用于控制工程機(jī)械的再生流量的裝置及其控制方法
【專利摘要】公開(kāi)一種用于控制工程機(jī)械的再生流量的裝置及其控制方法，該裝置能夠?qū)⒃诙窏U縮進(jìn)驅(qū)動(dòng)期間從斗桿油缸排放至工作油箱的工作油的一部分供應(yīng)到斗桿油缸的較大腔室并對(duì)其進(jìn)行再生。本發(fā)明提供了一種用于控制工程機(jī)械的再生流量的裝置，該裝置的特征在于包括：可變?nèi)萘啃鸵簤罕煤拖葘?dǎo)泵；斗桿油缸，通過(guò)液壓泵供應(yīng)的工作油驅(qū)動(dòng)；可變斗桿再生閥，安裝在斗桿油缸和工作油箱之間的路徑中；電子比例閥，安裝在先導(dǎo)泵和斗桿再生閥之間的路徑中。
【專利說(shuō)明】
用于控制工程機(jī)械的再生流量的裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)總體上涉及一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法。更具體地，本公開(kāi)涉及這樣一種裝置及其控制方法:該裝置用于控制工程機(jī)械中的再生流量，以在斗桿縮進(jìn)操作期間通過(guò)將工作流體的一部分供應(yīng)到斗桿油缸的較大腔室而將從斗桿油缸排放到工作流體箱的這部分工作流體進(jìn)行再生。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1所示的典型挖掘機(jī)包括下驅(qū)動(dòng)體1、上框架2、駕駛室3、發(fā)動(dòng)機(jī)室以及致動(dòng)器10。
[0003]上框架2可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在下驅(qū)動(dòng)體I上。
[0004]駕駛室3和發(fā)動(dòng)機(jī)室設(shè)置在上框架2上。
[0005]致動(dòng)器10包括由動(dòng)臂油缸7驅(qū)動(dòng)的動(dòng)臂4、由斗桿油缸8驅(qū)動(dòng)的斗桿5以及由鏟斗油缸9驅(qū)動(dòng)的鏟斗6。
[0006]如圖1所示，在斗桿縮進(jìn)操作期間(其中，斗桿油缸8被致動(dòng)以伸出使得鏟斗6的質(zhì)量中心沿豎直線伸出定位)，從斗桿油缸8的較小腔室排放的工作流體排入工作流體腔室中，排入的工作流體的量對(duì)應(yīng)于致動(dòng)器10勢(shì)能的變化。這里，從斗桿油缸8排放的工作流體的一部分通過(guò)被供應(yīng)到斗桿油缸的較大腔室而再生。
[0007]如圖2所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置包括可變排量液壓栗(以下稱為液壓栗)11、斗桿油缸12和斗桿再生閥13。
[0008]斗桿油缸12通過(guò)液壓栗11供應(yīng)的工作流體致動(dòng)。
[0009]斗桿再生閥13設(shè)置在斗桿油缸12的較小腔室和工作流體箱T之間的路徑上。在斗桿縮進(jìn)操作期間，斗桿再生閥13允許從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的一部分通過(guò)再生路徑16而供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室或者經(jīng)其排入工作流體箱T。
[0010]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制再生流量的裝置中，在斗桿縮進(jìn)操作期間，從液壓栗11排放的工作流體通過(guò)主控制閥(MCV) 14供應(yīng)到斗桿油缸的較大腔室，以致動(dòng)斗桿油缸12伸出。然后，從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的第一部分通過(guò)再生路徑16供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室。從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的第二部分通過(guò)固定的節(jié)流孔15和斗桿再生閥13排入工作流體箱T。
[0011]如上所述，在斗桿縮進(jìn)操作期間，固定的節(jié)流孔15僅允許從斗桿油缸12的較小腔室排放的少量的工作流體再生到斗桿油缸12的較大腔室，并導(dǎo)致壓力損失。因此，能量效率降低，這是有問(wèn)題的。
[0012]此外，工作流體可通過(guò)液壓栗11經(jīng)MCV14供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室。然后，在分級(jí)操作期間，斗桿油缸12的較小腔室中的工作流體返回到斗桿油缸12的較大腔室和工作流體箱T。因此，在分級(jí)操作期間，由于固定的節(jié)流孔15的存在，斗桿油缸12的背壓不能自由地設(shè)定。
[0013]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法。該裝置包括:斗桿油缸，通過(guò)可變排量液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng);壓力傳感器，測(cè)量斗桿油缸的壓力；可變斗桿再生閥，設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上；電子比例閥，設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間；控制器(ECU)，將電信號(hào)施加到電子比例閥。該控制方法包括:
[0014]步驟S1:計(jì)算由壓力傳感器測(cè)量的斗桿油缸的壓力值；
[0015]步驟S2:通過(guò)信號(hào)處理對(duì)計(jì)算的斗桿油缸的壓力值線性化；
[0016]步驟S3:計(jì)算與信號(hào)處理后的斗桿油缸的壓力值對(duì)應(yīng)的電子比例閥的開(kāi)口面積值；
[0017]步驟S4:將所計(jì)算的電子比例閥的開(kāi)口面積值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)施加到電子比例閥。
