CN101120142A - 用于控制作业车辆的设备及方法 - Google Patents

用于控制作业车辆的设备及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101120142A
CN101120142A CNA2005800481710A CN200580048171A CN101120142A CN 101120142 A CN101120142 A CN 101120142A CN A2005800481710 A CNA2005800481710 A CN A2005800481710A CN 200580048171 A CN200580048171 A CN 200580048171A CN 101120142 A CN101120142 A CN 101120142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
motor
hydraulic
pump
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800481710A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101120142B (zh
Inventor
博·维格霍尔姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Construction Equipment AB
Original Assignee
Volvo Construction Equipment AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=36916719&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN101120142(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Volvo Construction Equipment AB filed Critical Volvo Construction Equipment AB
Publication of CN101120142A publication Critical patent/CN101120142A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101120142B publication Critical patent/CN101120142B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种控制作业车辆的设备，其包括动力源(103)和液压回路(100)，所述液压回路(100)包括由动力源(103)驱动的泵(104)；至少一个液压致动器(101)，其通过第一管路(105)与泵(104)流体相通；可变排量液压马达装置(106)，其通过第二管路(107)与致动器(101)流体相通，并且位于该致动器的下游。可变排量液压马达装置(106)设置为用于控制致动器(101)的运动。

Description

用于控制作业车辆的设备及方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制作业车辆的设备，其包括动力源和液压回路，液压回路包括由动力源驱动的泵；至少一个液压致动器，其通过第一管路与泵流体相通；以及可变排量液压马达装置，其通过第二管路与致动器流体相通，并且位于致动器的下游。本发明还涉及一种用于控制作业车辆的方法。
背景技术
通常，泵由用于驱动作业车辆的内燃机可操作地驱动。
术语″作业车辆″包括类似建筑机械这样的的不同类型的材料装卸车辆，比如轮式装载车、铲式装载车、机动平路机和挖掘机。下面通过应用于轮式装载机上的实例对本发明进行描述。其只是作为优选应用场合的一个实例。
所述致动器可以是呈液压缸形式的线性致动器。为了执行特定的作业功能，轮式装载机包括若干个这样的液压缸。第一对液压缸被设置成用于转动(转向)轮式装载机。第二对液压缸设置为用于提升负载臂装置，并且在负载臂装置上设置有另外的液压缸，用于使设置在负载臂装置上的例如铲斗或叉的工具倾斜。
传统的液压***通常包括设置在液压致动器上游的定向阀，用于控制从泵到致动器的流体供应，并且因此也控制致动器的运动。根据工具的期望运动，以连续可变的方式调节定向阀。因此，来自泵的液流被节流至较大或较小的程度，以便获得期望的运动。
现有技术中的液压***在操作期间具有一定的能量损耗。下面描述这些能量损耗的某些情况。
例如，当某一功能启动时，负载达到特定速度(例如在车辆行驶期间)。通过节流液流，将负载减速至较低速度或直至停止。因此，来自负载的动能通过阀的出口被传输至流体。
此外，在一定的状态下，存在车辆不稳定的风险。例如，当车辆利用相关的致动器转向时，车辆可能出现横向振动。
此外，在工具的提升操作期间，首先通过向相关的致动器提供液压能从而将工具提升至一定高度。当工具处于升高的位置时，该能量被转换成势能。当工具降下时，该能量通过所述阀控制。当负载下降时(例如，当托盘从机架上下降时)，损失的能量特别多。
此外，在工具(具体形式为铲斗)的倾斜操作期间，首先通过向相关的致动器提供液压能从而将其倾斜向上至一定高度。当工具处于升高的位置时，这一能量被转换成势能。当工具再次向下倾斜时，这一能量通过所述阀控制。
此外，当工具下降和当工具(铲斗)为空时，重力分别形成向下的作用力。当理论上只有重力可用于移动工具时，泵在这种情况下也持续工作。
众所周知，在作业车辆内中使用了一种所谓的负载检测液压***(LS***)。LS***包括在操作期间检测致动器所受负载压力的装置。更具体地说，检测负载并且控制泵的排出压力，以至其超过存在于致动器中的负载压力一个预定差值。更具体地说，通过梭阀和激活的控制阀装置检测来自用于负载的致动器的压力(LS信号)，其中所述控制阀装置与用于负载的致动器相关联。然后，泵将液压流体输送至致动器，其程度取决于对激活的控制阀装置的操作程度。
LS***通常具有相对较高的效率。然而，LS***具有一定的能量损耗。下面描述这些能量损耗中的一部分。
在传统的负载检测***中，泵进行工作以在定向阀上保持恒定的压降。阀的开口面积决定液流。压降的大小取决于***设计和阀类型，但是其通常为10-25巴。轮式装载机工作时，发动机的转数通常较低，并且同时执行若干作业功能。这导致当阀完全开启时，泵不能使阀的压力饱和，从而依次导致低的压降。
当具有公共泵的LS***内的若干作业功能同时启动时，泵需要产生能够操作最高致动器压力的压力水平。这意味着控制另外的致动器(功能)的阀将获得非常高的压降，其将在相关的阀中得到控制。
世界上的石油资源正变得日益稀缺，由此导致石油燃料的价格增加。因此，使用石油燃料的车辆的效率在未来变得更加重要。对于作业车辆，在液压***中存在能量损耗的问题。
US6,789,387中公开了一种用于回收作业车辆中的能量的液压***。所述***设置为在过载状态下(也就是在液压缸伸出以提升负载后，由于其自重作用而缩回时)回收能量。检测过载状态，并且随后启动阀，以便来自液压缸的流体被引向液压马达，用以产生输出扭矩。一个缺点是，所述***只限于在所述过载状态下回收能量。
US6,725,581中公开了一种用于在作业车辆回收能量的液压***。所述***包括若干用于执行不同功能的液压致动器。设置有若干开关，用于引导来自所述液压致动器中的一个的回油，这取决于所检测的致动器的背压。液压马达由来自所选择的液压致动器的回油可旋转地驱动。发电机连接至泵马达，用于由泵马达的旋转力产生电能。一个缺点是，所述***只限于在同一时间实现单一功能来回收能量。
发明内容
本发明的一个目的是创造条件，使提供的液压***比现有公知的***具有更高的能效，并且解决或者是至少解决一些上面所讨论的问题。
此目的通过这样的方案达到，即，由可变排量液压马达装置形成用于控制致动器运动的装置。因此，流体经由第一管路在液压回路中从泵被泵送至致动器，并且依次地，流体经由第二管路从致动器被泵送至液压马达装置，并且进一步到达油箱。在此情况下，术语″致动器的运动″表示致动器的速度。
因此，设置在致动器下游的液压马达装置被用于控制致动器的运动。从而，不需要在致动器的上游设置方向控制阀来控制致动器，并消除了上述的节流损失问题。此外，优选地，可变排量液压马达装置作为用于控制致动器运动的唯一装置。
因此，通过可变排量液压马达装置，再结合经过第一管路的从泵到致动器的流体连接与致动器运动控制节流装置无关，从而形成用于控制致动器运动的装置。
根据本发明，流体直接从泵供应到致动器。换句话说，经过第一管路从泵到致动器的流体连接不需要节流装置，即第一管路完全开启，并且液流以无需人工操作、没有节流的方式供应到致动器。
根据本发明的一个优选实施例，所述设备包括用于电控可变排量马达装置的排量的装置。优选地，所述电控装置由控制器形成。
响应于接收来自操作者人工控制杆的作业功能信号，可以实现对排量的控制。来自操作杆的信号可以进一步在控制器中进行处理。例如，用于初始化和终止致动器运动的斜坡过渡(ramp)可以分别存在存储器中，并且用来进行排量控制。也可根据所检测到的车辆的操作参数(如动力源的转数)，对马达装置的排量进行调节。因此，能够以有效、流畅的方式控制致动器的运动。
根据本发明的另一个优选实施例，马达装置被设置成旋转连接至动力源，以便将能量传输至动力源。
借助于这种结构，任何由泵提供的额外液压通过液压马达装置回收至动力源。当泵工作在不必需的高压水平时(例如，在具有稳定泵压力的***中)，泵提供额外的液压能。
此外，通过马达装置，当工具被提升至升高位置时所具有的势能被回收，并且当工具下降时，所述能量被传输至动力源。当负载下降时，回收的能量特别高(例如，当托板从机架上下降时)。
由于液压马达装置连接至动力源，其将来自液流中的能量传输至动力源，在传统的定向阀中存在的能量损耗问题得以解决，并且由泵供应的任何额外的液压能可以在液压马达装置中回收。
