專利名稱：液壓控制回路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種液壓控制回路，更具體地，涉及一種液壓控制回路，其用于通過(guò)使用反饋控制調(diào)節(jié)控制閥的切換位置，減小由于液壓泵上的過(guò)載而引起的發(fā)熱和能量損耗。
背景技術(shù)：
重型建筑機(jī)械和設(shè)備，諸如挖掘機(jī)，使用液壓控制回路用于驅(qū)動(dòng)包括轉(zhuǎn)臂和臂的作業(yè)機(jī)械。通過(guò)諸如液壓缸的致動(dòng)器，使得作業(yè)機(jī)械的操作成為可能。通常，從液壓泵排放裝置排放出恒定流量的流體，并且由控制閥將受壓流體提供給液壓缸。然后，來(lái)自液壓缸的受壓流體匯集到儲(chǔ)備箱，并且用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。
圖1是相關(guān)領(lǐng)域的液壓控制回路的示意圖。該具體示例的液壓控制回路對(duì)應(yīng)于正液壓控制系統(tǒng)。
根據(jù)正液壓控制系統(tǒng)，液壓泵1排放受壓流體流，其與控制桿4的操縱變量成比例，以便于驅(qū)動(dòng)液壓缸2。下面將解釋相關(guān)領(lǐng)域的液壓控制系統(tǒng)的配置和操作關(guān)系。
自液壓泵1排放的受壓流體通過(guò)控制閥3提供給液壓缸2。通過(guò)施加在操縱控制桿4時(shí)產(chǎn)生的先導(dǎo)信號(hào)壓力，控制閥3開(kāi)始操作。因此，來(lái)自液壓泵1的受壓流體提供給液壓缸2，并且來(lái)自液壓缸2的受壓流體排放到儲(chǔ)備箱T。
控制器5控制液壓泵1以確保液壓泵1排放與控制桿4的操縱變量成比例的受壓流體流。為此，用于檢測(cè)先導(dǎo)信號(hào)壓力的壓力傳感器9安裝在控制桿4的先導(dǎo)信號(hào)線上，并且壓力傳感器9檢測(cè)到的先導(dǎo)信號(hào)壓力以電信號(hào)的形式輸入到控制器5。壓力傳感器9的電信號(hào)指出了控制桿4的操縱變量。這樣，控制器5操作來(lái)自壓力傳感器9的輸入信號(hào)的相對(duì)應(yīng)的流出量，并且向電子降壓閥7傳送控制信號(hào)。電子降壓閥7接收來(lái)自控制器5的控制信號(hào)，并且控制調(diào)節(jié)器8以控制液壓泵1的輸出流量。所執(zhí)行的液壓泵1的輸出流量控制與控制桿4的操縱變量成比例。
然而，上述相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)帶來(lái)了問(wèn)題。例如，盡管可以控制控制桿4的操縱變量(即，液壓泵1的輸出流量可以根據(jù)先導(dǎo)壓力進(jìn)行控制)，但是控制閥3的行程不能與先導(dǎo)壓力成比例地形成。結(jié)果，過(guò)載被施加到液壓泵1。
為了控制重型建筑機(jī)械和設(shè)備中的作業(yè)機(jī)械的速度，液壓控制系統(tǒng)的控制閥3控制受壓流體的流量?？刂崎y3的閥芯具有孔口，其形成了用于受壓流體的通路(或者流量通道)。當(dāng)先導(dǎo)信號(hào)壓力施加到控制閥3時(shí)，閥芯移動(dòng)并且通路的截面積改變。結(jié)果，改變了通過(guò)控制閥3的受壓流體的流量，并且因此控制了作業(yè)機(jī)械的速度。
另一方面，諸如轉(zhuǎn)臂的作業(yè)機(jī)械由于其自重而下落，因此控制該轉(zhuǎn)臂的控制閥3使用具有特別小截面積的量出式(meter-out)孔口，用作液壓缸和儲(chǔ)備箱之間的通路。這樣，當(dāng)受壓流體通過(guò)狹窄的量出式孔口時(shí)，流速增加。此時(shí)，不同的壓力施加到閥芯抬肩表面，并且此壓力的不均衡產(chǎn)生了控制閥3內(nèi)部的流動(dòng)力。
特別地，施加到控制閥3閥芯的軸向的流動(dòng)力對(duì)可控性和控制閥3的伺服系統(tǒng)有大的影響。當(dāng)通過(guò)移動(dòng)閥芯增加孔口的通路面積時(shí)，流動(dòng)力在相反的方向上施加到閥芯的運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，產(chǎn)生了粘滯的效果，其中閥芯不會(huì)與控制桿4的操縱變量成比例地移動(dòng)。
圖2是說(shuō)明了控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同控制閥閥芯的通路面積之間的關(guān)系的曲線圖；而圖3是說(shuō)明了控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同液壓泵的輸出流量之間的關(guān)系的曲線圖。