[0018]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法中，所計(jì)算的與斗桿油缸中的壓力值對(duì)應(yīng)的電子比例閥的開(kāi)口面積值被限制為僅在斗桿縮進(jìn)操作期間使用。因此，所計(jì)算的與斗桿縮進(jìn)操作對(duì)應(yīng)的電子比例閥的開(kāi)口面積值不能主動(dòng)地應(yīng)對(duì)各種操作(諸如致動(dòng)器的組合操作或發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的變化)，這是有問(wèn)題的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]技術(shù)問(wèn)題
[0020]因此，考慮到現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提出本公開(kāi)，并且本公開(kāi)提出了一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法，其允許在斗桿縮進(jìn)期間，增加從斗桿油缸的較小腔室供應(yīng)到較大腔室的流體的再生流量，并減少壓力損失，從而提高能量效率。
[0021]還提供了一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法，其允許當(dāng)選擇分級(jí)模式時(shí)通過(guò)選擇性地增加斗桿油缸的背壓而可靠地執(zhí)行分級(jí)操作。
[0022]還提供了一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法，其允許獲得與由致動(dòng)器的控制桿選擇的致動(dòng)器的多種操作模式對(duì)應(yīng)的再生流量，從而提高操作性和響應(yīng)性。
[0023]還提供了一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法，其允許主動(dòng)地控制再生流量以對(duì)應(yīng)于可由致動(dòng)器的組合操作、外部負(fù)載或操作模式的變化引起的發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的變化。
[0024]技術(shù)方案
[0025]根據(jù)本公開(kāi)的一方面，用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置可包括可變排量液壓栗、先導(dǎo)栗、斗桿油缸、可變斗桿再生閥和電子比例閥。
[0026]斗桿油缸通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng)。
[0027]可變斗桿再生閥被設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上。
[0028]電子比例閥被設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上。
[0029]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，提供了一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法，其中，該裝置包括:可變排量液壓栗;先導(dǎo)栗；斗桿油缸，通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng);可變斗桿再生閥，設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上；電子比例閥，設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上;壓力傳感器，測(cè)量斗桿油缸的較大腔室和較小的腔室中的壓力水平;控制器，將與由壓力傳感器測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)施加到電子比例閥，以控制斗桿再生閥的開(kāi)口面積。該控制方法可包括:
[0030]根據(jù)壓力傳感器測(cè)量的壓力水平計(jì)算壓力值；
[0031 ]通過(guò)信號(hào)處理將所計(jì)算的壓力值線性化；
[0032]基于致動(dòng)器的控制桿輸入的控制信號(hào)確定致動(dòng)器的操作模式；
[0033]選擇與所確定的致動(dòng)器的操作模式對(duì)應(yīng)的電子比例閥的預(yù)設(shè)開(kāi)口面積值；
[0034]通過(guò)將所選擇的電子比例閥的開(kāi)口面積值與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償值相乘而計(jì)算最終開(kāi)口面積值；
[0035]將所計(jì)算的電子比例閥的最終開(kāi)口面積值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，并將所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)施加到電子比例閥。
[0036]所述用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置還可以包括壓力傳感器和控制器。
[0037]壓力傳感器測(cè)量斗桿油缸的較大腔室和較小腔室中的壓力水平。
[0038]控制器計(jì)算與由壓力傳感器測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將所計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥。
[0039]根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置可包括可變排量液壓栗、先導(dǎo)栗、斗桿油缸、可變斗桿再生閥、電子比例閥、控制開(kāi)關(guān)和控制器。
[0040]斗桿油缸通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng)。