根据本发明的另一个优选实施例，所述设备包括设置在第一和第二管路上的一组开/关阀，用于致动相关的液压致动器。因此，这些开/关阀适合于设置在两个端部位置中的一个处；在第一位置，流体连接完全开启，在第二位置，流体连接是完全关闭。因此，上述的压降问题基本上得以解决。开/关阀从一端部位置到另一端部位置的运动能够以连续的方式得以控制，以便变化不会太过剧烈。例如，运动距离的第一部分和最后部分包括用于使运转平稳的斜坡过渡。
在液压缸用于控制作业功能的情况下，存在两个输入到液压缸的输入管路和两个从液压缸输出的输出管路。第一输入管路连接至活塞侧，且第一输出管路连接至活塞杆侧。第二输入管路连接至活塞杆侧，且第二输出管路连接至活塞侧。开/关阀设置在这四个输入/输出管路中的每一个上，并且通过同时开启位于第一管路或第二管路处的开/关阀，通过来自泵的承压流体，液压缸可以在不同的方向上移动。优选地，控制器被设置成基于操作者的命令信号电控开/关阀。
根据本发明的另一个优选实施例，所述设备包括在操作期间检测致动器所受负载压力的装置。根据本发明，通过在控制设备中使用负载检测***，可以降低具有致动器常规控制的液压***的若干能量损耗(通过致动器上游的定向阀)。
根据本发明的另一个优选实施例，所述设备包括多个液压致动器，用于执行多个作业功能，并且一个可变排量马达装置被设置成用于控制各作业功能。因此，各作业功能，如转向、提升和倾斜，与单独的马达装置相连接。这样，可以独立于另外的致动器来对各致动器的运动进行控制。当若干作业功能同时使用时，能量回收尤其有效。泵为用于最大负载作业功能提供足够高的压力，并且通过马达装置回收所有额外能量。
根据本发明的另一个优选实施例，动力源以如此方式连接至车辆内的至少一个另外的能量使用***/部件，使得通过马达装置回收的能量可以输送给它。例如，当工具下降时，由于马达装置将接收负载臂装置和负载的势能，从而马达装置回收的能量大于由泵提供的能量。通过动力源，此额外能量可以用于驱动例如车辆传动***和/或其它车辆***，如制动***和/或如风扇与发电机之类的部件。
下文中，术语″传动***″表示位于发动机下游的、用于将功率从发动机传输至车辆地面接合部件(车轮或轨道)的设备。
本发明的另一个目的是获得一种控制方法，其比现有公知的控制方法具有更高的能效，并且解决或者是至少解决上面所讨论的一些问题。
此目的通过根据权利要求20所述的方法实现。
通过阅读下面的详细描述及所附的权利要求，本发明的其它有利的实施例和其它优点将变得显而易见。
附图说明
下面将参照附图中所示出的实施例对本发明进行说明，其中：
图1示意性地示出了轮式装载机的侧视图，
图2示出了作业车辆内用于能量回收的***原理，
图3示出了用于图1中轮式装载机的设备的实施例，以及
图4示出了相对于图3中的实施例的可替选的LS***。
具体实施方式
图1示出了轮式装载机1。轮式装载机1的车身包括车身前部2和车身后部3，各部分都具有一对半轴12、13。车身后部3包括司机室14。车身部分2、3以这样的方式相互连接，即，通过呈液压缸4、5形式的两个第一致动器，它们可以绕着垂直轴线相对于彼此枢转，其中所述液压缸4、5设置在两车身部分之间。因此，在车辆行驶方向上，液压缸4、5被设置成位于车辆水平中心线的各侧，以便转动轮式装载机1。
轮式装载机1包括用于处理物体或材料的装备11。装备11包括负载臂装置6和工具7，所述工具7呈安装在负载臂装置上的铲斗的形式。负载臂装置6的第一端可枢转地连接至车辆前部2。工具7可枢转地连接至负载臂装置6的第二端。
通过两个呈液压缸8、9形式的两个第二致动器，负载臂装置6可以相对于车辆前部2提升和下降，各液压缸在其一端连接至车辆前部2，在其另一端连接至负载臂装置6。通过呈液压缸10形式的第三致动器，铲斗7可以相对于负载臂装置6倾斜，液压缸10的一端连接至车辆前部2，另一端通过连杆臂***15连接至铲斗7。
图2示出了用于液压回路100内的能量回收的简化设备，所述液压回路100包括设置为用于移动负载102的液压缸101。所述设备包括动力源103，其呈用于驱动轮式装载机的柴油机的形式。所述设备还包括泵104，其由动力源103可旋转地驱动。
液压缸101被设置成经由第一管路105与泵104流体相通。可变排量液压马达装置106被设置成经由第二管路107与液压缸101流体相通，并且位于液压缸的下游。所述马达装置106包括单独的马达。流体容器120被设置在马达106的下游，用于收集流体。
第一管路105分支成两个至液压缸的输入管路108、109。第一输入管路108连接至活塞侧，第二输入管路109连接至活塞杆侧。两个输出管路110、111也被连接至液压缸。第一输出管路110连接至活塞杆侧，第二输出管路111连接至活塞侧。两输出管路110、111合并至第二管路107。
开/关阀112、113、114、115分别设置在这四个输入/输出管路108、109、110、111中的每个上。通过同时开启第一输入管路108上的开/关阀112和第一输出管路110上的开/关阀114，可以提升负载102。同样，通过同时开启第二输入管路109上的开/关阀113和第二输出管路111上的开/关阀115，可以降低负载102。
所述设备包括控制器或电子控制单元116，其连接至各开/关阀112、113、114、115，用于对它们进行电控，参见虚线。
所述设备还包括控制杆或控制手柄117，用于由司机进行操作。控制杆117电气连接至控制器116。控制杆117的操作产生指示要求负载102提升或降低的作业功能信号。
可变排量液压马达106被设置成用于控制负载102的运动速度。此外，从泵104到液压缸101经过第一管路105、108、109的流体连接独立于致动器运动控制节流装置。控制器116电气连接至马达106，用于根据操作者的请求，通过控制杆117调节排量。
柴油机103通过传动轴118机械式地驱动泵104。传动轴118还机械式地连接至马达106。因此，泵104和马达106在操作期间以同样的速度旋转。传感器119检测柴油机输出轴118的转速。所述传感器119电气连接至控制器116。
下面描述移动负载102的方法的实例。
操作者操作控制杆117，产生相应的信号，其具有负载102的方向和速度的请求信息。控制器116接收所产生的功能信号。如果作业功能信号要求负载102提升，控制器开启至活塞侧的输入管路上的开/关阀112和活塞杆侧上的输出管路上的开/关阀114。其他的开/关阀113，115保持关闭。
取决于控制杆117从空档位置的移动程度，控制器116接收到的作业功能信号还包括有关负载102运动所需速度的信息。此外，控制器116还接收指示柴油机103速度的信号。响应于作业功能信号和发动机转速信号的接收，控制器116调节马达106的排量。因此，液压缸101内活塞的运动速度以及负载102的运动速度得到控制。优选地，液压缸内的活塞的运动从静止状态开始根据存储在计算机存储器中的预定斜率增加，从而达到操作者所需的最终速度。因此，基于控制杆117的位置信息和马达106的速度信息，执行对马达106的排量的调节。
由于马达106可旋转地连接至发动机103，马达106中任何回收的能量均被传输回泵104和发动机103。
图3示出了用于控制图1中轮式装载机的设备的优选实施例。第一液压回路201被设置成用于通过一对转向液压缸4、5控制轮式装载机1的转向(转动)。第二液压回路202被设置成用于通过一对提升液压缸8、9提升负载臂装置6。第三液压回路203被设置成用于通过摆缸10倾斜工具6。
所述设备包括呈用于驱动轮式装载机的柴油机形式的动力源204。动力源204可旋转地驱动第一泵205，该泵为第一、第二和第三液压回路201、202和203所共用。
可变排量泵104、205包括传动轴；具有多个活塞孔的可旋转缸体；抵靠可倾斜的旋转斜盘而被保持的活塞；以及阀板。当旋转斜盘相对于传动轴的纵轴线倾斜时，活塞在活塞孔内部作往复运动，从而产生抽吸作用，并将承压流体排放至出口。当旋转斜盘位于中心位置且没有倾斜时，活塞不作往复运动，且泵不产生任何排放压力。
转向液压缸4、5被设置成通过第一管路206与第一泵205流体相通。第一可变排量液压马达装置207被设置成通过第二管路208与转向液压缸4、5流体相通，并且位于转向液压缸的下游。所述第一马达装置207包括单独的马达。流体容器209设置在马达207的下游，用于收集流体。
可变排量液压马达106、207包括传动轴；具有多个活塞孔的可旋转缸体；抵靠可倾斜的旋转斜盘而被保持的活塞；以及阀板。当旋转斜盘相对于传动轴的纵轴线倾斜时，活塞在活塞孔内部作往复运动，从而产生抽吸作用。由活塞产生的抽吸作用使缸体和传动轴旋转，从而当入口的流体压力高于出口时提供马达转矩输出。当旋转斜盘位于中心位置且没有倾斜时，活塞不作往复运动，且马达不产生任何输出转矩。
装置106a、207a可操作地接触相关联泵的旋转斜盘，用于调节排量。调节装置106a、207a由控制器116、220电控。根据一个实例，调节装置106a、207a包括电控比例阀，用于利用承压流体对旋转斜盘进行作用，并因此使其移动。调节装置106a、207a还包括角度传感器，其被设置成检测旋转斜盘的位置，以便当达到所需要的角位置时终止旋转斜盘的运动。
第一管路206分支成两个至转向液压缸4、5的输入管路210、211。第一输入管路210连接至活塞侧，第二输入管路211连接至第一转向液压缸4的活塞杆侧。
两个转向液压缸4、5通过两个交叉作用的中间管路240，241彼此连接。因此，转向液压缸4、5被设置成在相反的方向上同时移动。第一中间管路240连接第一转向液压缸4的活塞杆侧和第二转向液压缸5的活塞侧。第二中间管路241连接第一转向液压缸4的活塞侧和第二转向液压缸5的活塞杆侧。
两个输出管路212、213连接至第二转向液压缸5。第一输出管路212连接至活塞杆侧，第二输出管路213连接至第二液压缸5的活塞侧。两个输出管路212、213合并至第二管路208。
开/关阀214、215、216、217分别设置在四个输入/输出管路210、211、212、213中的每个上。通过同时开启第一输入管路210上的开/关阀214和第二输出管路213上的开/关阀217，车辆可以朝向第一方向转动。同样，通过同时开启第二输入管路211上的开/关阀215和第一输出管路212上的开/关阀216，车辆可以朝向相反的第二方向转动。
所述设备包括控制器220，其连接至各开/关阀214、215、216、217，用于对它们进行电控。