在圖2中，C-T1圖線示出了，正常通路面積相對(duì)于量出式孔口的先導(dǎo)信號(hào)壓力的改變而改變，該量出式孔口(orifice)具有形成在控制閥中的最小通路面積；P-N圖線示出了連接液壓泵和中性通路并且向儲(chǔ)備箱排放受壓流體的通路面積變化；并且，P-C圖線示出了連接液壓泵和液壓缸的通路面積變化。
C-T2圖線示出了量出式孔口的異常通路的面積變化。根據(jù)C-T2曲線，即使先導(dǎo)信號(hào)壓力輸入到控制閥，閥芯由于流動(dòng)力仍不能正確地移動(dòng)，產(chǎn)生了停滯。結(jié)果，量出式孔口的通路面積的變化量相比于C-T1圖線而言是特別小的。
如圖3中所示，在通過(guò)很大程度地操縱控制桿使先導(dǎo)信號(hào)壓力增加時(shí)，液壓泵的輸出流量增加很多。然而，如果由于流動(dòng)力的施加使控制閥閥芯的操作狀態(tài)對(duì)應(yīng)于C-T2圖線，則當(dāng)排放自液壓泵的大量受壓流體通過(guò)量出式孔口時(shí)，產(chǎn)生了大的流動(dòng)力。在該情況中，過(guò)載被施加到液壓泵1，并且閥芯不能與控制桿的操縱變量成比例的移動(dòng)。
圖4是說(shuō)明控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同控制閥閥芯的行程之間的關(guān)系的圖線；而圖5是說(shuō)明先導(dǎo)信號(hào)壓力相對(duì)于時(shí)間和泵壓力的關(guān)系的圖線。
在圖4中，實(shí)線A表示當(dāng)閥芯由于先導(dǎo)信號(hào)壓力而移動(dòng)時(shí)控制閥3的閥芯的正常行程，而虛線B表示控制閥3的閥芯的異常行程。
在圖5中，斜線C表示控制閥處于正常操作時(shí)的泵壓力變化；而虛像D表示過(guò)載被施加到液壓泵時(shí)的泵壓力變化。
參考圖4，在控制閥3的正常操作下，閥芯與至控制閥的輸入先導(dǎo)信號(hào)壓力的量值成比例地移動(dòng)。另一方面，如果產(chǎn)生了大的流動(dòng)力并且因此控制閥3的操作是異常的，則閥芯的行程不與先導(dǎo)信號(hào)壓力的量值成比例。例如，如虛線B所示，盡管先導(dǎo)信號(hào)壓力增加，但控制閥3的閥芯是靜止的，并且突然在某一點(diǎn)開(kāi)始移動(dòng)。
因此，當(dāng)控制閥3處于異常操作時(shí)，過(guò)載被施加到液壓泵1，如圖5中的斜線所示。液壓泵1上的過(guò)載是能量損耗的主要原因。盡管先導(dǎo)信號(hào)壓力增加，但控制閥3的閥芯仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，這意味著設(shè)備的可操縱性明顯劣化。
在控制閥3中產(chǎn)生的流動(dòng)力不僅影響可控性以及控制閥3的伺服系統(tǒng)，而且還引起能量損耗。因此，為了保證控制閥3和整個(gè)液壓控制系統(tǒng)的安全，有必要克制施加到控制閥3的閥芯的流動(dòng)力。
作為減小或者抵消流動(dòng)力量值的嘗試，使控制閥3的閥芯和套管變形，或者改變控制閥3的結(jié)構(gòu)。然而，在實(shí)踐中，這些技術(shù)不能用于控制閥3。此外，不論控制閥3的結(jié)構(gòu)變化有多大，仍不能完全地移除流動(dòng)力。這使得難于設(shè)計(jì)高度穩(wěn)定的液壓控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種液壓控制回路及其方法，其中回路壓力穩(wěn)定地維持，并且致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)是更為有效和準(zhǔn)確的。
本發(fā)明的另一目的在于，通過(guò)使用反饋控制調(diào)節(jié)控制閥的切換位置，并防止在液壓泵上出現(xiàn)過(guò)載，減小了由液壓控制控制回路上的過(guò)載引起的發(fā)熱和能量損耗。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種液壓控制回路及其方法，其中如果由于流動(dòng)力施加到控制閥上而引起控制閥未正確地同控制桿的操縱變量成比例地操作，則通過(guò)反饋控制調(diào)節(jié)控制閥的切換位置，由此極大地改善了液壓控制回路的可操縱性和液壓控制。