[0041 ]可變斗桿再生閥設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上。
[0042]電子比例閥設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上。
[0043]控制開(kāi)關(guān)選擇分級(jí)模式。
[0044]當(dāng)控制開(kāi)關(guān)輸入分級(jí)模式選擇信號(hào)時(shí)，控制器計(jì)算與斗桿油缸的較小腔室的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥，使得斗桿油缸的較小腔室的壓力增大到設(shè)定值。
[0045]該裝置還可以包括設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)的監(jiān)視器。
[0046]控制開(kāi)關(guān)可進(jìn)一步包括設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)的用于斗桿油缸的控制桿。
[0047]電子比例閥的開(kāi)口面積可通過(guò)控制器所施加的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以將電子比例閥控制為:
[0048]當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第一開(kāi)口面積；
[0049]當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第二開(kāi)口面積；
[0050]當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第三開(kāi)口面積。
[0051 ]補(bǔ)償值可通過(guò)以下步驟獲得:
[0052]計(jì)算在斗桿油缸的斗桿縮進(jìn)操作模式期間使用的第一流量；
[0053]通過(guò)將所計(jì)算的第一流量與發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的百分比相乘而計(jì)算第二流量；
[0054]將第二流量相對(duì)于最大流量的百分比確定為補(bǔ)償值。
[0055]有益效果
[0056]根據(jù)如上所述的本公開(kāi)，可以增加斗桿縮進(jìn)操作期間從斗桿油缸的較小腔室供應(yīng)到較大腔室的流體的再生流量，并減小壓力損失，從而提高能量效率。
[0057]此外，當(dāng)選擇分級(jí)模式時(shí)，可以通過(guò)選擇性地增加斗桿油缸的背壓而可靠地執(zhí)行分級(jí)操作。
[0058]此外，可以獲得與由致動(dòng)器的控制桿選擇的致動(dòng)器的各種操作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的再生流量，從而改善可工作性、可操作性和響應(yīng)性。
[0059]此外，可以主動(dòng)地控制再生流量以對(duì)應(yīng)于可由致動(dòng)器的組合操作、外部負(fù)載或操作模式的變化引起的發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的變化，從而提高致動(dòng)器的可操作性和響應(yīng)性。
【附圖說(shuō)明】
[0060]圖1示意性地示出了典型的挖掘機(jī)；
[0061]圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的液壓回路圖；
[0062]圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的液壓回路圖；
[0063]圖4是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的液壓回路圖；
[0064]圖5是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法的流程圖；
[0065]圖6是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法的流程圖；
[0066]圖7是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法中通過(guò)操縱控制桿而選擇電子比例閥的預(yù)設(shè)開(kāi)口面積的過(guò)程的流程圖；
[0067]圖8是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法中在斗桿縮進(jìn)操作期間基于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)補(bǔ)償流體的流量的過(guò)程的流程圖。
[0068]附圖標(biāo)號(hào)描述
[0069]11:可變排量液壓栗
[0070]12:斗桿油缸
[0071]13:斗桿再生閥
[0072]14:主控制閥(MCV)
[0073]16:再生路徑
[0074]17:先導(dǎo)栗
[0075]18:電子比例閥
[0076]19:控制器
[0077]20:壓力傳感器
【具體實(shí)施方式】
[0078]在下文中，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置及其控制方法。
[0079]圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的液壓回路圖，圖4是根據(jù)另一示例實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的液壓回路圖，圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例的控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法的流程圖，圖7是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法中通過(guò)操縱控制桿而選擇電子比例閥的預(yù)設(shè)開(kāi)口面積的過(guò)程的流程圖，圖8是示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法中在斗桿縮進(jìn)操作期間基于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)補(bǔ)償流體的流量的過(guò)程的流程圖。
