收指示所需求的压力或流量的需求信号，该需求信号基于一个或多个液压致动器的组的压力和/或流量需求，并且响应于该需求信号来控制来自或到该一个或多个工作腔室的组中的每一个的液压流体的流量，该一个或多个工作腔室的组流体地连接到该一个或多个液压致动器的组。
[0014]该设备(典型地为挖掘机)可包括流体歧管，该流体歧管从所述一个或多个工作腔室的组延伸到一个或多个所述液压致动器的组，并且通过节流阀到流体容器(例如，箱或管道)，以及包括压力监测器，该压力监测器构造为测量节流阀与一个或多个所述液压致动器的组之间的歧管中的液压流体的压力。控制器可以构造为响应于所测量的压力来调节与一个或多个所述液压致动器的组连通(例如，经由流体歧管)的一个或多个所述工作腔室的组的排量，从而调节压力监测器处的液压流体的压力(例如，通过反馈控制)。该方法可包括响应于所测量的压力来调节一个或多个工作腔室的组的排量，从而调节在压力监测器处的液压流体的压力。因此，该设备通常具有负流量控制回路。可选地，设备可包括前馈控制器，其构造为响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性的前馈来计算需求信号(例如，除了反馈控制器之外或替代反馈控制器，该反馈控制器构造为响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性的反馈来计算需求信号)。
[0015]设备可包括与一个或多个开中心控制阀的开中心串联(液压地)连接的节流阀，所述开中心控制阀位于该一个或多个工作腔室的组与该一个或多个致动器之间的液压回路中。通常，开中心控制阀在被致动时将流体流从节流阀转向至一个或多个致动器。可以响应于在节流阀处的液压流体的压力的测量值来确定需求信号。
[0016]例如，可以响应于压力测量和/或流量测量值来确定需求信号。需求信号可以包括压力测量值，压力测量值在节流阀处测得。需求信号可以指示在可旋转的轴的每次旋转中由一个或多个工作腔室的组要排出的液压流体的最大排量的分数。这在此称为F
d
。(每转最大排量的分数)。
[0017]通常，控制器(其可以是反馈控制器)包括滤波器。控制器可通过基于液压回路或一个或多个致动器的测量特性过滤控制信号来响应于液压回路或一个或多个致动器的测量特性计算需求信号。该方法可包括通过基于液压回路或一个或多个致动器的测量特性对控制信号进行滤波来响应于该液压回路或一个或多个致动器的测量特性计算需求信号。例如，经滤波的控制信号可以是压力信号、流速信号、致动器位置信号等。
[0018]可以选择滤波器以抑制测量特性中的频率和/或衰减测量特性中的噪声(例如脉动噪声)，以由此生成经滤波的输入，并且以随后根据所述经滤波的输入来确定需求信号。
[0019]该方法可包括测量和/或调制原动机的运行参数，以从而控制原动机速度。通常，原动机(典型地为发动机)包括原动机控制单元(PMCU)，PMCU通常包括原动机调速器。原动机调速器可以是可操作成测量和/或调节原动机的运行参数，以从而控制原动机速度。原动机调速器可以是可操作为接收(并且该方法可包括接收)来自用户(可选地经由操纵杆)和/或来自预定义的指令集的一个或多个输入(例如，以防止原动机速度增加超过预先确定的上限阈值，可选地防止原动机速度降低到预先确定的下限阈值以下)。
[0020]该方法可包括响应于从一个或多个传感器接收的电信号改变设备的一个或多个运行参数(例如，原动机的或液压机的一个或多个参数)。PMCU可构造为从一个或多个传感器接收电信号，并且可选地随后评估信号，并且可选地改变车辆的一个或多个运行参数(可选地，原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：原动机和多个液压致动器、具有与所述原动机驱动接合的可旋转的轴并且包括多个工作腔室的液压机、在所述液压机的一个或多个工作腔室的组和一个或多个液压致动器之间延伸的液压回路，所述工作腔室具有随着可旋转的轴的旋转而周期性变化的容积，所述液压机的每个所述工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地至少控制所述一个或多个工作腔室的组的所述低压阀，以在所述工作腔室容积的每个循环上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述设备包括控制器，所述控制器构造为响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，其中，所述控制器构造为选择性地调节所述需求信号以实现液压机扭矩极限，其中，所述液压机扭矩极限是根据原动机速度误差来计算的。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，通过比较原动机速度的测量值和原动机速度设定值来确定所述原动机速度误差。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述原动机包括原动机调节器，所述原动机调节器将所述原动机调节至响应于操作者输入而确定的目标速度。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述目标速度是响应于数据库中限定的扭矩极限而确定的。5.根据任一前述权利要求项所述的设备，其特征在于，所述控制器构造为处理液压机排量信号并输出液压机排量信号，考虑到扭矩极限功能和原动机速度误差，所述液压机排量信号选择性地受到限制以避免超过扭矩极限。