為了實(shí)現(xiàn)上文的目的，提供了一種液壓控制回路，用于通過(guò)控制來(lái)自液壓泵的受壓流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，該液壓控制回路包括控制桿，用于根據(jù)操縱變量產(chǎn)生操縱信號(hào)；控制閥，其安裝在連接液壓泵和致動(dòng)器的供給線上，并且由先導(dǎo)信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)，用于控制自液壓泵傳遞到致動(dòng)器的受壓流體的流量；位移傳感器，其安裝在控制閥的末端，用于檢測(cè)控制閥的切換位置；泵壓力傳感器，其安裝在供給線上，用于檢測(cè)施加到液壓泵的泵壓力；至少一個(gè)電子比例閥，其由外部控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，用于向控制閥提供先導(dǎo)信號(hào)壓力；以及，控制器，用于接收來(lái)自控制桿的操縱信號(hào)，以確定待提供給控制閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力，向一個(gè)或多個(gè)電子比例閥輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，接收來(lái)自位移傳感器和泵壓力傳感器的信號(hào)，并將該信號(hào)同預(yù)存的參考數(shù)據(jù)比較，并且向一個(gè)或多個(gè)電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
本發(fā)明的另一方面提供了一種液壓控制方法，用于通過(guò)借助于遵循控制桿操縱的電子比例閥操作控制閥，并且控制自液壓泵排放的受壓流體，其中該方法包括以下步驟接收由控制桿根據(jù)操縱變量而產(chǎn)生的操縱信號(hào)；根據(jù)該操縱信號(hào)，確定待提供到控制閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力，并且向電子比例閥輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；接收來(lái)自檢測(cè)施加到液壓泵的泵壓力的泵壓力傳感器的信號(hào)以及來(lái)自檢測(cè)控制閥切換位置的位移傳感器的信號(hào)；將來(lái)自泵壓力傳感器和位移傳感器的信號(hào)同預(yù)存的參考數(shù)據(jù)比較，并且判定控制閥是否處于正常操作；以及，如果控制閥未處于正常操作，則向電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
優(yōu)選地，如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥切換位置和泵壓力這兩者中均發(fā)現(xiàn)誤差，則判定控制閥處于正常操作，并且向電子比例閥輸出行程(stroke)誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
優(yōu)選地，參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的泵壓力變化。
優(yōu)選地，參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及，相對(duì)于控制閥位移的泵壓力變化。
優(yōu)選地，作為參考數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)的泵壓力變化處于最大泵壓力和最小泵壓力之間的范圍內(nèi)，該最大泵壓力和最小泵壓力是通過(guò)考慮控制閥的工作容限而確定的。


通過(guò)下文結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，上文的本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)，在附圖中圖1是相關(guān)領(lǐng)域的液壓控制回路的示意圖；圖2是說(shuō)明了控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同控制閥閥芯的通路面積之間的關(guān)系的曲線圖；圖3是說(shuō)明了控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同液壓泵的輸出流量之間的關(guān)系的曲線圖；圖4是說(shuō)明控制桿的先導(dǎo)信號(hào)壓力同控制閥閥芯的行程之間的關(guān)系的圖線；圖5是說(shuō)明先導(dǎo)信號(hào)壓力相對(duì)于時(shí)間和泵壓力的關(guān)系的圖線；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液壓控制回路的示意圖；和圖7是說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液壓控制