[0080]參照?qǐng)D3，用于控制再生流量的裝置包括可變排量液壓栗(以下稱為液壓栗)11、先導(dǎo)栗17、斗桿油缸12、可變斗桿再生閥13和電子比例閥18。
[0081]斗桿油缸12通過(guò)液壓栗11供應(yīng)的工作流體致動(dòng)。
[0082]斗桿再生閥13設(shè)置在斗桿油缸12的較小腔室和工作流體箱T之間的路徑上。在斗桿縮進(jìn)操作期間，斗桿再生閥13允許從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的一部分通過(guò)再生路徑16而供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室或者經(jīng)其排入工作流體箱T。
[0083]電子比例閥18設(shè)置在先導(dǎo)栗17與斗桿再生閥13之間的路徑上。電子比例閥18將由先導(dǎo)栗17供應(yīng)的工作流體轉(zhuǎn)換為具有與向其施加的電信號(hào)成比例的先導(dǎo)壓力，并將所轉(zhuǎn)換的先導(dǎo)壓力施加到斗桿再生閥13，以控制斗桿再生閥13的開(kāi)口面積。
[0084]所述用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置包括:
[0085]壓力傳感器20，測(cè)量斗桿油缸12的較大腔室和較小腔室中的壓力水平；
[0086]控制器(ECU)19，計(jì)算與由壓力傳感器20測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將所計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥18。
[0087]根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用液壓栗11供應(yīng)的工作流體致動(dòng)斗桿油缸12伸出而執(zhí)行斗桿縮進(jìn)操作(即當(dāng)鏟斗的質(zhì)量中心沿豎直線定位)時(shí)，從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的第一部分通過(guò)經(jīng)再生路徑16供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室而再生，而從斗桿油缸12排放的工作流體的第二部分通過(guò)斗桿再生閥13排入工作流體箱T。
[0088]使用壓力傳感器20測(cè)量斗桿油缸12的較大腔室和較小腔室中的壓力水平，并將測(cè)量的壓力值發(fā)送到控制器19。這里，斗桿油缸12較小腔室中的工作流體的壓力比斗桿油缸12較大腔室中的工作流體的壓力高。當(dāng)電子比例閥18的閥芯響應(yīng)于由控制器19施加到電子比例閥18的電信號(hào)而轉(zhuǎn)換為最大關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，來(lái)自先導(dǎo)栗17的先導(dǎo)壓力不施加到可變斗桿再生閥13。
[0089]因此，由于斗桿再生閥13在斗桿縮進(jìn)操作期間保持關(guān)閉，所以從斗桿油缸12的較小腔室排放并通過(guò)再生路徑16供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室的工作流體的再生流量可以增加。
[0090]在斗桿縮進(jìn)操作之外的時(shí)間段(即當(dāng)鏟斗的質(zhì)量中心不在豎直線上)，當(dāng)斗桿油缸12的較大腔室內(nèi)的工作流體的壓力高于斗桿油缸12的較小腔室內(nèi)的工作流體的壓力時(shí)，電子比例閥18的閥芯響應(yīng)于由控制器19施加的電信號(hào)而轉(zhuǎn)換為最大打開(kāi)狀態(tài)。
[0091]然后，由先導(dǎo)栗17供應(yīng)的先導(dǎo)壓力通過(guò)電子比例閥18施加到斗桿再生閥13而將斗桿再生閥13轉(zhuǎn)換為最大打開(kāi)狀態(tài)，使得從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體可通過(guò)斗桿再生閥13快速排入工作流體箱T。因此，這能夠增加斗桿油缸12的操作速度。
[0092]如上所述，在斗桿縮進(jìn)操作期間，可通過(guò)增加從斗桿油缸12的較小腔室排放并供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室的工作流體的再生流量或者通過(guò)將從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體迅速排入工作流體箱T而提高可操作性和響應(yīng)性。
[0093]參照?qǐng)D4，根據(jù)另一示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置包括可變排量栗11、先導(dǎo)栗17、斗桿油缸12、可變斗桿再生閥13、電子比例閥18、控制開(kāi)關(guān)21和控制器19。
[0094](在下文中，可變排量栗11也將被稱為“液壓栗”)。
[0095]斗桿油缸12通過(guò)液壓栗11供應(yīng)的工作流體致動(dòng)。
[0096]斗桿再生閥13設(shè)置在斗桿油缸12的較小腔室和工作流體箱T之間的路徑上。
[0097]電子比例閥18設(shè)置在先導(dǎo)栗17與斗桿再生閥13之間的路徑上。
[0098]控制開(kāi)關(guān)21可以選擇分級(jí)模式來(lái)執(zhí)行平分級(jí)(flatgrading)作業(yè)。
[0099]當(dāng)通過(guò)控制開(kāi)關(guān)21輸入分級(jí)模式選擇信號(hào)時(shí)，控制器19計(jì)算與斗桿油缸12的較小腔室中的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥18，使得斗桿油缸12的較小腔室的壓力可以增加至預(yù)設(shè)值。
