[0036]控制器100可被配置為選擇性地使第一蓄能器108進(jìn)行填充和排放,從而提高機器10的性能。特別而言,由擺動馬達(dá)49開始的實施系統(tǒng)14的典型擺動動作可由擺動馬達(dá)49加速實施系統(tǒng)14的擺動運動過程的時間段,和擺動馬達(dá)49減速實施系統(tǒng)14的擺動運動過程的時間段組成。加速段可需要來自擺動馬達(dá)49的顯著能量,這通常由通過由泵58供應(yīng)到擺動馬達(dá)49的加壓流體的方式實現(xiàn),而減速段可以加壓流體的形式產(chǎn)生顯著能量,這通常通過排放到罐60而浪費。加速段和減速段兩者都可能需要擺動馬達(dá)49將顯著量的液壓能量轉(zhuǎn)換為擺動動能,反之亦然。然而,減速過程中通過擺動馬達(dá)49的流體仍然含有大量能量。由于對離開擺動馬達(dá)49的流體的流動的限制,通過擺動馬達(dá)49的流體可在減速過程中被加壓。如果在減速段過程中通過擺動馬達(dá)49的流體被選擇性地收集在第一蓄能器108內(nèi),則然后在隨后的加速段過程中該能量可被返回(即排放)擺動馬達(dá)49并由其重新使用??赏ㄟ^選擇性地使第一蓄能器108將加壓流體排放到擺動馬達(dá)49的較高壓腔室(經(jīng)由排放閥124、通道128、換向閥120以及第一腔室管道84和第二腔室管道86中的適當(dāng)一個)單獨或連同來自泵58的高壓流體在加速段過程中輔助擺動馬達(dá)49,從而單獨經(jīng)由泵58由小于以其它方式可用的動力的泵動力以相同或較大速率推動擺動馬達(dá)49??赏ㄟ^選擇性地使第一蓄能器108填充離開擺動馬達(dá)49的流體在減速段過程中輔助擺動馬達(dá)49,從而對擺動馬達(dá)49的動作提供附加阻力并降低離開擺動馬達(dá)49的流體的限制和冷卻要求。
[0037]在替代實施例中,控制器100可被配置為由離開泵58的流體(相對于離開擺動馬達(dá)49的流體)選擇性地控制第一蓄能器108的填充。即,在操作的調(diào)峰或經(jīng)濟(jì)模式中,控制器100可被配置為在泵58具有過量容量(即大于如操作員所要求的移動作業(yè)工具16的回路52、54所需的容量)時使蓄能器108由離開泵58的液體填充(例如,經(jīng)由控制閥56、第一腔室管道84和第二腔室管道86中的適當(dāng)一個、換向閥120、通道128和充壓閥122)。然后,在泵58具有充分對擺動馬達(dá)49提供動力的不足容量的時間過程中,先前從第一蓄能器108內(nèi)的泵58中收集的高壓流體可以上述方式排放以輔助擺動馬達(dá)49。
[0038]控制器100可被配置為基于挖掘的當(dāng)前或正在進(jìn)行段、材料搬運,或機器10的其它工作周期調(diào)節(jié)第一蓄能器108的填充和排放。特別而言,基于從一個或多個性能傳感器141接收的輸入,控制器100可被配置為將由機器10執(zhí)行的典型工作周期劃分為多個段。典型工作周期可被劃分為例如挖翻段、擺動到傾卸加速段、擺動到傾卸減速段、傾卸段、擺動到挖翻加速段,和擺動到挖翻減速段,如將在下面更詳細(xì)描述的?;诋?dāng)前正在執(zhí)行的挖掘工作周期的段,控制器100可選擇性地使第一蓄能器108填充或排放,從而在加速段和減速段的過程中輔助擺動馬達(dá)49。
[0039]與從傳感器141到挖掘工作周期的不同段的信號相關(guān)的一個或多個地圖和/或動態(tài)元件可被存儲在控制器100的存儲器內(nèi)。這些地圖中的每個都可包括表格、圖形和/或方程形式的數(shù)據(jù)的集合。動態(tài)元件可包括積分器、過濾器、速率限制器和延遲元件。在一個實例中,與段中的一個或多個的開始和/或結(jié)束相聯(lián)的閾值速度、缸壓力和/或操作員輸入(即,斗桿位置)可被存儲在地圖內(nèi)。在另一實例中,與段中的一個或多個的開始和/或結(jié)束相聯(lián)的閾值力和/或致動器位置可被存儲在地圖內(nèi)。控制器100可被配置為由存儲在存儲器中的地圖和過濾器參考來自傳感器141的信號以確定當(dāng)前正在執(zhí)行的挖掘工作周期的段并且然后相應(yīng)地調(diào)節(jié)第一蓄能器108的充壓和排放。根據(jù)需要,控制器100可允許機器10的操作員直接修改這些地圖和/或從存儲在控制器100的存儲器中的可用關(guān)系地圖選擇特定地圖以影響段劃分和蓄能器控制。可設(shè)想,如果需要,可基于機器操作的模式附加地或替代地自動選擇地圖。