回路的信號(hào)流的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，此處將通過(guò)參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在下文的描述中，公知的功能和構(gòu)造由于其將在不必要的細(xì)節(jié)上模糊本發(fā)明，因此未對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液壓控制回路的示意圖；而圖7是說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液壓控制回路的信號(hào)流的示意圖。
本發(fā)明的液壓控制回路包括液壓泵1，用于排放受壓流體；和控制閥3，其通過(guò)向液壓缸2(其是致動(dòng)器)提供由液壓泵1提供的受壓流體，并使來(lái)自液壓缸2的受壓流體排出到儲(chǔ)備箱T，驅(qū)動(dòng)液壓缸2。
控制閥3安裝在連接液壓泵1和液壓缸2的供給線10上，并且在控制閥的兩個(gè)末端上形成了連接到先導(dǎo)信號(hào)線11的先導(dǎo)入口3a、3b。先導(dǎo)信號(hào)線11用作用于產(chǎn)生自先導(dǎo)泵12的先導(dǎo)信號(hào)供電的通路。而且，閥芯(未示出)以可滑動(dòng)方式安裝到控制閥3中。因此，在通過(guò)先導(dǎo)信號(hào)線11輸入先導(dǎo)信號(hào)壓力時(shí)，閥芯(未示出)在水平方向上移動(dòng)。
盡管在圖1中沒(méi)有示出，但是在閥芯外部形成了通路(或者液流通道)用以分別連接液壓泵1、儲(chǔ)備箱T和液壓缸2。由于閥芯在控制閥3的內(nèi)部水平移動(dòng)，因此這些通路要么打開(kāi)要么閉合，并且這些通路的面積是變化的。作為其結(jié)果，通過(guò)控制閥3的流量是變化的。
電子比例閥13安裝在連接到先導(dǎo)泵12的先導(dǎo)(pilot)信號(hào)線11上。電子比例閥13響應(yīng)于來(lái)自控制器17(這將在下面得到描述)的控制信號(hào)開(kāi)始操作，并且向控制閥3的先導(dǎo)入口3a、3b提供先導(dǎo)信號(hào)壓力。
控制器17的接收部分18連接到控制桿14，以便于接收操縱信號(hào)。操作部分19操作對(duì)應(yīng)于操縱信號(hào)的控制信號(hào)，并且輸出部分20向電子比例閥13傳送該控制信號(hào)。即，控制桿14輸出與操縱變量成比例的操縱信號(hào)，而控制器17操作對(duì)應(yīng)于操縱信號(hào)的流量，并且將其相應(yīng)的操縱信號(hào)輸出到電子比例閥13。由于控制桿14、控制器17和電子比例閥14是相互配合的，因此控制閥3與控制桿14的操縱變量成比例地切換，并且來(lái)自液壓泵1的受壓流體提供給液壓缸2用于其操作。
優(yōu)選地，液壓泵1是可變位移的液壓泵，其輸出流量由調(diào)節(jié)器15控制。調(diào)節(jié)器15由電子降壓閥16驅(qū)動(dòng)，而該電子降壓閥16由來(lái)自控制器17的控制信號(hào)控制。換言之，控制器17根據(jù)控制桿14的操縱變量，通過(guò)控制控制電子降壓閥16，控制液壓泵1。
除了控制液壓泵1以外，根據(jù)本發(fā)明的液壓控制回路中的控制器17還根據(jù)控制桿14的操縱變量，控制電子比例閥13。結(jié)果，切換了控制閥3，并且驅(qū)動(dòng)了液壓缸2。在另一情況中，如果大的流動(dòng)力施加到控制閥3的閥芯的軸向上，則閥芯不能與控制桿14的操縱變量成比例地移動(dòng)，并且過(guò)載被施加到液壓泵1。在該情況中，控制器17通過(guò)防止過(guò)載出現(xiàn)在液壓泵1上而執(zhí)行功能。
位移傳感器22安裝在控制閥3的末端。位移傳感器22檢測(cè)控制閥3的切換位置，并且輸出位移信號(hào)(其是電信號(hào))。這里，控制閥3的切換位置是指根據(jù)控制桿14的操縱變量的控制閥3的閥芯行程。通過(guò)利用電接觸型位移傳感器或者光傳感器，可以檢測(cè)閥芯的移動(dòng)量。
泵壓力傳感器23安裝在液壓泵1和控制閥3之間的供給線上。泵壓力傳感器23檢測(cè)施加到液壓泵1的泵壓力，并且輸出泵壓力信號(hào)(其是電信號(hào))。
來(lái)自位移傳感器22的位移信號(hào)和來(lái)自泵壓力傳感器23的泵壓力信號(hào)輸入到控制器17的接收部分18。然后，控制器17的操作部分19將輸入到接收部分18的泵壓力信號(hào)和位移信號(hào)同預(yù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器21中的參考數(shù)據(jù)21a、21b進(jìn)行比較，并且判定控制閥3是否處于正常操作。如果其判定控制閥3未處于正常操作，則控制器17的輸出部分20輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥3的切換位置。