[0100]控制開(kāi)關(guān)21可安裝在監(jiān)視器22上或者安裝在斗桿油缸12的控制桿(未示出)上。
[0101]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)通過(guò)安裝在監(jiān)視器22上的控制開(kāi)關(guān)21選擇分級(jí)模式時(shí)，分級(jí)模式選擇信號(hào)被輸入到控制器19。當(dāng)從液壓栗11排放的工作流體通過(guò)主控制閥14被供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室以執(zhí)行分級(jí)操作時(shí)，從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的第一部分通過(guò)再生路徑16供應(yīng)到斗桿油缸12的較大腔室而再生，從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的第二部分通過(guò)斗桿再生閥13排入工作流體箱T。
[0102]響應(yīng)于控制器19施加到電子比例閥18的電信號(hào)，先導(dǎo)栗17供應(yīng)的工作流體產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該電信號(hào)的先導(dǎo)壓力，并且可基于該先導(dǎo)壓力調(diào)節(jié)斗桿再生閥13的開(kāi)口面積。因此，當(dāng)選擇分級(jí)模式時(shí)，從斗桿油缸12的較小腔室排放的工作流體的壓力增加到預(yù)設(shè)壓力。因此，能夠以高水平的功率和可靠性執(zhí)行分級(jí)操作。
[0103]如上所述，當(dāng)通過(guò)操縱控制開(kāi)關(guān)21選擇分級(jí)模式時(shí)，基于控制器19施加的電信號(hào)調(diào)節(jié)電子比例閥18的閥芯，以控制斗桿再生閥13的開(kāi)口面積。以這種方式，可以將斗桿油缸
12的背壓調(diào)整到較高水平以適應(yīng)分級(jí)模式。
[0104]參照?qǐng)D6，提供了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法。
[0105]該裝置包括:可變排量液壓栗(以下也稱為液壓栗)11;先導(dǎo)栗17;斗桿油缸12，由液壓栗11供應(yīng)的工作流體致動(dòng)；斗桿再生閥13，設(shè)置在斗桿油缸12的較小腔室和工作流體箱T之間的路徑上；電子比例閥18，設(shè)置在先導(dǎo)栗17與斗桿再生閥13之間的路徑上;壓力傳感器20，測(cè)量斗桿油缸12的較大腔室和較小腔室中的壓力水平;控制器(ECU) 19，將與由壓力傳感器20測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)施加到電子比例閥18，以控制斗桿再生閥13的開(kāi)口面積。該控制方法包括:
[0106]步驟S10:根據(jù)壓力傳感器20測(cè)量的壓力水平計(jì)算斗桿油缸12的壓力值；
[0107]步驟S20:通過(guò)信號(hào)處理將所計(jì)算的斗桿油缸的壓力值線性化；
[0108]步驟S30:基于致動(dòng)器控制桿(RCV，即用于控制致動(dòng)器的控制桿)輸入的控制信號(hào)，確定致動(dòng)器(包括動(dòng)臂、斗桿和鏟斗)的操作模式；
[0109]步驟S40:選擇與所選擇的致動(dòng)器的操作模式對(duì)應(yīng)的電子比例閥18的預(yù)設(shè)開(kāi)口面積值；
[0110]步驟S50:通過(guò)將所選擇的電子比例閥18的開(kāi)口面積值與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償值相乘，計(jì)算最終開(kāi)口面積值；
[0111]步驟S60:將所計(jì)算的電子比例閥18的最終開(kāi)口面積值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)施加到電子比例閥18。
[0112]如圖7所示，通過(guò)控制器19施加的電信號(hào)調(diào)節(jié)電子比例閥18的開(kāi)口面積。
[0113]當(dāng)操縱致動(dòng)器控制桿(斗桿控制桿)以選擇斗桿縮進(jìn)操作時(shí)，控制電子比例閥18而具有預(yù)設(shè)的第一開(kāi)口面積。
[0114]當(dāng)操縱致動(dòng)器控制桿(斗桿控制桿和鏟斗控制桿)以選擇斗桿縮進(jìn)與鏟斗縮進(jìn)操作時(shí)，控制電子比例閥18而具有預(yù)設(shè)的第二開(kāi)口面積。
[0115]當(dāng)操縱致動(dòng)器控制桿(斗桿控制桿和動(dòng)臂控制桿)以選擇斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作時(shí)，控制電子比例閥18而具有預(yù)設(shè)的第三開(kāi)口面積。
[0116]根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，在步驟SlO中，計(jì)算由壓力傳感器20測(cè)量的斗桿油缸12的壓力值。作用在斗桿油缸12上的負(fù)載和致動(dòng)器的操作狀態(tài)可以基于所計(jì)算的壓力值來(lái)確定。
[0117]在步驟S20中，由于壓力傳感器20測(cè)量的斗桿油缸12的壓力值浮動(dòng)，所以通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理將所計(jì)算的壓力值線性化。
[0118]在步驟S30中，基于由致動(dòng)器控制桿(RCV)(動(dòng)臂控制桿、斗桿控制桿和鏟斗控制桿)輸入的控制信號(hào)確定致動(dòng)器的操作模式。也就是說(shuō)，確定致動(dòng)器的操作模式為從斗桿縮進(jìn)操作、斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)組合操作以及斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升組合操作中選擇的一個(gè)操作。