所述设备还包括呈方向盘221形式的第一转向装置，用于操作者进行操作。方向盘221的角度传感器225电气连接至控制器220。方向盘221的操作产生指示车辆转向请求的作业功能信号。
所述设备还包括呈控制杆或控制手柄222形式的第二转向装置，用于操作者进行操作。转向控制杆222电气连接至控制器220。控制杆222的操作产生指示车辆转向请求的作业功能信号。
在某种情况下，车辆的操作者可优选选择两个转向装置221、222中的一个。
可变排量液压马达207被设置成用于控制转向液压缸4、5的运动速度。此外，从泵205到转向液压缸4、5经过第一管路206、210、211的流体连接独立于致动器运动控制节流装置。控制器220电气连接至马达207，用于根据操作者通过转向控制装置221、222的请求来调节排量。
柴油机204通过变速器230和第一传动轴231机械式地驱动泵205。第一传动轴231还机械式地连接至马达207。因此，泵205和马达207在操作期间以同样的速度旋转。传感器232检测柴油机204的输出轴233的转速。所述传感器232电气连接至控制器220。
单向阀234设置在第一管路206上，并且起到负载保持阀的作用，用于转向功能。
液压回路形成负载检测***244。负载检测液压***244的特征在于：检测负载工作条件，并且控制泵205的排出压力，以至其超过存在于液压缸中的负载压力以预定差值。
泵205不控制致动器4、5的速度，而是只提供特定的压力，这意味着当***压降过低时，泵需要得到通知。泵205应提供足够的压力，以便液压缸的活塞侧和活塞杆侧的压力不会低于预定水平(例如10巴)。此外，当没有执行任何功能时，需要在***内具有一定压力(例如10巴)，以便润滑泵205。
因此装置245，246设置用于在操作期间检测液压缸4、5经受的负载压力。所述检测装置由电压力传感器245，246形成，其产生压力信号至控制器220。
此外，电控减压阀247被设置成与泵205连接，用于调节泵的排出压力。减压阀247设置在第一管路206和泵205的排量控制装置之间的侧管上，用于调节第一管路和泵之间的流体连接。换句话说，减压阀247适合于根据来自控制器220的信号而发送液力LS信号至泵205。因此，来自控制器的信号可以与压力传感器245，246所检测到的压力程度相关，也可以与其无关。
因此，在操作期间，控制器220接收操作者控制装置221或222被激活的信息，以及压力传感器245，246的压力程度的信息。之后，通过发送相应信号至减压阀247，控制器220控制泵205的输出压力。
为实现平稳起动功能，可变排量马达207被设计成当旋转斜盘相对于传动轴的纵轴线在相反方向上具有某种程度的倾斜时，能够发挥作用。这样的旋转斜盘位置通常指″过中心″位置。当旋转斜盘朝向过中心位置稍微倾斜时，马达207将具有小型泵的功能。被泵送的流体将泄入马达壳体，并进一步到达油箱209。马达207应设计成这样，即，在″过中心″位置产生的压力处于可控的较小的水平(例如10巴)。单向阀250设置在位于马达207上游的第二管路208上，以便防止在错误的方向上运行功能。当启动作业功能时，所讨论的输出开/关阀216，217顺次完全开启。因此，马达初始处于″过中心″位置。控制器220控制马达207的排量，然后马达的旋转斜盘从″过中心″位置移动，经过中间的中心位置，从而到达控制液压缸4、5的速度所需的位置。
此外，在一些负载情况下，当泵205不能供应所需要的液流时，需要辅助满载(after-fill)液压缸。双位置辅助阀(backup valve)260设置在马达207的下游。此外，单向阀261、262设置在分别连接至液压缸的活塞杆侧和活塞侧的出口管道263、264上。这些出口管道263、264合并至连接至马达207下游的公共管路265，旁路(bypass)辅助阀260。先导压力管路259连接至公共管路265，并且连接至辅助阀260的先导压力侧，用于将先导压力作用在辅助阀上。这样，辅助阀可以阻止从马达207至油箱209的流体连接，且因此流体将经由旁路辅助阀260的管路267、经由公共管路265和出口管道263、264回流至液压缸。
当需要满载液压缸时，辅助阀260被设置成关闭；当不需要满载液压缸时，辅助阀260被设置成开启。杆268连接至辅助阀260的与先导压力侧相反的一侧。杆268具有彼此相距一段距离的两个凹槽，限定辅助阀260的两个位置。弹簧加载滚珠269适合于在某一时刻容纳在所述凹槽的一个之内。此外，辅助阀260通过弹簧270进行弹簧加载。
贮液器266流体相通地连接至公共管路265，所述公共管路265在马达207和第二液压缸5的出口侧之间延伸。贮液器266被设置成这样，即辅助阀260不会频繁移动。因此，这样延长了辅助阀的使用寿命。当贮液器266被充满至某一程度时，辅助阀260将完全开启，并且在阀上将没有压降。当贮液器266的压力降到某一程度时，辅助阀将再次关闭，并且贮液器266将被再次充满。当不必满载液压缸时，贮液器将供应充足的压力，以将辅助阀保持在开启位置，并因此不产生任何压降。辅助阀260要求具有一定的迟滞。辅助阀260被设计成在某一低压力水平(例如4巴)关闭，在某一高压力水平开启(例如8巴)。
当泵不能供应所需求的液流至液压缸时，并不是只能用如上所述的辅助阀260***的功能。例如当负载臂装置6下降，或者是当铲斗7为空并且其运动全部是由于重力作用而发生时，也可用到所述***。在此情况下，液压缸的入口侧可以关闭，并且泵可以用于其它用途。
下面将描述用于防止功能失效的方法。当泵205到达其最高压力水平，并且没有移动液压缸的能量时，马达207的排量需要向下调整。此外，当马达的速度高于液压缸，同时液压缸的速度高于泵时，马达207的排量需要向下调整，例如，在空铲斗下降期间可能发生这种情况。可以这样防止失效，即，控制器220从液压缸的活塞侧和活塞杆侧接收来自位于出口管道212、213上的压力传感器245，246的压力信号。如果检测到的压力低于预定水平，那么向下调整马达207。如果此调整方法不能满足要求，那么将通过如上所述的满载***来再生流体。
作为如上所述的失效防止方法的可选方案或补充方案，电动操作的压力传感器可以设置在液压缸的入口管路210、211上。控制器220将接收来自入口压力传感器的压力信号，并能够向下调整马达的排量。这样，泵不能到达最高压力的问题得以解决。
优选地，相对于如提升和倾斜的其它作业功能来说，转向功能优先，以便当液压***不能实现全部所需作业功能达到需求程度时，得以保证转向能力。控制器220被编程，用于执行这些优先的功能。
根据一个优选的方法，例如通过传感器232检测发动机转速，并且基于检测到的发动机转速计算最大泵流量。此外，控制器接收来自转向装置221、222的、关于操作者请求的转向速度的信息。如提升和倾斜这样的另外的作业功能随后被降低至转向液压缸4、5接收使车辆转向所必需的动力的程度。
所述设备还包括辅助回路272，用于当所述设备内出现的故障防碍经由第一回路201的转向控制时，控制转向功能。辅助回路272包括辅助泵274和驱动辅助泵274的电动机275。辅助泵274通过电控三位置定向阀276连接到位于第一转向液压缸4的活塞侧上的输入管路210和位于第二转向液压缸5的活塞侧上的输出管路213。定向阀可以是开/关型定向阀或连续可变型定向阀中的任何一种。
装置273被设置成检测车辆前部2和车辆后部3之间的相对角度。传感器273电气连接至控制器220。因此，控制器220接收关于两个车辆部分的相对位置的信息。
当操作者请求通过转向装置221或222使车辆转向，并且没有检测到两个车辆部分之间的相对运动时，控制器激活辅助转向控制回路272。下面将描述辅助回路的更多操作过程。
全部的开/关阀214、215、216、217关闭，液压马达207的排量向下调整至零。这样，防止了任何从辅助泵274的漏油。控制器220致动电动机275，其顺次驱动辅助泵274。通过控制定向阀276的位置，执行转向液压缸4、5的转向。
在某些情况下，期望不致动辅助转向***272。当控制器220记录有车辆的前部2和后部3之间没发生相对运动，并且同时接收到来自压力传感器245、246的、表明转向液压缸输入压力等于所输送的泵压力的信息时，不致动辅助转向***272。
在操作期间，马达207将回收来自转向功能的所有多余能量，并且将这些能量传输至发动机204。经由支路284，这些回收能量可以通过发动机204用于驱动其它的***，如车辆传动***287、制动***285，以及如风扇286、发电机等的部件。第二泵271被设置成将承压流体供应至部件285，286，并且通过变速器230，第二泵271由发动机204可旋转地驱动。
下面描述第二液压回路202，其被设置成用于通过一对提升液压缸8、9提升负载臂装置6。第二液压回路202的设置和功能类似于用于转向功能的第一液压回路201。因此，下面只描述主要的不同之处。
提升液压缸8、9被设置成同时在相同的方向上移动。提升液压缸8、9通过两个中间管路280、281互连。第一中间管路280连接液压缸8、9的活塞杆侧，第二中间管路281连接液压缸8、9的活塞侧。第二液压回路202包括一对入口开/关阀290、291和一对出口开/关阀292、289，它们的布置方式与第一液压回路201的开/关阀的布置方式相同。
泵205供转向液压缸4、5和提升液压缸8、9公用。第二液压可变排量马达装置282流体相通地连接至提升液压缸8、9，且位于提升液压缸8、9的下游。所述第二马达装置282包括单独的马达。而且，第二可变排量马达282被设置成用于转动地联接至发动机204，以便传输能量至发动机。第二马达282设置在单独的传动轴283上。而且，第二马达282具有电控装置282a，用于调节排量。
所述设备包括呈控制杆形式的提升控制装置223，用于操作者进行操作。提升控制装置223电气连接至控制器220。提升控制装置223的操作产生指示负载臂装置6提升请求的作业功能信号。
下面将描述负载臂装置6下降时的能量回收。马达282将回收来自负载臂装置和负载的能量，并且将这些能量传输至发动机204。经由支路284，这些回收的多余能量可以通过发动机204用于驱动其他的***，如车辆传动***287、制动***285，以及如风扇286、发电机等的部件。
