專利名稱：在施工設備的操作桿的中間位置補償流動速率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，該方法能夠在利用操作桿來對施工設備如挖掘機進行操作控制時根據操作桿的操作量而最佳地控制液壓泵的排量。
更特別地，本發(fā)明旨在涉及一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，該方法通過即使在發(fā)動機的RPM(每分鐘轉數)變得不同時能使執(zhí)行器根據操作桿的操作量而相等地被驅動而提高操縱能力，另外也能夠通過在操作桿處于中間位置時最大程度地減少液壓泵的排量來減少燃油消耗量。
背景技術：
通常，一種用于施工設備的電子操作桿根據操作員的操作量而輸出等比例的信號(該信號典型的輸出類型包括模擬電壓，PWM(脈寬調制)和通訊信號等)。
依照從操作桿輸入的信號，控制器輸出與操作桿和踏板操作量成比例的控制信號，從而使工作單元入吊臂、搖臂和鏟斗被驅動而進行必要的工作如挖掘、裝載和提升。
在利用多個液壓泵的液壓管路中，排量是通過對面的液壓泵的排放壓力所控制的，目的是為了有效地使用施工設備。
換句話說，當對面的液壓泵產生一個較小的載荷時，流動速率就會被控制成較大，從而提高效率，同時液壓泵的排放量根據預定的發(fā)動機RPM和當前RPM之間的差而受到控制，從而最大程度地利用發(fā)動機的動力。
此外，當工作單元產生一個過度的載荷時，液壓泵的排放流動速率就會減小，從而提高施工設備的效率。
當操作桿受到操作時，操作桿的一個信號就會受到檢測而控制液壓泵的排放流動速率，然后液壓泵的排量就會根據該信號而受到控制。此外，為了穩(wěn)定地保持液壓泵的使用動力，需要對液壓泵的排放壓力進行檢測，然后根據該檢測到的壓力而對其排量進行控制。
但是，為了最佳地控制液壓泵的排量，還要檢測各種指示信號。當排量根據檢測信號而受到控制時，工作單元如吊臂等將會獨立地受到控制。這樣，操作員在工地上會很困難地將液壓泵控制在最佳狀態(tài)。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，該方法根據工作模式預先設定液壓泵的排放流動速率，并使執(zhí)行器即使在發(fā)動機的RPM(每分鐘轉數)發(fā)生變化時也能根據操作桿的操作量而均等地受到驅動，通過這樣而提高操縱能力。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，該方法能夠通過在操作桿處于中間位置時最大程度地減少液壓泵的排量來減少燃油消耗量。
為了達到這些目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，其中該施工設備具有一個與發(fā)動機連接的液壓泵，一個與液壓泵連接并用于驅動工作單元的執(zhí)行器，一個安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間液壓通道上的控制閥，由操作員操作并產生驅動工作單元的操作信號的操作桿，用于檢測操作桿操作量的裝置，用于檢測發(fā)動機RPM(每分鐘轉數)的裝置，用于根據決定于操作桿操作量的操作信號和決定于發(fā)動機RPM的檢測信號而相應地控制控制閥的控制器，該補償方法包括以下步驟根據操作桿的操作量而設置所需的第一流動速率，以及根據發(fā)動機RPM而設置所需的第二流動速率；根據用于操作桿的第一流動速率和用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率之間的差而判斷該流動速率是否屬于需要在中間位置進行補償的區(qū)域當用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率大于用于操作桿的第一流動速率時，控制液壓泵排放出用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率；當對應于操作桿操作量的第一流動速率大于用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率時，控制液壓泵排放出對應于操作桿操作量的流動速率。