優(yōu)選地，存儲(chǔ)在控制器17的存儲(chǔ)器21中的參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移21a，以及相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的泵壓力變化21b。盡管未說(shuō)明，但是，相對(duì)于控制閥切換位置的泵壓力變化也可以用作參考數(shù)據(jù)，取代相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力的泵壓力變化21b。優(yōu)選地，泵壓力變化處于最大泵壓力和最小泵壓力之間的范圍內(nèi)，該最大泵壓力和最小泵壓力是通過(guò)考慮控制閥3的工作容限而確定的。
如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥3的切換位置和泵壓力中均發(fā)現(xiàn)誤差，則控制器17判定控制閥3未處于正常操作，并且向電子比例閥13輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥3的切換位置。
下文將討論具有上述配置的液壓控制回路的操作。
通過(guò)使用控制排放自液壓泵1的受壓流體流量的控制閥3，使得液壓缸2的操作是可行的。即，如果先導(dǎo)信號(hào)壓力經(jīng)由先導(dǎo)信號(hào)線11提供給控制閥3的先導(dǎo)入口3a、3b，則控制閥3的閥芯在水平方向上移動(dòng)(如在圖中可以看到的)。結(jié)果，分別控制了自液壓泵1提供給液壓缸2的受壓流體的方向、自液壓缸2排放到儲(chǔ)備箱T的受壓流體的方向以及它們的流量。
電子比例閥13響應(yīng)于由控制器17傳送的控制信號(hào)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)。而且，電子比例閥13向先導(dǎo)入口31、3b提供先導(dǎo)信號(hào)壓力，其是在先導(dǎo)信號(hào)線11上由先導(dǎo)泵形成的。
當(dāng)操縱控制桿14時(shí)，根據(jù)操縱變量產(chǎn)生了操縱信號(hào)，并且其被傳送到控制器17的接收部分18。操作部分19確定提供給控制閥3的先導(dǎo)信號(hào)壓力，并且將其相應(yīng)的控制信號(hào)輸出到電子比例閥13。然后，控制閥3的閥芯開(kāi)始移動(dòng)，并且與控制桿14的操縱變量成比例地驅(qū)動(dòng)液壓缸2。
同時(shí)，控制器17的接收部分18接收來(lái)自安裝在控制閥3末端的位移傳感器22的閥芯行程的位移信號(hào)以及來(lái)自泵壓力傳感器23的泵壓力信號(hào)。
操作部分19將泵壓力信號(hào)和位移信號(hào)同存儲(chǔ)器21中的參考數(shù)據(jù)21a、21b進(jìn)行比較。如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥3的切換位置和泵壓力這兩者中均發(fā)現(xiàn)誤差，則控制器17判定控制閥3未處于正常操作，并且向電子比例閥13輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥3的切換位置。
下面將討論使用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液壓控制回路的液壓控制方法。
在第一步驟中，操縱用于驅(qū)動(dòng)液壓缸2的控制桿14，并且自其產(chǎn)生的操縱信號(hào)被發(fā)送到控制器17的接收部分18。
在第二步驟中，操作部分19根據(jù)自接收部分18提供的操縱信號(hào)，確定需被提供給控制閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力，并且輸出部分20向電子比例閥13輸出對(duì)應(yīng)于所確定的先導(dǎo)信號(hào)壓力的控制信號(hào)。
在第三步驟中，控制器17的接收部分18接收由泵壓力傳感器檢測(cè)到的泵壓力信號(hào)以及由位移傳感器檢測(cè)到的控制閥切換位置的位移信號(hào)。
在第四步驟中，控制器17的操作部分19將該泵壓力信號(hào)和位移信號(hào)同存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器21中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且判定控制閥3是否處于正常操作。