根据用于在所述负载臂装置下降期间回收能量的控制策略的一个实例，通过入口开/关阀290、291，泵205与液压缸8、9之间的流体连接被切断。在此下降操作期间，泵205可以用于其他的功能/用途。负载臂装置6的重量(以及工具7上的任何负载)驱动负载臂装置的下降运动，并且，控制器220通过马达282控制其速度。如果电动机的转速增加超过负载速度，那么通过记录液压缸的出口侧上的压力，控制器220将其记录。如果这样，控制器220向下调整马达282，以便其再次与负载接触。
第二液压回路202可以设计成不同的形式。根据第一个实例，在所述下降操作期间，位于液压缸9的活塞杆侧的出口管道上的开/关阀292关闭。随后，来自液压缸9的活塞侧上的出口的全部流体经由马达282被输送至油箱209。此第一实例要求具有能处理大流量的马达。
根据第二个实例，在所述下降操作期间，位于液压缸9的活塞杆侧的出口管道上的开/关阀292开启。来自第二转向液压缸5的活塞侧的液压流体流中的一部分随后被引导至第二转向液压缸5的活塞杆侧。更具体地说，只有与活塞杆面积相对应的流体量经由马达282输送至油箱209。此第二实例所要求的马达不需要处理非常大的流量，但是取而代之的是，其要求能够处理高的流体压力。如果活塞杆面积是活塞面积的70％，这意味着马达282的排量减少70％，但是取而代之的是，其承受的压力增加70％。关键部分是当需要启动泵时，泵205是怎样启动的。下面描述用于连接泵的示例性方法：
当负载没有跟上马达282的速度时，马达将被向下调整，以便其总与负载保持接触。当液压缸速度太低时，泵205启动。其通过下面的方式实现：当马达282被向下调整至预定水平时，在一个较短的时期内，马达282的排量增加。随后，马达将在短时间内被加速至与负载相同的速度，并且，液压缸8、9将通过满载阀293、294得到流体供给。在上述时刻，通过增加马达282的排量所产生的流体流量对应于通过液压缸的活塞侧所供应的流量。当排量增加完成，并且泵通过活塞杆侧上的入口开/关阀291连接至液压缸时，活塞杆侧上的出口开/关阀292将关闭。现在，可以通过马达282持续进行对功能速度的进一步控制。
泵205不控制致动器4、5的速度，而是只提供特定的压力，这意味着当***内的压降太低时，泵需要得到通知。对于提升液压缸8、9，当重负载驱动泵时(例如当工具下降时)，在活塞杆侧(即泵侧)上产生最低的压力。此外，当泵205需要驱动负载臂装置向下运动以便降低工具时，在活塞侧(即出口侧)生成最低压力。
此外，通过第二液压回路202实现用于将铲斗7从升高后的位置返回至预定的较低位置的自动步骤。此自动步骤通常称为返回挖掘状态(RTD)。当操作者致动控制装置226时，RTD功能自动执行，其中所述控制装置226优选为按钮的形式，其电气连接至控制器220。所述设备包括用于决定负载臂装置6相对于车辆前部2的角位置的装置257。压力传感器251、252设置在提升液压缸8、9的输出管路253、254上，以检测负载的重量。压力传感器251、252电气连接至控制器220。
所述角度决定装置257电气连接至控制器220，并且，其可以由设置在负载臂装置6和车辆前部2之间的连接处的角度传感器形成。作为可选方案，角度决定装置257可以由设置为检测提升液压缸8、9的延伸量的传感器形成。
下面描述自动操作的RTD步骤的一个实例。控制器220接收来自RTD控制装置226的信号，所述RTD由操作者要求来执行操作。此外，控制器进一步连续地接收来自传感器257的关于负载臂装置6角位置的信息。通过提升液压缸8、9的致动，负载臂装置6从升起的初始位置朝向地面下降，并且，当其已经到达某一中间位置时，通过向下调节第二液压马达282的排量，直到负载臂装置6到达预先决定的较低挖掘位置，负载臂装置6的运动被制动。控制器220根据特定的工作条件计算制动距离。此外，控制器220能够因此基于制动距离和预定挖掘位置来决定所述特定的中间位置，在所述特定的中间位置开始制动。此外，液压马达排量的调节程度取决于发动机转速，其通过所述发动机转速传感器232检测。
此外，作为对所描述的RTD步骤的补充，所述设备包括用于决定铲斗7相对于负载臂装置6的角位置的装置255。所述角度决定装置255电气连接至控制器220，并且可以由设置在负载臂装置6和铲斗7之间的连接处的角度传感器形成。作为可选方案，角度决定装置255可以由设置为检测倾斜液压缸10的延伸量的传感器形成。当启动RTD步骤时，如果控制器接收来自铲斗角度传感器255的、表明铲斗向下倾斜成某一特定的预定程度的信息，铲斗自动地倾斜至预定的中间位置，当到达预定的较低挖掘位置时，铲斗基本上与地面平齐。
现在描述第三液压回路203，其设置为用于通过摆缸10使铲斗7倾斜。第三液压回路203的设置和功能类似于第一和第二液压回路201、202。因此，下面只描述主要的不同之处。
泵205为用于转向液压缸4和5、提升液压缸8和9以及摆缸10的公共泵。第三液力可变排量马达装置295流体相通地连接至摆缸10，位于摆缸10的下游。所述第三马达装置295包括单独的马达。此外，第三可变排量马达295被设置成用于可转动地连接至发动机204，以便传输能量至发动机。第三马达295可驱动地设置在与第二马达282相同的传动轴283上。此外，第三马达295具有电控装置295a，用于调节排量。
第三液压回路203包括一对入口开/关阀277、278和一对出口开/关阀279、288，它们的布置方式与第一和第二液压回路201的开/关阀的布置方式相同。
所述设备包括呈控制杆形式的倾斜控制装置224，用于操作者进行操作。倾斜控制装置224电气连接至控制器220。倾斜控制装置224的操作产生指示铲斗7倾斜请求的工作功能信号。
此外，通过第三液压回路203，完成用于振动铲斗7的自动步骤，所述振动清理铲斗7上的残留物等。此自动步骤通常称为铲斗抖落。当操作者致动控制装置256时，RTD功能自动执行，其中所述控制装置256优选呈按钮形式，且电气连接至控制器220。通过减压阀247，控制器220控制至泵205的较高的、优选为最大的LS压力。控制器220将液压马达295的排量调节至一定程度。控制器220还控制开/关阀277、278、279、288开启及关闭至某一幅度，并以一定的频率使铲斗7来回振动。频率优选为处于5-15Hz之间。在铲斗抖落期间，在此频率幅度，泵排量将不会被向下调节，并且液压马达295的排量被控制为正向。
连接装置296设置在发动机204和第二和第三马达282、295之间，用于在马达与发动机驱动连接的状态下将马达分开。更具体地说，连接装置296设置在位于马达282、295和变速器230之间的公共传动轴283上。连接装置296由液力盘式离合器形成。通过断开马达，可以去除马达282、295内的、由于马达旋转造成的阻力损失。运输模式期间，即当车辆运输较长的路程时，用于提升和倾斜作业的第二和第三液压回路202、203通常没有使用。因此，连接装置296被控制成在运输模式期间断开马达282、295。
能够以不同的方式通过连接装置296实现第二和第三马达282，295的断开：当车辆到达预定速度时(对应于运输模式，例如25公里/小时)手动、自动地执行；从其最后一次致动开始经过预定时间周期后自动执行；根据特定的运行特点(如车辆速度、发动机转数、所选档位以及其它功能的启动等等)自动执行。
作为液力盘式离合器的替代方案，连接装置296由飞轮形成。此外，离合器装置可以嵌入在相应的液压马达282、295内。
发电机297可旋转地连接至发动机204。在图4示出的实例中，发电机297连接至从发动机204伸出的输出轴233上，其位于发动机204和变速器230之间。从马达207、282、295回收的能量可以存储在发电机297中。作为可选方案，电池(未示出)连接至发电机297。电池可以依次连接至其它的能源消耗部件。发电机297可以进一步当作马达使用，并从电池再生成能量。
轮式装载机1的车轮由半轴12、13驱动，参见图1，半轴12、13依次由发动机204通过传动***以公知方式驱动。在图3中示出了传动***内的转换器287。转换器287由发动机204通过变速器230驱动。液压马达207、282、295内的所有回收的能量可以用于通过转换器287驱动车辆。
根据另外的步骤，控制液压功能的功率输出。更具体地说，在特定条件下，用于液压功能的最大可用功率输出受到限制。例如，当发动机204转速低，并且传动***需要大功率输出时，用于液压功能的最大可用功率输出暂时被限制。通过压力乘以流量确定液压功率。控制器220决定是否需要限制液压功率输出，以及液压功率输出应当被限制至何种程度。通过所述压力传感器确定压力，并且计算总的可用流量输出。通过液压马达207、282、295的排量位置和发动机转速确定流量。液压功率输出的限制可以伴随有对液压马达207、282、295排量的限制。
根据计算总体可用流量的可选方案，控制器220连续监测传动***功率的需求，并且分别连续地增加或减少总流量，以便发动机204适当地工作，不会出现不希望的停车现象。此外，对于不同的作业功能，最大可用液压功率可以优选为不同。
根据另外的一个方法实例，最大可用致动器力被限制。通过限制最大可用致动器力，当反作用力大于某一预定力时，致动器将停止运动。因此，检测致动器压力，并且，当被测压力到达特定的预定最高水平时，将液压马达的排量减少到这种程度，即，致动器(和负载)的速度减小至零。根据第一可选方案，由操作者选择特定的预定最高压力值。根据第二可选方案，取决于当前的车辆运行模式，自动地选择特定的预定最高压力水平。基于其它控制器可以获取的参数，由控制器220确定车辆当前的运行模式。
根据另一个过程实例，基于液压***的温度来控制液压功能的最大可用功率输出。优选地，液压***的最大可用功率输出被确定为温度的函数。根据第一可选方案，预先确定最高温度，例如95摄氏度。当检测到的温度超过预定最高温度时，按比例地限制液压***的最大可用功率输出。根据第二可选方案，预先确定最低温度，并且，当检测到的温度低于预定最大温度时，按比例地限制液压***的最大可用功率输出。对于发动机转速过低的情形，用于控制液压***的最大可用功率输出的方法与如上所述的情况相同。
相对于图3所示的实施例来说，图4举例说明一个可选的、简化的液压LS***。下面将只描述涉及可选的LS***的特征。为便于说明，图3中的一对转向液压缸4、5在此由一个单独的液压缸301替代。同样地，图3中的一对提升液压缸8、9由一个单独的液压缸302替代。
