專利名稱：用于控制工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于控制工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)的方法。本發(fā)明適用于工業(yè)建筑機(jī)械領(lǐng)域的工程機(jī)械，尤其是輪式裝載機(jī)。雖然在下文中將針對輪式裝載機(jī)來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這種特定機(jī)械，而是也可用于其他的重型工程機(jī)械，例如鉸接式翻斗車、自卸卡車、推土機(jī)、挖掘機(jī)或其他建筑設(shè)備。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械設(shè)有用于挖掘、提升、攜載和/或運(yùn)送載荷的鏟斗、車斗或其他類型的器具。例如，輪式裝載機(jī)具有載荷臂單元，用于提升和降低諸如鏟斗等的器具。該載荷臂單元包括多個液壓缸，用于移動載荷臂和附接到該載荷臂上的器具。還布置有一對液壓缸以提升該載荷臂，且布置有另外的液壓缸來使所述器具相對于載荷臂傾斜。除了液壓缸之外，輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)還包括至少一個泵，用于將液壓流體提供到載荷臂單元的液壓缸。輪式裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)通常是所謂的載荷敏感系統(tǒng)(LS系統(tǒng))。這意味著:向液壓系統(tǒng)提供液壓流體的泵接收信號，該信號表示運(yùn)行中的液壓缸的當(dāng)前載荷壓力。該泵被控制為提供比液壓缸的載荷壓力略大的壓力。由此，造成了液壓流體向當(dāng)前液壓缸的流動。在此LS系統(tǒng)中，當(dāng)使用同一個泵向數(shù)個作業(yè)功能件提供液壓流體時，出現(xiàn)了能量損失。這些作業(yè)功能件經(jīng)常需要不同的壓力，這又意味著該泵必須被控制以提供任意作業(yè)功能件所需的最高壓力。如果同時使用兩個作業(yè)功能件且這些作業(yè)功能件具有不同的壓力需求，則對于需要最低壓力的作業(yè)功能件來說，必須降低壓力。通過使用閥，能夠?qū)毫档偷狡谕膲毫ΑＴ撻y兩端的壓降導(dǎo)致了熱能損失。輪式裝載機(jī)的、涉及能量損失的一個運(yùn)行示例是:當(dāng)輪式裝載機(jī)被推進(jìn)到物料堆內(nèi)以裝滿鏟斗并從物料堆中取出一部分物料時。在此運(yùn)動過程中，裝載臂的提升操作經(jīng)常由于過載而停止。由于輪式裝載機(jī)的推進(jìn)力使液壓缸縮回，用于使載荷臂提升的液壓缸內(nèi)的壓力可能高于由泵提供的最大壓力。同時，鏟斗被傾斜以從物料堆中取出物料，并且傾斜功能件在比其所需的壓力低的壓力下運(yùn)行。液壓流體向傾斜功能件的流動將導(dǎo)致能量損失，這是因?yàn)?由泵提供且流向傾斜功能件的液壓流體的壓力必須從最大泵壓力降低到該傾斜功能件所需的壓力水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供在本文的技術(shù)領(lǐng)域部分中限定的方法，通過該方法，能夠降低工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中的能量損失。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實(shí)現(xiàn)。通過提供如下方法，能夠使泵壓力適合于該液壓系統(tǒng)中的另一個致動器(該致動器需要液壓流體流量和較低的泵壓力)，而不是使泵壓力始終保持在最大水平，在該方法中，如果第一致動器由于過載或幾何限制而停止，則忽略(discriminated)來自該第一致動器的壓力請求。這意味著:不需要通過閥來降低泵壓力，并且，由于熱能損失與如下兩個參數(shù)的乘積成正比，所以能夠消除或至少減少能量損失，所述兩個參數(shù)即:閥兩側(cè)的壓降和通過該閥的流量。此外，如果不存在除了已停止的致動器以外的且正在運(yùn)行中(B卩，要求流量)的致動器，則可控制該液壓機(jī)械以提供比最大泵壓力小的、預(yù)定的泵怠速壓力。由于液壓系統(tǒng)會有一些泄露，所以，當(dāng)該液壓機(jī)械被控制為維持最大泵壓力時以及在無致動器正在運(yùn)行的情形中，最大泵壓力除了不必要的載荷和磨損之外還將造成能量損失。上述方法當(dāng)然適用于任何數(shù)量的致動器。例如，如果具有最高壓力和第二高壓力的第一致動器和第二致動器都已停止，則所述泵壓力優(yōu)選基于其余致動器中的、具有最高壓力的致動器的載荷壓力。在以下描述和所附權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和有利特征。