6.一种操作设备的方法，所述设备包括：原动机和多个液压致动器、具有与所述原动机驱动接合的可旋转的轴并且包括多个工作腔室的液压机、在所述液压机的一个或多个工作腔室的组和一个或多个液压致动器之间延伸的液压回路，所述工作腔室具有随着所述可旋转的轴的旋转而周期性变化的容积，所述液压机的每个所述工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地至少控制所述一个或多个工作腔室的组的所述低压阀，以在工作腔室容积的每个循环上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述方法的特征在于，响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，所述方法包括选择性地调节所述需求信号以实现液压机扭矩极限，其中，所述液压机扭矩极限是根据原动机速度误差来计算的。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括接收输入的液压机排量信号并输出输出的液压机排量信号，考虑到扭矩极限功能和原动机速度误差，所述液压机排量信号选择性地受到限制以避免超过扭矩极限。8.一种设备，所述设备包括原动机和多个液压致动器，液压机，所述液压机具有与所述原动机驱动接合的可旋转轴，并且包括多个工作腔室，所述多个工作腔室具有的容积随着可旋转轴的旋转而周期性地变化，液压回路，所述液压回路在所述液压机的一个或多个工
作腔室的组与一个或多个液压致动器之间延伸，所述液压机的每个工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地控制一个或多个工作腔室的组的至少所述低压阀，以在工作腔室容积的每个周期上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述设备包括控制器，所述控制器构造为响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，其中，所述控制器构造为接收测量的压力并且将所述测量的压力与压力极限进行比较，并且当所述测量的压力在所述压力极限的裕度内时，限制所述多个工作腔室中的一个或多个的排量。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述压力极限是物理系统压力限制器的压力极限，比如，卸压阀将被致动以释放加压流体的压力。10.根据权利要求8或权利要求9所述的设备，其特征在于，所述压力极限是可变压力极限，所述可变压力极限能响应于用户输入而改变。11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述压力极限是可变压力极限，所述可变压力极限能由所述控制器改变。12.根据权利要求8至11中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器构造为确定致动器是否在使用中，并且当所述致动器在使用中时，响应于确定所述致动器在使用中，将所述压力极限改变到取决于所述致动器的水平。13.根据权利要求8至12中的任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器构造为确定是否已经选择了一种或多种液压机运行模式，并且响应于已经选择了所述液压机运行模式来改变压力极限。14.根据权利要求8至13中的任一项所述的设备，其特征在于，所述压力极限是卸压阀将被致动以释放加压流体的压力和/或预定的可接受压力。15.根据权利要求8至14中任一项所述的设备，其特征在于，在所述液压回路中不与卸压阀流体连通的位置处测量所述压力。16.一种操作设备的方法，所述设备包括原动机和多个液压致动器，液压机，所述液压机具有与所述原动机驱动接合的可旋转轴，并且包括多个工作腔室，所述多个工作腔室具有的容积随着所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，液压回路，所述液压回路在所述液压机的一个或多个工作腔室的组与一个或多个液压致动器之间延伸，所述液压机的每个工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地控制一个或多个工作腔室的组的至少所述低压阀，以在工作腔室容积的每个周期上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述方法的特征在于，响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，其中，所述方法包括接收测量的压力并且将所述测量的压力与压力极限进行比较，并且当所述测量的压力在所述压力极限的裕度内时，限制所述多个工作腔室中的一个或多个的排量。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括当计算所测量的压力在所述压力极限的裕度内时，考虑需求和/或用户命令。18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括测量来自用户的输入以产生控制信号，所述控制信号用于确定来自所述液压机或所述一个或多个工作腔室的组的排量。19.