支路304被设置成用于决定液压缸301的哪一侧的压力最高。通过杆307，两个对置的梭阀305、306的滚珠机械地彼此刚性连接。液压缸301的输入压力通过管路308、309作用在各滚珠上，所述管路308、309分别连接至第一和第二输入管路210、211。
这样，存在于液压缸301的入口的最低流体压力被引导至电控定向阀310。
设置与所描述的用于转向功能的LS支路类似的LS支路320，用于实现提升功能。
两个支路的两个定向阀310、321各自与第一管路206流体相通。通过另外一对对置的梭阀322，其中该对梭阀具有与上述梭阀相类似的结构，两个定向阀310、321彼此连接，用于控制另一控制阀311，其依次被设置成控制泵205的排出压力。
作业车辆可以具有静压传动。在这种情况下，通过发动机204，回收的能量还可以用于驱动静压传动内的泵或其它部件。
此外，本发明为在车辆内集成不同***的泵功能创造了条件。
根据第一实例，车辆装备有静压传动。静压传动可以包括两个泵。这些泵可以部分地用于作业功能，如提升、倾斜及辅助功能。当车辆高速行驶时，这些作业功能并不需要大流量，这意味着泵可以用于驱动车辆。与之不同的是，当静压传动不需要大流量时，在低车速下所述作业功能需要较大流量。因此，所述作业功能的泵流量需求与静压传动的泵流量需求互为补充。当静压传动只有一个泵时，其可能同时用于静压传动和所述作业功能。就后者来说，每个***需要能管理另一***的最大压力水平。
参见图3，用于供给车用发动机204的冷却风扇和/或用于车辆制动***的另一泵271与发动机204驱动连接。根据泵集成的第二实例，所述泵271可以用于作业功能：转向、提升和/或倾斜。此泵271可以被较短时间地连接至作业功能，从而在存在需求时增加泵功率。
控制器116、220包括存储器，其依次包括具有计算机程序段或程序代码的计算机程序，用于当程序运行时执行控制方法。此计算机程序能够以多种方式通过传输信号传输到控制器，例如，以有线或无线方式从另一计算机下载，或安装在存储电路中。特别地，传输信号可以通过国际互联网传输。
本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读装置上的计算机程序段，用于当程序运行时执行测量方法。例如，计算机程序产品可以磁盘或CD组成。
无论如何，本发明不限于以上描述的实施例，取而代之的是，在不背离本发明所附权利要求范围的情况下，可以进行多种变化和修改。
作为RTD控制按钮226的替代方案，RTD致动可以由其它装置启动。例如，提升杆223可以用于启动RTD过程。提升杆223运动至其运动范围的端部位置可以启动RTD功能。例如，提升杆223可以是通过电磁铁或类似装置锁定在其端部位置并自动释放，并且，当工具到达预定较低位置时返回到中间位置。
作为图3所示位置的替代方案，传感器232可以设置在另外的位置，例如在变速器230内。传感器232的用途是确定轴的速度，相应液压马达可旋转地连接至所述轴。当传感器232检测到传动轴/旋转元件(如变速器内的齿轮)的转速不同于马达轴时，控制器220计算马达轴的实际速度。
所述作业功能中的一个可以使车辆上部相对于车辆下部转动。这是挖掘机常用的设备，车辆上部包括司机室，下部包括地面接合部件，如轨道或车轮。在此情况下，致动器由液压马达形成。
根据LS***的一个可选控制方法，通过由控制器220调节相关联的马达的排量，控制致动器的速度，即负载的速度，这仅仅取决于用于作业功能的顺次的控制杆位置。
根据可供选择的设备，用开放的中央***代替LS***。对于高负载压力，响应于作业功能控制杆的某一位置，负载速度通常将减小。因此，较重的负载将使致动器移动得更慢。根据一种用于开放式中央***的可供选择的控制方法，通过用于液压缸的压力传感器检测所述液压缸的压力，检测作业功能控制杆的位置，并且基于检测到的液压缸压力和控制杆位置，控制相关的液压马达的排量。
参见图3，作为公用传动轴283上的第二和第三液压马达282、295的所述设备的替代方案，两个马达可以设置在不同的传动轴上。
根据上述实施例的一个可供选择的方案，其中公用泵用于所有作业功能，一个泵可以用于每个作业功能。
根据各作业功能只使用一个马达106、207、282、295的可选方案，术语″马达装置″包括多个马达。在单个马达装置内的多个马达可以在公用传动轴上串联布置。此外，在单独的马达装置内的多个马达被布置成相对于至相关致动器的流体连接呈并联状态，以便马达装置中的至少一个马达断开与相关致动器之间的流体连接。
此外，由于液压马达有阻力损失，希望尽可能地使用小马达。因此，根据图3中连接一对转向液压缸4、5的特定管路设备的可选方案，只有第二转向液压缸5连接至马达。更具体地说，第二转向液压缸5的出***塞侧连接至马达。第一转向液压缸4的活塞杆侧通过阀连接至油箱。根据此可供选择的方案的一种变形，第一转向液压缸4的活塞杆侧连接至马达，而第二转向液压缸5的活塞侧连接至油箱。
根据以上描述的本发明的实施例，不管是在哪种运行模式，可变排量液压马达106、207、282、295中的每一个都被设置成用于控制相关的致动器的运动。因此，作为可选的控制装置，液压马达并不只是用于在特定的运行模式进行致动，如能量回收模式，取而代之的是，在操作期间连续地用于所有运行模式。换句话说，只要相关的致动器被激活，将通过液压马达装置控制致动器的运动速度。
以上描述的、用于对各种作业功能控制液压缸速度的、采用单独的马达的技术，可以与公知的技术进行组合，对于特定的作业功能，例如倾斜，控制阀装置设置在摆缸的上游，用于在执行其它作业功能时控制摆缸的运动，例如提升，液压马达设置在提升液压缸的下游，用于控制提升液压缸的运动。公用泵还可以用于提供承压流体至摆缸和提升液压缸。
参照最后段落的描述，如上所述的满载***，参见图3中的辅助阀260，还可以用于满载液压缸，其以不同的方式进行控制，例如，通过位于液压缸上游的控制阀装置。在此情况下，双位置辅助阀设置在液压缸的下游，与如上所述的情况相同。
此外，以上描述的、用于对各种作业功能控制液压缸的速度的、采用马达装置的技术，可以与公知的技术进行组合，对于特定的作业功能，例如提升，控制阀装置设置在提升液压缸的上游用于其运动，此外，液压马达设置在提升液压缸的下游，用于控制它们的运动。根据这种方案，可以选择控制液压缸运动的方式。例如，对于第一特定车辆运行模式，选择控制阀控制液压缸，对于第二特定车辆运行模式，选择液压马达控制液压缸。例如，在运输模式，当车辆移动较长距离，并且液压***根本不用或者不是频繁使用时，选择控制阀控制液压缸。与之相反，在材料装卸模式，当液压***频繁使用时，选择液压马达控制液压缸。这样，在运输模式下，马达产生的阻力损失可以降低。
根据另一可供选择的方案，两个作业功能，例如提升和倾斜，可以通过阀装置连接至公用的液压马达。当使用作业功能中的第一个时，马达通过阀装置连接至相关的第一作业功能液压缸。当使用作业功能中的另一个时，马达通过阀装置连接至相关的第二作业功能液压缸。

Claims (31)

1.一种用于控制作业车辆(1)的设备，包括动力源(103，204)和液压回路(100；201，202，203)，所述液压回路(100；201，202，203)包括由动力源(103，204)驱动的泵(104，205)；至少一个液压致动器(4，5，8，9，10；101)，其设置成通过第一管路(105；206)与泵(104；205)流体相通；以及可变排量液压马达装置(106；207，282，295)，其设置成通过第二管路(107；208)与致动器(4，5，8，9，10；101)流体相通，并且位于该致动器的下游，
其特征在于：
可变排量液压马达装置(106；207，282，295)被设置成用于控制致动器的运动(4，5，8，9，10；101)。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于电控可变排量马达装置(106；207，282，295)的排量的装置( 16；220)。
3.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：马达装置(106；207，282，295)被设置成转动连接至动力源(103；204)，以便将能量传输至该动力源。
4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于：动力源(103；204)以如此方式连接至车辆内的至少一个另外的能量使用***/部件(285，286)，使得由马达装置(106；207，282，295)回收的能量可以传输给它。
5.根据权利要求3或4所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括至少一个用于储存由马达装置(106；207，282，295)回收的能量的装置(297)。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于断开动力源(103，204)和马达装置(106；207，282，295)之间的连接的装置(296)。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括具有公用泵(205)的多个液压回路(201，202，203)，所述公用泵由动力源(204)驱动。
8.据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于执行多个作业功能的多个液压致动器(4，5，8、9，10)，并且一个可变排量马达装置(207，282，295)被设置成用于控制每个作业功能。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述液压致动器(4，5，8，9，10；101)中的至少一个由液压缸形成。
10.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括一组开/关阀(112，113，114，115，214，215，216，217)，该组开/关阀设置在第一和第二管路(105，107，206，208)上，用于致动相关的液压致动器(4，5，8，9，10；101)。