[0040]傳感器141可與由擺動馬達(dá)49施加的作業(yè)工具16的大致水平擺動動作(S卩,框架42相對于底架構(gòu)件44的動作)相聯(lián)。例如,傳感器141可實施為與擺動馬達(dá)49的操作相聯(lián)的旋轉(zhuǎn)位置或速度傳感器、與框架42和底架構(gòu)件44之間的樞轉(zhuǎn)連接相聯(lián)的角度位置或速度傳感器、與將作業(yè)工具16連接到底架構(gòu)件44的任何連桿構(gòu)件或與作業(yè)工具16本身相聯(lián)的局部或全局坐標(biāo)位置或速度傳感器、與操作員輸入裝置48的運動相聯(lián)的位移傳感器,或本領(lǐng)域中已知的任何其它類型的傳感器,其可產(chǎn)生指示機器10的擺動位置、速度、力,或其它擺動相關(guān)的參數(shù)的信號。由傳感器141產(chǎn)生的信號可在每個挖掘工作周期過程中被發(fā)送到控制器100并由其記錄??稍O(shè)想,如果需要,控制器100可基于來自傳感器141的位置信號和經(jīng)過的時間周期推導(dǎo)出擺動速度。
[0041]可替代地或附加地,傳感器141可與由液壓缸28施加的作業(yè)工具16的垂直樞轉(zhuǎn)動作相聯(lián)(即與懸臂24相對于框架42的升高和降低動作相聯(lián))。具體而言,傳感器141可以是與懸臂24和框架42之間的樞轉(zhuǎn)接頭相聯(lián)的角度位置或速度傳感器、與液壓缸28相聯(lián)的位移傳感器、與將作業(yè)工具16連接到框架42的任何連桿構(gòu)件或與作業(yè)工具16本身相聯(lián)的局部或全局坐標(biāo)位置或速度傳感器、與操作員輸入裝置48的運動相聯(lián)的位移傳感器,或本領(lǐng)域中已知的任何其它類型的傳感器,其可產(chǎn)生指示懸臂24的樞轉(zhuǎn)位置或速度的信號。可設(shè)想,如果需要,控制器100可基于來自傳感器141的位置信號和經(jīng)過的時間周期推導(dǎo)出樞轉(zhuǎn)速度。
[0042]在又一附加實施例中,傳感器141可與由液壓缸38施加的作業(yè)工具16的傾斜力相聯(lián)。具體而言,傳感器141可以是與液壓缸38內(nèi)的一個或多個腔室相聯(lián)的壓力傳感器或本領(lǐng)域中已知的任何其它類型的傳感器,其可產(chǎn)生指示在作業(yè)工具16的挖翻和傾卸操作過程中產(chǎn)生的機器10的傾斜力的信號。
[0043]參考圖3,示例性曲線142可表示相對于整個挖掘工作周期的每個段(例如整個與90°卡車裝載相聯(lián)的工作周期中)中的時間由傳感器141產(chǎn)生的擺動速度信號。在大多數(shù)挖翻段過程中,擺動速度通??杉s為零(即,在挖翻操作過程中,機器10可通常不擺動)。在挖翻行程完成時,機器10可通常被控制以朝向等待運輸車輛12擺動作業(yè)工具16(參考圖1)。因此,機器10的擺動速度可開始以增加接近挖翻段的末端。在挖掘工作周期的擺動至傾卸段進(jìn)行時,當(dāng)作業(yè)工具16在挖翻位置18和傾卸位置20之間的中間時,擺動速度可加速到最大,且然后朝向擺動到傾卸段的末端減速。在大多數(shù)傾卸段過程中,擺動速度通常可約為零(即,在傾卸操作過程中,機器10可通常不擺動)。