根據本發(fā)明的另一方面，提供一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，其中該施工設備具有一個與發(fā)動機連接的液壓泵，一個與液壓泵連接并用于驅動工作單元的執(zhí)行器，一個安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間液壓通道上的控制閥，由操作員操作并產生驅動工作單元的操作信號的操作桿，用于檢測操作桿操作量的裝置，用于檢測發(fā)動機RPM(每分鐘轉數)的裝置，用于根據決定于操作桿操作量的操作信號和決定于發(fā)動機RPM的檢測信號而相應地控制控制閥的控制器，該補償方法包括以下步驟根據操作桿的操作量而設置所需的第一流動速率，以及根據發(fā)動機RPM設置所需的第二流動速率；根據操作信號而判斷操作桿是否處于中間位置上，并且在操作桿處于中間位置上時，控制液壓泵的排量，以排放出最小的流動速率；當操作桿不在中間位置上時，并且當用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率大于對應于操作桿的第一流動速率時，控制液壓泵以排放出用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率；當操作桿不在中間位置上時，并且當對應于操作桿的第一流動速率大于用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率時，控制液壓泵排出對應于操作桿操作量的流動速率。
這里，操作桿可以是電動操作桿和液力操作桿的任何一種。


本發(fā)明上述的以及其他的特點和優(yōu)點將在結合附圖而對優(yōu)選實施例進行的詳細說明中令那些普通技術人員更加明白。
圖1是對應于本發(fā)明一個實施例的施工設備的操作桿處于中間位置時對流動速率進行補償的流程圖；圖2是對應于本發(fā)明一個實施例中的排放流動速率與操作桿操作量之間的特性圖表；圖3是對應于本發(fā)明一個實施例的施工設備中操作桿處于中間位置時流動速率補償方法中所使用的液壓管路原理圖；圖4是對應于本發(fā)明另一個實施例的施工設備的操作桿處于中間位置時對流動速率進行補償的流程圖；以及圖5是對應于本發(fā)明另一個實施例中的排放流動速率與操作桿操作量之間的特性圖表。
具體實施例方式
本發(fā)明將在下文中結合附圖進行更加全面的說明，該說明旨在令那些技術人員能夠容易地實施本發(fā)明，并不是對本發(fā)明的技術精神和范圍作出任何限制。
如圖3所示，本發(fā)明應用于任何一種施工設備中，該施工設備包括一個發(fā)動機10，一個與發(fā)動機10連接的液壓泵20，一個連接到液壓泵20上并驅動工作單元如吊臂的執(zhí)行器40，一個安裝在液壓泵20和執(zhí)行器40之間的液壓通道的控制閥50，一個由操作員操作并產生驅動工作單元的操作信號的操作桿60，用于檢測操作桿操作量的操作量檢測裝置70，用于檢測發(fā)動機10的RPM(每分鐘轉數)的RPM檢測裝置80，一個用于根據決定于操作桿60操作量的操作信號和決定于發(fā)動機RPM的檢測信號而相應地控制控制閥50的控制器90，以及一個控制液壓泵20的排量的調節(jié)器100，所有這些部件都是用于本發(fā)明的技術領域中。因此，將省略相應的詳細說明。
下文中，將根據本發(fā)明的一個實施例而對施工設備操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法進行詳細的說明，特別地，結合附加的圖紙進行說明。
如圖1至3所示，一個操作信號Pi和一個檢測信號被輸入到控制器90中，其中該操作信號Pi決定于操作桿的操作量，并由操作量檢測裝置70所檢測到，而所述的檢測信號決定于發(fā)動機的RPM，由RPM檢測裝置80所檢測到(S100)。
在控制器90中，預先確定出決定于操作桿60的操作量的所需流動速率q和決定于發(fā)動機RPM的所需流動速率qn(S200)。
根據決定于操作桿操作量的所需流動速率q和決定于發(fā)動機RPM的所需流動速率qn之間的差，判斷出該流動速率是否屬于中間位置要補償的區(qū)域中(S500)。
當在S500中判斷出該流動速率屬于中間位置需補償的區(qū)域中(即當q＜qn)，從控制器90輸入的一個控制信號控制液壓泵20排放出用于補償發(fā)動機RPM的所需流動速率qn(S600)。
當在S500中判斷出對應于操作桿的所需流動速率q大于用于補償發(fā)動機RPM的所需流動速率qn時，控制液壓泵排出對應于操作桿60的操作量的流動速率(S700)。
下面將詳細說明有關本發(fā)明另一個實施例的施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，特別地，結合圖4和圖5進行說明。