11.根据权利要求10所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于对开/关阀(112，113，114，115；214，215，216，217)进行电控的装置(116；220)。
12.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于检测动力源(103，204)转速的装置(119，232)。
13.根据权利要求12所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于控制泵(104，205)的输出压力的装置(244)，以便其超过所检测到的、存在于致动器(4，5，8、9，10，101)内的负载压力以预定差值。
14.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于产生作业功能信号的操作者手动操作装置(221、222，223，224)。
15.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：动力源(103，204)由设置为用于驱动作业车辆的内燃机形成。
16.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：第二管路(107；208)被设置成用于基本上将全部流体从致动器(4、5，8，9，10，101)引导至相关的马达装置(106；207，282，295)。
17.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：所述设备包括用于在操作期间检测致动器(4、5)所承受负载压力的装置(245，246)。
18.根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备，其特征在于：泵(104；205)和至少一个马达装置(106；207，282，295)以这样的方式连接至动力源(103，204)，使得它们以同样的速度旋转。
19.一种作业车辆，其特征在于：其包括根据上述权利要求中任意一项所述的控制设备。
20.一种用于控制作业车辆的方法，包括以下步骤：
接收来自车辆操作者的作业功能信号，
取决于操作者信号中所请求的作业功能，调节可变排量液压马达装置(106，207，282，295)的排量，所述可变排量液压马达装置(106，207，282，295)设置在液压致动器(4，5，8、9，10，101)的下游，所述液压致动器(4，5，8、9，10，101)被设置成执行作业功能，用于控制致动器的运动。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括以下步骤：在调节马达装置(106，207，282，295)排量完成的同时，以非节流方式将承压流体从泵(104，205)供应至致动器(4，5，8、9，10，101)，以便致动器执行所需求的作业功能。
22.根据权利要求21或22所述的方法，还包括以下步骤：不管当前所采用的运行模式，通过调节可变排量液压马达装置(106，207，282，295)的排量，控制致动器(4，5，8、9，10，101)的运动。
23.根据权利要求20-22中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：通过将能量从马达装置(106，207，282，295)传送至动力源(103，204)来回收能量。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括以下步骤：通过动力源(103，204)可操作地驱动泵(104，205)。
25.根据权利要求20-24任意一项所述的方法，还包括以下步骤：
检测至少一个车辆操作参数，并根据检测到的操作参数调节马达装置(106，207，282，295)的排量。
26.根据权利要求20-25中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：检测驱动泵的动力源(103，204)的速度，并根据检测到的速度调节马达装置(106，207，282，295)的排量。
27.根据权利要求20-26中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：通过控制与致动器相关的多个开/关阀(112，113，114，115，214，215，216，217)，致动该致动器(4，5，8、9，10，101)。
28.根据权利要求20-27中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：在操作期间检测致动器(4，5，8、9，10，101)所承受的负载压力，并且控制泵(104，205)的输出压力，以便其超过所检测到的、存在于致动器内的负载压力以预定差值。
29.根据权利要求20-28中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：检测操作者手动操作的控制装置(221、222，223，224)的操作情况，并相应地产生作业功能信号。
30.一种计算机程序，其包括计算机程序段，用于当所述程序在计算机上运行时，执行如权利要求20-29中任意一项所述的方法。
31.一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读装置上的计算机程序段，用于当所述程序在计算机上运行时，执行如权利要求20-29中任意一项所述的方法。
CN2005800481710A 2005-02-17 2005-02-17 用于控制作业车辆的设备及方法 Expired - Fee Related CN101120142B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2005/000226 WO2006088399A1 (en) 2005-02-17 2005-02-17 An arrangement and a method for controlling a work vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101120142A true CN101120142A (zh) 2008-02-06
CN101120142B CN101120142B (zh) 2012-08-08

Family

ID=36916719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800481710A Expired - Fee Related CN101120142B (zh) 2005-02-17 2005-02-17 用于控制作业车辆的设备及方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7712309B2 (zh)
EP (1) EP1853768B1 (zh)
KR (1) KR101190796B1 (zh)
CN (1) CN101120142B (zh)
WO (1) WO2006088399A1 (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101793042B (zh) * 2009-12-31 2011-12-07 福田雷沃国际重工股份有限公司 用于协调挖掘机机身回转和动臂摆动的液压回路装置
CN103261534A (zh) * 2010-12-14 2013-08-21 卡特彼勒公司 具有用于高速行驶的开式回路泵辅助的闭环驱动回路
CN103299001A (zh) * 2010-11-03 2013-09-11 卡特彼勒环球矿业有限责任公司 用于重型设备的液压***
CN104053912A (zh) * 2011-11-22 2014-09-17 卡特彼勒公司 作业工具控制***
CN105339682A (zh) * 2013-04-19 2016-02-17 派克汉尼芬公司 检测液压***中的液压阀故障的方法
CN105637233A (zh) * 2013-10-11 2016-06-01 Ｋｙｂ株式会社 混合动力建筑机械的控制***
CN104196078B (zh) * 2014-07-31 2017-05-17 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种超大型挖掘机上行机构控制的装置、控制方法和节能控制方法
CN107013519A (zh) * 2016-01-22 2017-08-04 恩格尔奥地利有限公司 用于成型机的液压装置以及具有液压装置的成型机
CN108661960A (zh) * 2018-06-27 2018-10-16 苏州力森克液压设备有限公司 一种伸缩型液压油缸
CN110242629A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 山特维克矿山工程机械有限公司 液压***和控制液压致动器的方法
CN110712522A (zh) * 2018-07-12 2020-01-21 伊顿智能动力有限公司 双动力电动液压运动控制***
CN112513382A (zh) * 2018-07-25 2021-03-16 克拉克设备公司 液压动力划分优先级
CN113417903A (zh) * 2021-07-28 2021-09-21 安百拓（南京）建筑矿山设备有限公司 一种动力***和行走动力站
CN114423912A (zh) * 2019-09-24 2022-04-29 克拉克设备公司 用于循环时间管理的***和方法

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0518779A2 (pt) 2004-12-01 2008-12-09 Haldex Hydraulics Corp sistema de acionamento hidrÁulico
RU2403348C2 (ru) * 2005-10-14 2010-11-10 Вольво Констракшн Эквипмент Аб Рабочая машина