優(yōu)選地，參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移21a，以及，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的泵壓力變化21b。盡管未說(shuō)明，但是，相對(duì)于控制閥切換位置的泵壓力變化也可以用作參考數(shù)據(jù)，取代相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力的泵壓力變化21b。優(yōu)選地，泵壓力變化處于最大泵壓力和最小泵壓力之間的范圍內(nèi)，該最大泵壓力和最小泵壓力是通過(guò)考慮控制閥3的工作容限而確定的。
如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥3的切換位置和泵壓力這兩者中均發(fā)現(xiàn)誤差，則控制器17判定控制閥3未處于正常操作。
在第五步驟中，如果發(fā)現(xiàn)控制閥3未處于正常操作，則控制器17向電子比例閥13輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥3的切換位置。
根據(jù)本發(fā)明的液壓控制回路及其方法，如果閥芯由于控制閥3上的流動(dòng)力而未與控制桿14的操縱變量成比例地移動(dòng)并且過(guò)載被施加在液壓泵1上，則控制器17檢測(cè)泵壓力信號(hào)和控制閥的位移信號(hào)，并且通過(guò)反饋控制驅(qū)動(dòng)電子比例閥13，以便于調(diào)節(jié)控制閥3的切換位置。這樣，過(guò)載不再施加到液壓泵1，并且控制閥3根據(jù)控制桿14的操縱平穩(wěn)地工作，導(dǎo)致了控制桿14的可操縱性的改善。
總之，根據(jù)本發(fā)明的液壓控制回路，通過(guò)使用反饋控制調(diào)節(jié)控制閥的切換位置，并且防止在液壓泵上出現(xiàn)過(guò)載，可以穩(wěn)定地維持回路壓力。由于穩(wěn)定地維持了回路壓力，因此致動(dòng)器的性能變得更加有效和準(zhǔn)確，并且可以減小由于過(guò)載而引起的發(fā)熱和能量損耗。
此外，即使在控制閥由于控制閥上的流動(dòng)力的影響而未與控制桿的操縱變量成比例地操作時(shí)，通過(guò)使用反饋控制調(diào)節(jié)控制閥的切換位置，也可以容易地解決該異常操作問(wèn)題。由此，可以提高控制閥的可操縱性，并且液壓控制可以根據(jù)準(zhǔn)確地執(zhí)行。
盡管結(jié)合多種實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是它們僅是說(shuō)明性的。因此，根據(jù)前面的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，許多替換方案、修改方案和變化方案是將是顯而易見(jiàn)的。前面的描述目的在于涵蓋所有處于附屬權(quán)利要求的精神和廣泛范圍內(nèi)的該替換方案和變化方案。
權(quán)利要求
1.一種液壓控制回路，用于通過(guò)控制來(lái)自液壓泵的受壓流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，該液壓控制回路包括控制桿，用于根據(jù)操縱變量產(chǎn)生操縱信號(hào)；控制閥，其安裝在連接液壓泵和致動(dòng)器的供給線上，并且由先導(dǎo)信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)，用于控制自液壓泵傳遞到致動(dòng)器的受壓流體的流量；位移傳感器，其安裝在控制閥的末端，用于檢測(cè)控制閥的切換位置；泵壓力傳感器，其安裝在供給線上，用于檢測(cè)施加到液壓泵的泵壓力；至少一個(gè)電子比例閥，其由外部控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)，用于向控制閥提供先導(dǎo)信號(hào)壓力；以及控制器，用于接收來(lái)自控制桿的操縱信號(hào)，以確定待提供給控制閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力，向一個(gè)或多個(gè)電子比例閥輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，接收來(lái)自位移傳感器和泵壓力傳感器的信號(hào)，并將該信號(hào)同預(yù)存的參考數(shù)據(jù)比較，并且向一個(gè)或多個(gè)電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