下面，將參考附圖來描述作為示例給出的本發(fā)明實(shí)施例的更詳細(xì)描述。在這些附圖中:圖1是示出了輪式裝載機(jī)的側(cè)視圖，該輪式裝載機(jī)具有用于裝載操作的鏟斗、以及用于操作該鏟斗和使輪式裝載機(jī)轉(zhuǎn)向的液壓系統(tǒng)，圖2是液壓系統(tǒng)的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的方法可適用于該液壓系統(tǒng)，并且圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是輪式裝載機(jī)形式的工程機(jī)械I的圖示，該工程機(jī)械I具有器具2。該術(shù)語“器具”旨在包括任何類型的利用液壓技術(shù)的工具，例如布置在輪式裝載機(jī)上的鏟斗、貨叉或抓取工具，或布置在鉸接式翻斗車上的車斗。圖中所示的器具是布置在臂單元4上的鏟斗3，臂單元4用于提升和降低鏟斗3，另外，該鏟斗3能夠相對于臂單元4傾斜。輪式裝載機(jī)I設(shè)有液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)包括至少一個液壓機(jī)械(圖1中未示出)。該液壓機(jī)械可以是液壓泵，但優(yōu)選該液壓機(jī)械既能用作液壓泵，又能用作具有反向液壓流體流動的液壓馬達(dá)。具有上述兩種功能的此液壓機(jī)械能夠用作向液壓系統(tǒng)提供液壓流體的泵，例如用于提升和傾斜鏟斗，并且，此液壓機(jī)械例如也能在器具2的降低操作期間用作回收能量的液壓馬達(dá)。在圖1所示的示例性實(shí)施例中，該液壓系統(tǒng)包括用于操作所述臂單元4的兩個液壓缸5a、5b和用于使鏟斗3相對于臂單元4傾斜的液壓缸6。此外，該液壓系統(tǒng)包括布置在輪式裝載機(jī)兩側(cè)的兩個液壓缸7a、7b，以通過前車身部分8和后車身部分9的相對運(yùn)動來使輪式裝載機(jī)轉(zhuǎn)向。換言之，該工程機(jī)械是利用轉(zhuǎn)向缸7a、7b進(jìn)行轉(zhuǎn)向的車架轉(zhuǎn)向式工程機(jī)械。 圖2是液壓系統(tǒng)10的示意性圖示。液壓系統(tǒng)10是本發(fā)明的方法所能適用的系統(tǒng)的一個不例。該系統(tǒng)包括:第一致動器11，該第一致動器11用于工程機(jī)械的第一作業(yè)功能件；第二致動器12，該第二致動器12用于工程機(jī)械的第二作業(yè)功能件；以及液壓機(jī)械13，該液壓機(jī)械13例如是泵，用于將液壓流體提供到所述致動器11、12。該泵能夠從貯箱14中抽取液壓油。圖中所示的致動器11、12是液壓缸，該第一致動器能夠用于提升所述工程機(jī)械的提升臂，該第二致動器能夠用于使樞轉(zhuǎn)地附接到所述提升臂上的器具傾斜。所述致動器分別設(shè)有閥單元15、16，該閥單元15、16布置在泵13與各個致動器
11、12之間。液壓流體從泵13經(jīng)由控制閥單元15、16運(yùn)送到當(dāng)前的致動器并從該致動器經(jīng)由控制閥單元15、16運(yùn)送到所述貯箱。示意性地圖示的每個控制閥單元15、16均可包括一個或數(shù)個控制閥，以控制各個作業(yè)功能件。每個液壓缸優(yōu)選設(shè)有一個雙作用活塞17、18，所述活塞17、18的兩側(cè)可以被加壓。例如，第一控制閥可布置為將所述泵連接到當(dāng)前液壓缸的活塞側(cè)且第二控制閥可布置為將當(dāng)前液壓缸的活塞桿側(cè)連接到貯箱，以用于活塞在第一方向上的移位。第一控制閥還可布置為將當(dāng)前液壓缸的活塞側(cè)連接到貯箱且第二控制閥因此可布置為將所述泵連接到液壓缸的活塞側(cè)，以用于活塞在與第一方向相反的第二方向上的移位。本文中的術(shù)語“液壓流體”旨在包括液壓油以及可能存在于液壓系統(tǒng)中的任何其他流體。系統(tǒng)10還包括控制單元19，該控制單元9從壓力傳感器20接收與一個或多個致動器的載荷壓力相對應(yīng)的信號，并控制所述泵13以實(shí)現(xiàn)所需的泵壓力?？刂茊卧?9也連接到第一控制閥單元15和第二控制閥單元16，以通過此控制閥單元來控制液壓流體流入和流出各個作業(yè)功能件時的流量大小。另外，控制單元19能夠從位置傳感器21接收指示了所述致動器的位置的信號，例如液壓缸的活塞位置。