一种设备，所述设备包括原动机和多个液压致动器，液压机，所述液压机具有与所述原动机驱动接合的可旋转轴，并且包括多个工作腔室，所述多个工作腔室具有的容积随着所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，液压回路，所述液压回路在所述液压机的一个或多个工作腔室的组与一个或多个液压致动器之间延伸，所述液压机的每个工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地控制一个或多个工作腔室的组的至少所述低压阀，以在工作腔室容积的每个周期上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述设备包括控制器，所述控制器构造为响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，其中，所述设备还包括在所述液压回路中的至少一个滑阀，在使用中液压流体通过所述至少一个滑阀从所述一个或多个工作腔室的组流动到所述一个或多个液压致动器，以及包括压力传感器，所述压力传感器构造为测量在所述液压机的出口处和在所述一个或多个致动器处的液压流体的压力，其中，所述液压机的控制器构造为由来自所述压力传感器的压力的测量值来确定所述至少一个滑阀上的压降，并且接收指示所述滑阀的位置的滑阀位置信号或滑阀控制信号，并且如果所确定的压降超过阈值压降则限制所述一个或多个工作腔室的组的排量，所述阈值压降是分别根据所述滑阀位置信号或所述滑阀控制信号确定的。20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述一个或多个滑阀是常闭的，并且构造为响应于用户命令而可打开，从而将流动可选地引导到一个或多个致动器。21.根据权利要求19或权利要求20所述的设备，其特征在于，所述滑阀包括主端口以及一个或多个其它端口，所述主端口能够是默认打开的，从而提供默认流动路径，由所述一个或多个工作腔室的组排出的流体能够流动通过所述默认流动路径可选地流动到箱，所述一个或多个其它端口连接至一个或多个致动器，能够是默认关闭的，并且能响应于用户或控制器命令而打开。22.根据权利要求19至21中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器构造为接收用户输入、滑阀控制信号的测量值和可旋转的轴的旋转速度的测量值，从而从所述用户输入确定所需排量的开环估计值，并且基于可旋转的轴的旋转速度的测量值和所需排量的所述开环估计值来计算流量的估计值。23.根据权利要求19至22中任一项所述的设备，其特征在于，所述阈值压降与预期压降有关，其中，所述控制器构造为根据所述滑阀位置信号和/或所述滑阀控制信号来确定所述预期压降。24.一种操作设备的方法，所述设备包括原动机和多个液压致动器，液压机，所述液压机具有与所述原动机驱动接合的可旋转轴，并且包括多个工作腔室，所述多个工作腔室具有的容积随着所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，液压回路，所述液压回路在所述液压
机的一个或多个工作腔室的组与一个或多个液压致动器之间延伸，所述液压机的每个工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压阀，所述液压机构造为响应于需求信号而主动地控制一个或多个工作腔室的组的至少所述低压阀，以在工作腔室容积的每个周期上选择每个工作腔室的液压流体的净排量，并且由此选择所述一个或多个工作腔室的组的液压流体的净排量，所述方法的特征在于，响应于所述液压回路或一个或多个致动器的测量特性来计算所述需求信号，该方法包括由来自压力传感器的压力的测量值确定至少一个滑阀上的压降，并且接收指示所述滑阀的位置的滑阀位置信号或滑阀控制信号，并且如果所确定的压降超过阈值压降则限制所述一个或多个工作腔室的排量，所述阈值压降是分别根据所述滑阀位置信号或所述滑阀控制信号来确定的。25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法包括：响应于用户输入接收和处理滑阀控制信号和可旋转的轴的旋转速度的测量值，从而计算所需排量的开环估计值，并且基于轴速的测量值和所需排量的所述开环估计值来计算估计的流量。26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法，其特征在于，所述方法包括：基于所述控制信号来确定代表所述滑阀上的压降的值，并且测量实际压降，并且将所述实际压降与阈值压降进行比较，并且如果所述实际压降超过所述阈值压降就减小排量。27.一种设备，所述设备包括原动机和多个液压致动器，液压机，所述液压机具有与所述原动机驱动接合的可旋转轴，并且包括多个工作腔室，所述多个工作腔室具有的容积随着所述可旋转轴的旋转而周期性地变化，液压回路，所述液压回路在所述液压机的一个或多个工作腔室的组与一个或多个液压致动器之间延伸，所述液压机的每个工作腔室包括调节所述工作腔室与低压歧管之间的液压流体流动的低压阀以及调节所述工作腔室与高压歧管之间的液压流体流动的高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：阿尔特弥斯智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：