2.權(quán)利要求1的液壓控制回路，其中如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥切換位置和泵壓力中這兩者均發(fā)現(xiàn)誤差，則控制器向一個(gè)或者多個(gè)電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
3.權(quán)利要求2的液壓控制回路，其中參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的泵壓力變化。
4.權(quán)利要求2的液壓控制回路，其中參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及相對(duì)于控制閥位移的泵壓力變化。
5.權(quán)利要求3或4的液壓控制回路，其中作為參考數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)的泵壓力變化處于最大泵壓力和最小泵壓力之間的范圍內(nèi)，該最大泵壓力和最小泵壓力是通過(guò)考慮控制閥的工作容限而確定的。
6.一種液壓控制方法，用于通過(guò)借助于遵循控制桿操縱的電子比例閥操作控制閥，并且控制自液壓泵排放的受壓流體，其中該方法包括以下步驟接收由控制桿根據(jù)操縱變量而產(chǎn)生的操縱信號(hào)；根據(jù)該操縱信號(hào)，確定待提供到控制閥的先導(dǎo)信號(hào)壓力，并且向電子比例閥輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；接收來(lái)自檢測(cè)施加到液壓泵的泵壓力的泵壓力傳感器的信號(hào)以及來(lái)自檢測(cè)控制閥切換位置的位移傳感器的信號(hào)；將來(lái)自泵壓力傳感器和位移傳感器的信號(hào)同預(yù)存的參考數(shù)據(jù)比較，并且判定控制閥是否處于正常操作；以及，如果控制閥未處于正常操作，則向電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
7.權(quán)利要求6的方法，其中在用于判定控制閥的操作狀態(tài)的步驟中，如果在同當(dāng)前先導(dǎo)信號(hào)壓力的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的控制閥切換位置和泵壓力這兩者中均發(fā)現(xiàn)誤差，則控制閥的操作不是正常的。
8.權(quán)利要求7的方法，其中參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的泵壓力變化。
9.權(quán)利要求7的方法，其中參考數(shù)據(jù)包括，相對(duì)于先導(dǎo)信號(hào)壓力變化的控制閥切換位置的位移，以及相對(duì)于控制閥位移的泵壓力變化。
10.權(quán)利要求8或9的方法，其中作為參考數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)的泵壓力變化處于最大泵壓力和最小泵壓力之間的范圍內(nèi)，該最大泵壓力和最小泵壓力是通過(guò)考慮控制閥的工作容限而確定的。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于減少由過(guò)載引起的發(fā)熱和能量損耗的液壓控制回路及其方法。本發(fā)明的液壓控制回路包括控制桿，用于根據(jù)操縱變量產(chǎn)生操縱信號(hào)；控制閥，其由先導(dǎo)信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)，用于控制自液壓泵傳遞到致動(dòng)器的受壓流體的流量；位移傳感器，用于檢測(cè)控制閥的切換位置；泵壓力傳感器，用于檢測(cè)施加到液壓泵的泵壓力；電子比例閥，用于向控制閥提供先導(dǎo)信號(hào)壓力；以及，控制器，用于接收操縱信號(hào)，確定先導(dǎo)信號(hào)壓力，向電子比例閥輸出控制信號(hào)，接收來(lái)自位移傳感器和泵壓力傳感器接收信號(hào)，并將該信號(hào)同預(yù)存的參考數(shù)據(jù)比較，并且向電子比例閥輸出行程誤差校正控制信號(hào)，用于調(diào)節(jié)控制閥的切換位置。
文檔編號(hào)F15B11/08GK1786486SQ20051006667
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
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