DE112007000317A5 (de) * 2006-03-09 2008-11-06 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Druckmittelversorgung für eine Kupplung und ein Automatikgetriebe
US7556120B2 (en) * 2006-05-25 2009-07-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus to control hydraulic pressure in an electro-mechanical transmission
ITMI20070549A1 (it) * 2007-03-20 2008-09-21 Giovanni Bertoni Sistema integrato di trasmissione di un escavatore
EP2148958B1 (en) * 2007-05-18 2012-12-12 Volvo Construction Equipment AB A method for recuperating potential energy during a lowering operation of a load
ATE537387T1 (de) * 2007-07-23 2011-12-15 Schaeffler Technologies Gmbh Doppelkupplungsgetriebe mit einer vorrichtung zur ansteuerung einer mehrzahl hydraulischer schaltzylinder
DE102007035972A1 (de) 2007-08-01 2009-02-05 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Steueranordnung
US8869520B2 (en) 2007-11-21 2014-10-28 Volvo Construction Equipment Ab Load sensing system, working machine comprising the system, and method for controlling a hydraulic function
DE102008015729A1 (de) * 2007-12-28 2009-07-02 Robert Bosch Gmbh Regeneratives hydrostatisches Antriebssystem
WO2010151242A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-29 Atlas Copco Rock Drills Ab Control system and rock drill rig
US8429907B2 (en) * 2009-07-01 2013-04-30 Hamilton Sundstrand Corporation Active hydraulic regeneration for motion control
US8241010B2 (en) * 2009-12-03 2012-08-14 Caterpillar Global Mining Llc Hydraulic reservoir for hydraulic regenerative circuit
US9086143B2 (en) 2010-11-23 2015-07-21 Caterpillar Inc. Hydraulic fan circuit having energy recovery
US8660738B2 (en) * 2010-12-14 2014-02-25 Catepillar Inc. Equipment performance monitoring system and method
US8813486B2 (en) 2011-02-28 2014-08-26 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having cylinder stall strategy
US8726647B2 (en) 2011-02-28 2014-05-20 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having cylinder stall strategy
US8483916B2 (en) 2011-02-28 2013-07-09 Caterpillar Inc. Hydraulic control system implementing pump torque limiting
US8844280B2 (en) 2011-02-28 2014-09-30 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having cylinder flow correction
JP5562893B2 (ja) * 2011-03-31 2014-07-30 住友建機株式会社 ショベル
WO2012145401A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-26 Concentric Rockford, Inc Engine augmentation of hydraulic control system
JP5562288B2 (ja) * 2011-05-25 2014-07-30 日立建機株式会社 建設機械の電動駆動装置
US8863508B2 (en) 2011-06-28 2014-10-21 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit having energy storage and reuse
US20130098459A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Patrick Opdenbosch Closed-Loop Hydraulic System Having Flow Combining and Recuperation
US9096230B2 (en) 2011-11-01 2015-08-04 Caterpillar Paving Products Inc. Hystat drive system having coasting functionality
US9085873B2 (en) * 2011-12-23 2015-07-21 Caterpillar Inc. Hydraulic system for controlling a work implement
CN104364449A (zh) * 2012-05-30 2015-02-18 沃尔沃建筑设备公司 用于回收能量的方法和液压***
US9279236B2 (en) * 2012-06-04 2016-03-08 Caterpillar Inc. Electro-hydraulic system for recovering and reusing potential energy
US8997476B2 (en) 2012-07-27 2015-04-07 Caterpillar Inc. Hydraulic energy recovery system
US9239085B2 (en) 2012-08-03 2016-01-19 Caterpillar Inc. Reduced parasitic hydraulic fan system with reversing capability
US20140119868A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Caterpillar Inc. Energy recovery system having peak-shaving accumulator
US9290912B2 (en) 2012-10-31 2016-03-22 Caterpillar Inc. Energy recovery system having integrated boom/swing circuits
US9290911B2 (en) 2013-02-19 2016-03-22 Caterpillar Inc. Energy recovery system for hydraulic machine
US9670943B2 (en) 2013-04-22 2017-06-06 Parker-Hannifin Corporation Method for controlling pressure in a hydraulic actuator
WO2014192166A1 (ja) * 2013-08-08 2014-12-04 株式会社小松製作所 ホイールローダ
CA2838639C (en) * 2013-10-23 2016-07-19 Ms Gregson A method and system for controlling an inclination of a boom carried by a vehicle
KR102181294B1 (ko) * 2014-05-27 2020-11-20 두산인프라코어 주식회사 건설기계를 위한 휠 구동 시스템
US9494168B2 (en) 2014-08-26 2016-11-15 Ut-Battelle, Llc Energy efficient fluid powered linear actuator with variable area and concentric chambers