本發(fā)明涉及用于控制工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)10的方法，其中，該液壓系統(tǒng)包括液壓機(jī)械13，該液壓機(jī)械13用于將液壓流體提供到所述工程機(jī)械的一個或多個致動器11、12。所述方法包括如下步驟:接收基于所述一個或多個致動器中的第一致動器11的載荷壓力的、向所述液壓機(jī)械請求泵壓力的信號，其中，該第一致動器11具有所述一個或多個致動器11、12中的最高載荷壓力；并且，如果第一致動器11由于過載或幾何限制(geometricallimitations)而停止,則忽略來自第一致動器11的壓力請求。所述方法還包括如下步驟:控制該液壓機(jī)械13，以基于所述一個或多個致動器中的第二致動器12的載荷壓力來提供泵壓力，該第二致動器12處于運(yùn)行中且具有所述一個或多個致動器中的第二高的載荷壓力，或者，如果不存在除了第一致動器以外的且正在運(yùn)行中的致動器，則控制所述液壓機(jī)械以提供預(yù)定的泵怠速壓力。所述一個或多個致動器中的一個致動器11優(yōu)選被設(shè)置為用于提升和降低所述工程機(jī)械的提升臂單元。所述一個或多個致動器中的一個致動器12優(yōu)選被設(shè)置為用于使附接到所述工程機(jī)械的提升臂單元上的器具傾斜。如上文中參考圖2所示的系統(tǒng)所描述的，致動器11、12優(yōu)選為液壓缸和/或液壓馬達(dá)的形式。圖3是流程圖，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例。也參見圖2。101.“來自一個/多個致動器的載荷壓力信號”。控制單元19可接收表示一個或多個致動器11、12的載荷壓力的信號。102.“接收來自具有最高載荷壓力的第一致動器的信號”。通常，通過控制單元將泵壓力控制到基于最高載荷壓力的泵壓力，以向所述致動器供給液壓流體。103.“第一致動器已停止？ ”。如果第一致動器未停止，則前進(jìn)到104，“繼續(xù)基于第一致動器所要求的壓力來控制泵壓力”。如果第一致動器已停止，則前進(jìn)到105，“忽略來自第一致動器的壓力請求”。為了避免使用不必要地高的壓力水平，此時的泵壓力不基于已停止的致動器的載荷壓力。106.“具有第二高的載荷壓力的第二致動器正在運(yùn)行？ ”。如果不存在任何正在運(yùn)行中的致動器，則前進(jìn)到107，“根據(jù)怠速壓力來控制泵壓力”。如果存在正在運(yùn)行中的第二致動器，則前進(jìn)到108，“第二致動器已停止？ ”。如果第二致動器未停止，則前進(jìn)到109，“基于第二致動器所要求的壓力來控制泵壓力”。如果第二致動器已停止，則前進(jìn)到110，“根據(jù)怠速壓力來控制泵壓力”。當(dāng)然，致動器的數(shù)量可根據(jù)當(dāng)前的液壓系統(tǒng)而變化，該方法也必須相應(yīng)地修改?？苫诒砻鞯谝恢聞悠饕淹Ｖ沟?、該第一致動器的預(yù)定載荷壓力值而忽略來自第一致動器的壓力請求。優(yōu)選地，基于表明第一致動器不再處于停止?fàn)顟B(tài)的、該第一致動器的預(yù)定載荷壓力值來取消上述忽略。如果第一致動器的載荷壓力由于工程機(jī)械的推進(jìn)力和/或由于來自所述一個或多個致動器中的另一個致動器的力而高于最大泵壓力，則優(yōu)選忽略來自第一致動器的壓力請求。在替代實(shí)施例中，或者，除了預(yù)定的載荷壓力值之外，還基于表明該第一致動器已停止的、對第一致動器的移動(或非移動)和/或位置的直接或間接測量而忽略來自第一致動器的要求。確定該致動器是否移動的一種方式是確定通向該致動器的液壓流體的流量。這可以通過測量與該致動器相關(guān)的控制閥上游和下游的液壓流體壓力來進(jìn)行。該閥兩側(cè)的壓降可用來計算流量。如果該閥兩側(cè)的壓降為零，則意味著流量為零。如果不存在流動，則該致動器仍然靜止。在一個替代實(shí)施例中，通過確定由具有可變排量的泵所使用的當(dāng)前排量調(diào)節(jié)值來計算通向該致動器的流量?？赏ㄟ^布置成用于指示該泵的斜盤位置的角度傳感器來測量排量調(diào)節(jié)值。