[发明专利]用于控制多功能的电液系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年3月17日递交的美国临时专利申请61/453,644和在2011年3月17日递交的美国临时专利申请61/453,686的优先权，它们的公开内容以其全部援引于此。

技术领域

本发明涉及电液系统(electro-hydraulic system)。尤其而言，本发明涉及用于控制多功能的电液系统。

背景技术

电液系统广泛用于控制各种类型设备中的多功能。例如，电液系统广泛用于控制诸如农场设备、施工设备、装载设备以及移位设备等移动式设备的多重运动功能。

现有技术的用于这种移动式设备的电液系统包括液压泵和多个液压马达(诸如，例如线性液压缸促动器或旋转液压促动器等)。多个线性或旋转式液压促动器中的每个关联于设备的诸如提升和下降、伸展和收缩、旋转、倾斜以及转向等各种运动功能。例如，如果移动式设备例如是铲土机，则液压马达中的每个可与用于移动铲土机的吊杆和铲斗的功能相关联。这种类型的液压系统还包括主方向控制阀，其将压力下的液压液从一个泵或多个泵中引入到液压马达中的一个或多个，以控制液压马达的移动方向。主方向控制阀还可测量流入到液压电机的液压液流量，以控制液压马达的移动速度或速率。电操作者控制提供了操作者和控制阀之间的接口，以将泵或多个泵中的液压液引入到马达以使系统提供想要的运动功能。

在这种类型的电液系统中，期望提供能够将压力下的流体供应到多个功能的单液压泵。这些单泵多功能电液系统包括固定排量泵或可变排量泵。在固定排量泵的情况下，从泵输出的流量对于给定的泵转速是恒定的。液压马达使用恒定输出流量的一部分或全部，并且多余流量安全阀将液压马达不需要的多余泵流量引入到系统蓄液器(reservoir)或排液管(drain)。在可变排量泵的情况下，泵的输出受来自操作者接口电子控制器的电控信号所控制，并符合系统流量要求。

在这种类型的电液系统中，技术问题包括系统复杂性、到一个液压马达的流量的突然变化(其会引起在其它液压马达中不期望的抖动或不平稳的移动)、以及尤其与系统中的瞬时状况相关的调整或同步。将期望提供这样的专用电子控制液压系统，其中诸如由操作者的动作导致的、或者到达其冲程末端的液压马达所引起的、或者遇到对其移动的突然增加的阻力引起的到一个液压马达的流量的突然变化，不会引起尤其是在瞬态状况下在其它液压马达中的不良的抖动(jerking)或不平稳移动(erratic movement)。此外，将期望提供这样的一种系统，其中对于这样的瞬时状况不需要系统的精确同步和调整来最小化这样的抖动或不平稳移动。还进一步地，将期望提供这样一种系统，其中不需要液压马达位置传感器测量马达或与其相关的功能位置或参数来最小化这样不良的抖动或不平稳移动。

在用于控制多个功能的电液系统中，也可期望对于优先功能提供优先流量到其中一个液压马达。可被提供至优先功能以确保优先液压马达需要的待命流量(standby flow)将总是被泵输出满足，甚至在包括低泵转速的待命状况下。这种类型的现有技术系统可采用具有优先控制阀的固定排量泵。在这些系统中，待命流量是全部的泵流量，这可产生寄生压力损耗和系统中的热量，不会允许最佳的系统电力管理，并会提供较少的生产率。这种类型的其它现有技术系统采用单独的液压回路，其具有用于优先功能的单独专用泵。来自单独泵的优先功能流量的大小需要适合发动机空转状况，从而在较高的发动机速度时，优先回路会产生较高的损耗。

发明内容

本发明提供一种电液系统，用于控制移动式设备的多个功能。本发明提供一种系统，其能够提供泵的单独电控制，同时在瞬时系统流量状况期间限制至多个功能的液压液的流动，以最小化或者消除抖动或不平稳运动。本发明实现上述目的而无需系统的精确同步或调整。本发明也提供一种系统，其能够确保至该多个功能其中之一的优先流量。