示例性液压系统（１０）包括多个数字阀（４０，７０，８６，１００），每个阀可与对应的液压负载（２６，２８，３０）流体连接。数字阀可操作以将对应的液压负载与压力源（１２）流体连接。所述液压系统还包括与多个数字阀可操作地连接的数字控制器（１１４）。该数字控制器配置成分配优先级使得该优先级与多个液压负载中的每一个相关联，以及基于所分配的优先级制定脉宽调制控制信号。数字控制器将控制信号传输到多个数字阀以控制所述阀的操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
液压系统可包括多个液压负载，各液压负载可具有可随时间变化的不同流量和压 力需求。该液压系统可包括用于向液压负载供应加压流体流的泵。该泵可具有可变或固定 排量构型。固定排量泵通常比可变排量泵更小、更轻和更便宜。一般而言，固定排量泵为每 个泵操作循环传递一定体积的流体。但是，根据泵的构型和泵的制造精度，泵的流量输出实 际上可由于从泵出口侧至泵入口侧的内部泄漏而随着系统压力水平的升高而降低。可通过 调节泵的速度来控制固定排量泵的输出体积。关闭或限制固定排量泵的出口将导致系统压 力相应升高。为了避免使液压系统过压，固定排量泵通常利用压力调节器或卸荷阀在泵输 出超过多个液压负载的流量需求期间控制系统内的压力水平。该液压系统还可包括各种用 于控制向多个负载分配加压流体的阀。附图说明图1是包括用于驱动多个液压负载的固定排量泵的示例性液压系统的示意图。图2是多个用于控制向多个液压负载分配加压流体的控制阀所采用的示例性工 作循环的图示。图3是可在采用图2所示的示例性阀工作循环时存在的示例性相对流体流量和压 力水平的图示。图4是可在采用图2所示的示例性阀工作循环时存在的相对泵输出压力水平的图7J\ ο图5是液压系统所采用的控制阀的示例性排序的图示。图6A和图6B是改变图5所示的阀排序次序以适应液压负载的压力需求变化的图7J\ ο图7A和图7B是时延对系统压力的影响的图示。图8A和图8B是渐进式脉宽控制的示例性实施方案的图示。图9是跨越顺序操作的三个单独的控制阀所出现的示例性压降的图示。图10图示了基于图9所示的相应压降计算出的时延压力误差。图11是图9的一部分的放大图，其示出了一个控制阀关闭与下一相继的控制阀打 开之间的转换时段。具体实施例方式现参照接下来的说明以及附图详细示出所公开的系统和方法的说明性方案。虽然 附图示出了一些可行方案，但附图不一定按比例并且某些特征可被放大、略去或部分剖切 以更好地图示和说明本专利技术。此外，在此进行的说明并非旨在进行穷举或者将权利要求限 制或局限于图中所示和以下详细说明所公开的精确形式和构型。图1示意性地示出用于控制多个流体回路的示例性液压系统10，所述多个流体回路结合有多个具有可变流量和压力需求的液压负载。用于驱动液压负载的加压流体由液压 固定排量泵12提供。泵12可包括任何种类的公知的固定排量泵，包括但不限于齿轮泵、叶 片泵、轴向活塞泵和径向活塞泵。泵12包括用于驱动泵的驱动轴14。驱动轴14可与外部 动力源如发动机、电动机或其它能够输出旋转扭矩的动力源连接。泵12的进口端口 16经 泵进入通道20与流体储器18流体连接。泵排放通道22与泵排放端口 M流体连接。尽管 为了示例性图示而示出单个泵12，但液压系统10可包括多个泵，每个泵均具有它们与共同 流体节点流体连接的相应排放端口，可从该流体节点向单独的流体回路供应加压流体。多 个泵可例如并联地流体连接以实现更大的流量，或例如当对于一定流量期望更高的压力时 串联地流体连接。泵12能够产生可用来选择性地驱动多个液压负载的加压流体流。基于图示的目 的，液压系统10被示为包括三个单独的液压负载，尽管应当理解也可根据具体应用的需求 设置更少或更多的液压负载。举例而言，这三个液压负载可包括液压缸26、液压马达观和 杂项液压负载30，该杂项液压负载30可包括任何种类的被液压致动的装置。当然，应当理 解的是，根据具体应用的需求，也可使用其它类型的液压负载代替或结合所示液压负载26、 28和30中的一个或多个。各液压负载沈、观和30可与单独的流体回路相关联。第一流体回路32包括液压 缸沈；第二流体回路34包括液压马达观；第三流体回路36包括杂项液压负载30。在示例 性图示中，这三个流体回路在流体汇接处38与泵排放通道22并联地流体连接。