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于上文描述且在附圖中示出的實(shí)施例；而是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白，可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于控制工程機(jī)械(I)的液壓系統(tǒng)(10)的方法，所述液壓系統(tǒng)包括液壓機(jī)械(13)，所述液壓機(jī)械(13)用于將液壓流體提供到所述工程機(jī)械的一個或多個致動器(11、12),所述方法包括: 接收基于所述一個或多個致動器中的第一致動器(11)的載荷壓力的、向所述液壓機(jī)械(13)請求泵壓力的信號，所述第一致動器具有所述一個或多個致動器中的最高載荷壓力， 其特征在于， 如果所述第一致動器由于過載或幾何限制而停止，則忽略來自所述第一致動器(11)的壓力請求，以及 控制所述液壓機(jī)械(13)，以基于所述一個或多個致動器中的第二致動器(12)的載荷壓力來提供泵壓力，所述第二致動器(12)處于運(yùn)行中且具有所述一個或多個致動器中的第二高的載荷壓力，或者，如果不存在除了所述第一致動器以外的且正在運(yùn)行中的致動器，則控制所述液壓機(jī)械以提供預(yù)定的泵怠速壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于表明所述第一致動器已停止的、所述第一致動器的預(yù)定載荷壓力值而忽略來自所述第一致動器(11)的壓力請求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述第一致動器的載荷壓力由于所述工程機(jī)械的推進(jìn)力而高于最大泵壓力，則忽略來自所述第一致動器(11)的壓力請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果所述第一致動器的載荷壓力由于來自所述一個或多個致動器中的另一個致動器的力而高于最大泵壓力，則忽略來自所述第一致動器(11)的壓力請求。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基于表明所述第一致動器已停止的、對所述第一致動器的移動和/或位置的直接或間接測量而忽略來自所述第一致動器(11)的請求。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基于表明所述第一致動器不再處于停止?fàn)顟B(tài)的、所述第一致動器(11)的預(yù)定載荷壓力值來取消上述忽略。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述一個或多個致動器中的一個致動器(11)被設(shè)置為用于提升和降低所述工程機(jī)械的提升臂單元。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述一個或多個致動器中的一個致動器(12)被設(shè)置為用于使附接到所述工程機(jī)械的提升臂單元上的器具傾斜。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述一個或多個致動器(11、12)被設(shè)置為液壓缸和/或液壓馬達(dá)的形式。
10.一種計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括程序代碼，當(dāng)所述程序在計算機(jī)上運(yùn)行時，所述程序代碼用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的步驟。
11.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)包括根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制工程機(jī)械(1)的液壓系統(tǒng)(10)的方法。該液壓系統(tǒng)包括液壓機(jī)械(13)，用于將液壓流體提供到工程機(jī)械的一個或多個致動器(11、12)。該方法包括如下步驟接收基于所述一個或多個致動器中的第一致動器(11)的載荷壓力的、向液壓機(jī)械(13)請求泵壓力的信號，該第一致動器(11)具有所述一個或多個致動器中的最高載荷壓力；如果第一致動器由于過載或幾何限制而停止，則忽略來自第一致動器(11)的壓力請求；以及，控制液壓機(jī)械(13)，以基于所述一個或多個致動器中的第二致動器(12)的載荷壓力來提供泵壓力，該第二致動器(12)處于運(yùn)行中且具有所述一個或多個致動器中的第二高的載荷壓力，或者，如果不存在除了第一致動器以外的且正在運(yùn)行中的致動器，則控制所述液壓機(jī)械以提供預(yù)定的泵怠速壓力。
文檔編號E02F3/43GK103221617SQ201080069840
公開日2013年7月24日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者博·維格霍爾姆, 揚(yáng)·卡爾森, 安德烈亞斯·?？送郀? 基姆·海布勒克 申請人:沃爾沃建筑設(shè)備公司