[0119]在步驟S40中，當(dāng)選擇了致動(dòng)器的操作模式時(shí)，從預(yù)設(shè)值中選擇與所選擇的操作模式對(duì)應(yīng)的電子比例閥18的開(kāi)口面積。這里，控制電子比例閥18的開(kāi)口面積以對(duì)應(yīng)于由操縱致動(dòng)器控制桿所選擇的致動(dòng)器的操作模式。
[0120]在圖7的步驟SlOO中，確定致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)是否表示斗桿縮進(jìn)操作。當(dāng)控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)操作時(shí)，執(zhí)行步驟S400。當(dāng)控制信號(hào)不表示斗桿縮進(jìn)操作時(shí)，執(zhí)行步驟S200。
[0121 ]在步驟S400中，當(dāng)致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)操作時(shí)，電子比例閥18被控制為具有對(duì)應(yīng)于斗桿縮進(jìn)操作的預(yù)設(shè)的第一開(kāi)口面積。
[0122]在步驟S200中，確定致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)是否表示斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作。當(dāng)控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作時(shí)，執(zhí)行步驟S400。當(dāng)控制桿的控制信號(hào)不表示斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作時(shí)，執(zhí)行步驟S300。
[0123]在步驟S400中，當(dāng)致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作時(shí)，電子比例閥18被控制為具有對(duì)應(yīng)于斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作的預(yù)設(shè)的第二開(kāi)口面積。
[0124]在步驟S300中，確定致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)是否表示斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作。當(dāng)致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作時(shí)，執(zhí)行步驟S400。當(dāng)致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)不表示斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作時(shí)，停止該過(guò)程。
[0125]在步驟S400中，當(dāng)致動(dòng)器控制桿的控制信號(hào)表示斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作時(shí)，電子比例閥18被控制為具有對(duì)應(yīng)于斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作的預(yù)設(shè)的第三開(kāi)口面積。
[0126]在步驟S50中，通過(guò)將所選擇的電子比例閥18的開(kāi)口面積值與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償值相乘來(lái)計(jì)算最終開(kāi)口面積值。
[0127]在步驟S60中，將所計(jì)算的電子比例閥18的最終開(kāi)口面積值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，然后將該電信號(hào)施加到電子比例閥18。
[0128]如圖8所示，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度主動(dòng)地控制電子比例閥18的開(kāi)口面積。
[0129]在步驟S1000中，計(jì)算在斗桿油缸12的斗桿縮進(jìn)操作期間所使用的第一流量Pl。
[0130]在步驟S2000中，通過(guò)將所計(jì)算的第一流量Pl與發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的百分比相乘來(lái)計(jì)算第二流量。所計(jì)算的第二流量相對(duì)于最大流量的百分比被用作補(bǔ)償值:取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償值= PlXK當(dāng)前RPM)/(最高RPM)}/(最大流量)
[0131]如上所述，當(dāng)操縱控制桿(RCV)以選擇斗桿、鏟斗和動(dòng)臂的組合操作時(shí)，可以從預(yù)設(shè)值中選擇與由控制桿選擇的操作模式對(duì)應(yīng)的電子比例閥18的開(kāi)口面積，從而提高組合操作的可操作性和響應(yīng)性。此外，可以主動(dòng)地控制電子比例閥18的開(kāi)口面積以應(yīng)對(duì)致動(dòng)器的組合操作、由于外力導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)下降(RPM下降)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM的變化。
[0132]雖然本公開(kāi)的示例性實(shí)施例已經(jīng)被描述為用于說(shuō)明性的目的，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明在權(quán)利要求書中公開(kāi)的范圍和精神的情況下，可以作出各種修改和改變。