如圖4和5所示，操作信號Pi和檢測信號被輸入到控制器90中，其中操作信號Pi決定于操作桿60的操作量，并由操作量檢測裝置70所檢測，而檢測信號決定于發(fā)動機RPM，由RPM檢測裝置80所檢測(S100)。
在控制器90中，預先確定出決定于操作桿的操作量的所需流動速率q和決定于發(fā)動機RPM的所需流動速率qn(S200)。
根據決定于操作信號Pi的所需流動速率q的值以及操作桿60的操作量，判斷出操作桿60是否處于中間位置上(S300)。
當在步驟S300中判斷出操作桿60處于中間位置(即，當Pi＜Pin，并指示為如圖5的“A”)時，從控制器90輸入到調節(jié)器100的一個控制信號控制液壓泵20的排量，以使液壓泵20的排出流動速率最小。
在步驟S300中，如果操作桿60不在中間位置上，就根據決定于操作桿操作量的所需流動速率q和決定于發(fā)動機RPM的所需流動速率qn之間的差來判斷該流動速率是否屬于在中間位置要補償的區(qū)域中(S500)。
當在步驟S300中判斷出操作桿60不在中間位置上，并且該流動速率屬于中間位置要補償的區(qū)域中(即，當q＜qn并在圖5中指示為“B”)時，從控制器90輸入的一個控制信號控制液壓泵排放出用于補償發(fā)動機RPM的所需流動速率qn(S600)。
當在步驟S300中判斷出操作桿60不在中間位置上且對應于操作桿的所需流動速率q大于對應于發(fā)動機RPM的所需流動速率qn(即當q＞qn)時，液壓泵受到控制，以排放出對應于操作桿60的操作量的流動速率(S700)。
如圖3所示，從液壓泵20排出的流動速率Q是發(fā)動機10的RPM和液壓泵20的排量兩者的乘積。
Q＝RPM×q(其中q為液壓泵20的排量)從液壓泵20排出的流動速率根據發(fā)動機10的RPM而變化。
由于發(fā)動機10的RPM根據工作模式而受到調節(jié)，因此由于工作模式引起的發(fā)動機RPM變化使得即使在液壓泵20的排量相等時流動速率Q也發(fā)生變化。在負載壓力相等的條件下，根據工作模式的不同，用于驅動執(zhí)行器(液壓缸)40的控制閥50的一個滑閥芯也位于不同的位置上。
因此，切換控制閥50滑閥芯的信號壓力Pi根據工作模式的不同而變化，從而使操縱能力變差。
但是，當應用流動速率補償的方法時，由于發(fā)動機RPM的降低而引起流動速率的減少可以由q的增加所補償。這樣，在負載壓力相等的條件下，在根據工作模式而驅動執(zhí)行器的操作量上沒有變化，因而有利于操作。
如圖2和5所示，即使當作用在控制閥50上的信號壓力Pi為0，當液壓泵20的斜板受到流動速率q2的控制時，液壓泵20的消耗動力也會增加，因此導致燃油消耗量增加。
考慮到這點，如圖5上的“A”所示，當操作桿60位于中間位置上時(即當Pi＜Pin)，液壓泵20的排量被控制得盡可能小，從而從液壓泵20中排出最小的流動速率。
另一方面，當Pi＞Pin以及該流動速率屬于中間位置需補償的區(qū)域(在圖5用“B”表示)時，液壓泵20的斜板由流動速率q2所控制，從而當作用在控制閥50上的指示信號壓力Pi為0時燃油消耗量能夠減到最小。
因此，當操作桿60位于中間位置上時，液壓泵20的排量被控制得盡可能小(此時發(fā)動機的RPM很高)。與此對比，當流動速率屬于中間位置需補償的區(qū)域，液壓泵20的斜板增加(此時發(fā)動機的RPM較低)。即使發(fā)動機的RPM根據不同的工作模式而發(fā)生變化，當操作桿被操作在相同的操作量時，可以看出執(zhí)行器的驅動量是相等的。
如上所述，根據本發(fā)明當施工設備的操作桿位于中間位置上時用于補償流動速率的方法具有以下的優(yōu)點液壓泵的排出流動速率是根據工作模式而預先設定的，即使當發(fā)動機的RPM發(fā)生變化時，執(zhí)行器也會根據操作桿的操作量而同等地被驅動。因此，可以提高操縱能力。
此外，當操作桿位于中間位置上時，液壓泵的排出流動速率被減到最小。因此，可以減少燃油消耗量。
雖然為了說明的目的而對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例進行了描述，但對于那些本領域技術人員來說，各種不偏離如在權利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的各種修改、增加和替換都是可能的。
權利要求