每个流体回路包括以数字控制阀示出的控制阀，以便分别控制与相应流体回路相 关联的液压负载的操作。控制阀可控制通过各相应流体回路的时间平均流量和对应的压 力水平。各控制阀可包括致动器，该致动器在被致动时打开相应控制阀以允许加压流体流 经该控制阀到达相关联的液压负载。当利用时间平均流量方案时，使用通常称为脉宽调制 (“PWM”)的方法通过重复循环控制阀(即，打开和关闭阀)来控制流体通过控制阀的流量。 控制阀在采用脉宽调制时的任何给定时刻为完全打开或完全关闭的。可通过调节控制阀被 打开和关闭的时间周期——也称为阀工作循环(dutycycle)——来控制通过控制阀的时间 平均流量和对应的压力水平。例如，阀被大致打开百分之五十(50% )的时间的工作循环将 大致产生控制泵的瞬时流量输出的大约百分之五十(50%)的时间平均流量。控制阀的流 量输出的固有波动趋于随着控制阀的操作频率的增加而降低。控制阀的流量的固有波动可 导致可被分配给负载的压力脉动。蓄积器通常定尺寸成使得对于特定应用而言该压力脉动 小到可以接受。增加蓄积器尺寸会不利地影响对负载压力的改变进行响应所需的时间。可 增加工作循环的操作频率，这可减小所需的蓄积器尺寸同时既减小响应时间又减小压力波 动的大小。如果频率增加得足够高，则可以利用油和传送装置的自然柔性来满足对负载的 压力脉动需求而省去蓄积器。阀操作速度限制和阀功率损失的增加——使效率下降——会 限制工作循环的操作频率。继续参照图1，液压系统10包括第一控制阀40，其用于控制加压流体从泵12到第 一流体回路32、特别是到液压缸沈的分配。控制阀40可为以前述使用脉宽调制的方式操 作的数字阀。尽管在图1中被示意性地示出为双向、双位置阀，但应当理解的是，根据具体 应用，也可使用其它阀构型。控制阀40包括经进入通道48在流体汇接处38与泵排放通道 22流体连接的进入端口 46。控制阀40的排放端口 50与排放通道52流体连接。第一控制6阀40还可包括致动器42，致动器42可操作以响应控制信号来选择性地打开和关闭进入端 口 46与排放端口 50之间的流体通路。致动器42可构造成打开而非关闭控制阀40，这种情 况下可采用第二致动器43来选择性地关闭该阀。致动器42和43可具有任何种类的构型， 包括但不限于导阀、螺线管和诸如弹簧的偏压部件。可通过经排放通道52与控制阀40流体连接的液压缸控制阀M进一步控制加压 流体从控制阀40到液压缸沈的分配。液压缸控制阀M操作以在液压缸沈的第一腔室58 与第二腔室60之间选择性地分配从控制阀40接收的加压流体。第一供应通道62将第一 腔室58与液压缸控制阀M流体连接，第二供应通道64将第二腔室60与液压缸控制阀M 流体连接。设置有与液压缸控制阀M流体连接的储器返回通道60，以使从液压缸沈排放 的流体回到流体储器18。利用脉宽调制控制的数字阀通常不产生连续的流量输出，而是产生周期性的输 出，其中一定量的流体从阀排放，接下来的一段时间不产生流体排放。为了帮助补偿控制阀 的周期性的输出和向液压负载传送更均勻的加压流体流，可设置蓄积器68。蓄积器68在阀 工作循环的排放阶段期间储存从控制阀40排放的加压流体。所储存的加压流体可在控制 阀40关闭期间释放，以补偿控制阀40的周期性的排放和向液压负载沈传送更恒定的加压 流体流。蓄积器68可具有任何种类的构型。例如，蓄积器68的一个形式可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括： 分配优先级使得所述优先级与多个液压负载中的每个液压负载相关联； 基于所分配的优先级制定脉宽调制控制信号； 将所述控制信号传输到多个数字阀，每个阀可操作以选择性地将至少一个所述液压负载与压力源流体连接；以及 响应于所述控制信号按顺序致动所述数字阀的至少一个子组。
【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：D吴，P布兰纳，CG福琼，AH雅各达，JR凯斯，TJ斯托尔茨，B莫里斯，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US
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