[0133]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0134]根據(jù)如上所述的本公開(kāi)，在斗桿縮進(jìn)操作期間，從斗桿油缸排放到工作流體箱的工作流體的再生流量(即供應(yīng)到斗桿油缸的較大腔室的一部分工作流體)增加，從而提高致動(dòng)器的可操作性和響應(yīng)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置，包括: 可變排量液壓栗； 先導(dǎo)栗； 斗桿油缸，通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng)； 可變斗桿再生閥，設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上； 電子比例閥，設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括: 壓力傳感器，測(cè)量斗桿油缸的較大腔室和較小腔室中的壓力水平； 控制器，計(jì)算與壓力傳感器測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并將所計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥。3.—種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置，包括: 可變排量液壓栗； 先導(dǎo)栗； 斗桿油缸，通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng)； 可變斗桿再生閥，設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上； 電子比例閥，設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上； 控制開(kāi)關(guān)，用于選擇分級(jí)模式； 控制器，其中，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)輸入選擇分級(jí)模式的信號(hào)時(shí)，控制器計(jì)算與斗桿油缸的較小腔室中的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并將所計(jì)算的電信號(hào)施加到電子比例閥，使得斗桿油缸的較小腔室的壓力增加到預(yù)設(shè)值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)的監(jiān)視器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)的用于斗桿油缸的控制桿。6.—種用于控制工程機(jī)械中的再生流量的裝置的控制方法，其中，所述裝置包括:可變排量液壓栗;先導(dǎo)栗;斗桿油缸，通過(guò)液壓栗供應(yīng)的工作流體致動(dòng);可變斗桿再生閥，設(shè)置在斗桿油缸和工作流體箱之間的路徑上；電子比例閥，設(shè)置在先導(dǎo)栗和斗桿再生閥之間的路徑上;壓力傳感器，測(cè)量斗桿油缸的較大腔室和較小腔室中的壓力水平;控制器，將與壓力傳感器測(cè)量的壓力水平對(duì)應(yīng)的電信號(hào)施加到電子比例閥，以控制斗桿再生閥的開(kāi)口面積，所述控制方法包括: 根據(jù)壓力傳感器測(cè)量的壓力水平計(jì)算壓力值； 通過(guò)信號(hào)處理將所計(jì)算的壓力值線性化； 基于用于致動(dòng)器的控制桿輸入的控制信號(hào)確定致動(dòng)器的操作模式； 選擇與所確定的致動(dòng)器的操作模式對(duì)應(yīng)的電子比例閥的預(yù)設(shè)開(kāi)口面積值； 通過(guò)將所選擇的電子比例閥的開(kāi)口面積值與取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的補(bǔ)償值相乘而計(jì)算最終開(kāi)口面積值； 將所計(jì)算的電子比例閥的最終開(kāi)口面積值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)并將所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)施加到電子比例閥。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其中， 電子比例閥的開(kāi)口面積通過(guò)控制器施加的電信號(hào)調(diào)節(jié)，電子比例閥被控制為: 當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第一開(kāi)口面積； 當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)和鏟斗縮進(jìn)操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第二開(kāi)口面積； 當(dāng)用于致動(dòng)器的控制桿被操縱為使得致動(dòng)器處于斗桿縮進(jìn)和動(dòng)臂上升操作模式時(shí)，具有預(yù)設(shè)的第三開(kāi)口面積。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其中，通過(guò)以下操作獲得補(bǔ)償值: 計(jì)算在斗桿油缸的斗桿縮進(jìn)操作模式期間使用的第一流量； 通過(guò)將所計(jì)算的第一流量與發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的百分比相乘而計(jì)算第二流量； 將第二流量相對(duì)于最大流量的百分比確定為補(bǔ)償值。
【文檔編號(hào)】G05D7/06GK105940356SQ201480074277
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年1月27日
【發(fā)明人】丁太郎, 李春漢
【申請(qǐng)人】沃爾沃建造設(shè)備有限公司