當(dāng)傾卸完成時,機器10可通常被控制以朝向挖翻位置18擺動回作業(yè)工具16(參照圖1)。這樣,機器10的擺動速度可增加接近傾卸段的末端。在挖掘周期的擺動至挖翻段進(jìn)行時,擺動速度可在挖掘循環(huán)的擺動到傾卸段過程中在相對擺動方向的方向上加速到最大。當(dāng)作業(yè)工具16在傾卸位置20和挖掘位置18之間的約中間時,一般可達(dá)到該最大速度。在作業(yè)工具16接近挖翻位置18時,作業(yè)工具16的擺動速度然后可朝向擺動至挖翻段的末端減速??刂破?00可基于從傳感器141接收的信號和存儲在存儲器中的地圖和過濾器、基于為先前挖掘工作周期或以本領(lǐng)域中已知的任何其它方式記錄的擺動速度、傾斜力,和/或操作員輸入將當(dāng)前挖掘工作周期劃分為上述六段。
[0044]控制器100可選擇性地使第一蓄能器108基于挖掘工作周期的當(dāng)前或正在進(jìn)行的段填充和排放。例如,圖3的圖表部分144(即下部)示出6個不同的操作模式,在此操作模式過程中,可完成挖掘周期,連同第一蓄能器108被控制以相對于每個挖掘工作周期的段由加壓流體填充(用“C”表示)或排放加壓流體(用“D表示”)時的指示。第一蓄能器108可被控制以在通路128內(nèi)的壓力大于第一蓄能器108內(nèi)的壓力時通過將充壓閥122的閥元件134移動到第二位置或流通位置填充加壓流體。第一蓄能器108可被控制以在第一蓄能器108內(nèi)的壓力大于通路128內(nèi)的壓力時通過將排放閥124的閥元件138移動到第二位置或流通位置排放加壓流體。
[0045]基于圖3的圖表,可進(jìn)行一些一般觀察。首先,可以看出,控制器100可抑制第一蓄能器108在所有操作模式的挖翻和傾卸段的過程中接收或排放流體(即,在挖翻和傾卸段過程中,控制器100可將閥元件134和138保持在流阻第一位置)??刂破?00可在挖翻和傾卸段過程中抑制填充和排放,因為在挖掘工作周期的這些部分的完成過程中不需要或幾乎不需要擺動動作。其次,對于大部分模式(例如對于模式2-6),在此過程中控制器100使第一蓄能器108接收流體的段的數(shù)量可大于在此過程中控制器100使第一蓄能器108排放流體的段的數(shù)量??刂破?00 —般可使第一蓄能器108填充往往比排放更多次,因為在足夠高壓(即在大于第一蓄能器108的閾值壓力的壓力)下可用的填充能量的量可小于在實施系統(tǒng)14的運動過程中所需的能量的量。第三,對于所有模式,在此過程中控制器100使第一蓄能器108排放流體的段的數(shù)量可從不大于在此過程中控制器100使第一蓄能器108接收流體的段的數(shù)量。第四,對于所有模式,僅在擺動到挖翻或擺動到傾卸加速段的過程中,控制器100可使第一蓄能器108排放流體。在挖掘周期的任何其它段過程中的排放可僅用于降低機器效率。第五,對于大部分操作模式(例如對于模式1-4),僅在擺動到挖翻或擺動到傾卸減速段的過程中,控制器100可使第一蓄能器108接收流體。
[0046]模式I可對應(yīng)擺動密集型操作,其中顯著量的擺動能量可用于由第一蓄能器108存儲。示例性擺動密集型操作可包括150° (或更大)擺動操作,諸如圖1所示的卡車裝載實例、材料搬運(例如,使用抓鉤或者磁鐵)、從附近堆料料斗進(jìn)料,或另一種操作(其中機器10的操作員通常請求苛刻的停停走走的命令)。當(dāng)在模式I下操作時,控制器100可被配置為使第一蓄能器108在擺動至傾卸加速段的過程中將流體排到擺動馬達(dá)49,在擺動至傾卸減速段的過程中從擺動馬達(dá)49接收流體,在擺動到挖掘加速段的過程中將流體排到擺動馬達(dá)49,以及在擺動到挖掘減速段過程中從擺動馬達(dá)49接收流體。
[0047]控制器100可由機器10的操作員指示:第一操作模式是當(dāng)前有效(例如,正在進(jìn)行卡車裝載),或者,可替代地,控制器100可基于經(jīng)由傳感器141監(jiān)測的機器10的性能自動識別第一模式下的操作。例如,控