1.一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，其中該施工設備具有一個與發(fā)動機連接的液壓泵，一個與液壓泵連接并用于驅動工作單元的執(zhí)行器，一個安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間液壓通道上的控制閥，由操作員操作并產生驅動工作單元的操作信號的操作桿，用于檢測操作桿操作量的裝置，用于檢測發(fā)動機RPM即每分鐘轉數的裝置，用于根據決定于操作桿操作量的操作信號和決定于發(fā)動機RPM的檢測信號而相應地控制控制閥的控制器，該補償方法包括以下步驟根據操作桿的操作量而設置所需的第一流動速率，以及根據發(fā)動機RPM而設置所需的第二流動速率；根據用于操作桿的第一流動速率和用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率之間的差而判斷該流動速率是否屬于需要在中間位置進行補償的區(qū)域；當用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率大于用于操作桿的第一流動速率時，控制液壓泵排放出用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率；以及當對應于操作桿操作量的第一流動速率大于用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率時，控制液壓泵排放出對應于操作桿操作量的第一流動速率。
2.一種在施工設備的操作桿處于中間位置時補償流動速率的方法，其中該施工設備具有一個與發(fā)動機連接的液壓泵，一個與液壓泵連接并用于驅動工作單元的執(zhí)行器，一個安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間液壓通道上的控制閥，由操作員操作并產生驅動工作單元的操作信號的操作桿，用于檢測操作桿操作量的裝置，用于檢測發(fā)動機RPM即每分鐘轉數的裝置，用于根據決定于操作桿操作量的操作信號和決定于發(fā)動機RPM的檢測信號而相應地控制控制閥的控制器，該補償方法包括以下步驟根據操作桿的操作量而設置所需的第一流動速率，以及根據發(fā)動機RPM而設置所需的第二流動速率；根據操作信號而判斷操作桿是否處于中間位置上，并且在操作桿處于中間位置上時，控制液壓泵的排量，以從液壓泵中排放出最小的流動速率；當操作桿不在中間位置上時，并且當用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率大于對應于操作桿的第一流動速率時，控制液壓泵以排放出用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率；以及當操作桿不在中間位置上時，并且當對應于操作桿的第一流動速率大于用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率時，控制液壓泵排出對應于操作桿操作量的流動速率。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中的操作桿可以是電動操作桿和液力操作桿的任何一種。
全文摘要
采用一種對施工設備操作桿位于中間位置上時的流動速率進行補償的方法，適合于在發(fā)動機RPM發(fā)生變化時，執(zhí)行器也能夠根據操作桿的操作量而相等地被驅動。該方法包括以下步驟設定關于操作桿的第一流動速率和關于發(fā)動機的第二流動速率；判斷操作桿是否位于中間位置上，并控制液壓泵以排出最小的流動速率；當操作桿不在中間位置上并且用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率大于關于操作桿的第一流動速率時，控制液壓泵排放出用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率；以及當操作桿不在中間位置上并且關于操作桿的第一流動速率大于用于補償發(fā)動機RPM的第二流動速率時，控制液壓泵排放出對應操作桿操作量的流動速率。
文檔編號F15B21/08GK1680665SQ20041009015
公開日2005年10月12日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權日2004年4月8日
發(fā)明者裴相基 申請人:沃爾沃建造設備控股(瑞典)有限公司