US9441644B2 (en) 2014-08-26 2016-09-13 Ut-Battelle, Llc Energy efficient fluid powered linear actuator with variable area
US10017912B2 (en) 2014-10-21 2018-07-10 Cnh Industrial America Llc Work vehicle with improved loader/implement position control and return-to-position functionality
CN107002715B (zh) * 2015-01-06 2019-08-13 住友重机械工业株式会社 挖土机
WO2016122010A1 (ko) * 2015-01-27 2016-08-04 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 유압 제어 시스템
CN104763696A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 上海市闸北区物流工程技术研究所 一种用于工业车辆的电控液压驱动***
SE1600171A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-20 Flutron Ab Electrohydraulic drive and control system
US20190128411A1 (en) * 2017-10-31 2019-05-02 Deere & Company Electrohydraulic actuator for hydrostatic transmission
US11635095B2 (en) 2019-04-26 2023-04-25 Volvo Construction Equipment Ab Hydraulic system and a method for controlling a hydraulic system of a working machine
US11731690B2 (en) * 2020-02-12 2023-08-22 Caterpillar Inc. Redundant steering system and machines and methods thereof
DE102020206197A1 (de) * 2020-05-18 2021-11-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hydrostatischer Antrieb
KR20220154485A (ko) * 2021-05-13 2022-11-22 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 유압기계
JP2023069621A (ja) * 2021-11-08 2023-05-18 川崎重工業株式会社 産業車両の油圧システム
US11761170B2 (en) 2021-11-17 2023-09-19 Robert Bosch Gmbh Apparatus for facilitating bucket movement
JP2023076907A (ja) * 2021-11-24 2023-06-05 川崎重工業株式会社 産業車両の油圧システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6378301B2 (en) 1996-09-25 2002-04-30 Komatsu Ltd. Pressurized fluid recovery/reutilization system
US6467264B1 (en) * 2001-05-02 2002-10-22 Husco International, Inc. Hydraulic circuit with a return line metering valve and method of operation
CN2534239Y (zh) * 2001-11-15 2003-02-05 中外建发展股份有限公司 装载机作业和转向液压装置
JP2004011168A (ja) 2002-06-04 2004-01-15 Komatsu Ltd 建設機械
JP3957061B2 (ja) 2002-07-08 2007-08-08 株式会社小松製作所 複数の圧油エネルギー選択回収装置及びその選択回収方法
US6789387B2 (en) * 2002-10-01 2004-09-14 Caterpillar Inc System for recovering energy in hydraulic circuit
US6854268B2 (en) * 2002-12-06 2005-02-15 Caterpillar Inc Hydraulic control system with energy recovery
BRPI0518779A2 (pt) 2004-12-01 2008-12-09 Haldex Hydraulics Corp sistema de acionamento hidrÁulico
CN2789318Y (zh) * 2004-12-14 2006-06-21 中外建发展股份有限公司 一种用于平地机作业装置的液压***

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101793042B (zh) * 2009-12-31 2011-12-07 福田雷沃国际重工股份有限公司 用于协调挖掘机机身回转和动臂摆动的液压回路装置
CN103299001B (zh) * 2010-11-03 2015-09-02 卡特彼勒环球矿业有限责任公司 用于重型设备的液压***
CN103299001A (zh) * 2010-11-03 2013-09-11 卡特彼勒环球矿业有限责任公司 用于重型设备的液压***
CN103261534A (zh) * 2010-12-14 2013-08-21 卡特彼勒公司 具有用于高速行驶的开式回路泵辅助的闭环驱动回路
CN104053912B (zh) * 2011-11-22 2017-07-25 卡特彼勒公司 作业工具控制***
CN104053912A (zh) * 2011-11-22 2014-09-17 卡特彼勒公司 作业工具控制***
CN105339682A (zh) * 2013-04-19 2016-02-17 派克汉尼芬公司 检测液压***中的液压阀故障的方法
CN105637233A (zh) * 2013-10-11 2016-06-01 Ｋｙｂ株式会社 混合动力建筑机械的控制***
CN104196078B (zh) * 2014-07-31 2017-05-17 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种超大型挖掘机上行机构控制的装置、控制方法和节能控制方法
CN107013519B (zh) * 2016-01-22 2019-05-07 恩格尔奥地利有限公司 用于成型机的液压装置以及具有液压装置的成型机
CN107013519A (zh) * 2016-01-22 2017-08-04 恩格尔奥地利有限公司 用于成型机的液压装置以及具有液压装置的成型机
CN110242629A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 山特维克矿山工程机械有限公司 液压***和控制液压致动器的方法
CN108661960A (zh) * 2018-06-27 2018-10-16 苏州力森克液压设备有限公司 一种伸缩型液压油缸
CN110712522A (zh) * 2018-07-12 2020-01-21 伊顿智能动力有限公司 双动力电动液压运动控制***
CN112513382A (zh) * 2018-07-25 2021-03-16 克拉克设备公司 液压动力划分优先级
CN112513382B (zh) * 2018-07-25 2023-09-19 克拉克设备公司 液压动力划分优先级
CN114423912A (zh) * 2019-09-24 2022-04-29 克拉克设备公司 用于循环时间管理的***和方法
CN114423912B (zh) * 2019-09-24 2024-04-19 斗山山猫北美公司 用于循环时间管理的***和方法
CN113417903A (zh) * 2021-07-28 2021-09-21 安百拓（南京）建筑矿山设备有限公司 一种动力***和行走动力站

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070103039A (ko) 2007-10-22
WO2006088399A1 (en) 2006-08-24
EP1853768A1 (en) 2007-11-14
CN101120142B (zh) 2012-08-08
KR101190796B1 (ko) 2012-10-12
US20080104953A1 (en) 2008-05-08
EP1853768B1 (en) 2013-05-08
US7712309B2 (en) 2010-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101120142B (zh) 用于控制作业车辆的设备及方法
CN101305136B (zh) 作业机械
CN107000564B (zh) 具有静流体选择的液压混合推进回路以及操作方法
CN101802417B (zh) 执行适应性流动控制的致动器控制***
CN103261536B (zh) 带有外部制动辅助的闭环驱动回路
CN101370987B (zh) 用于工程机械的控制***以及用于控制液压缸的方法
EP1869260B1 (en) A method for damping relative movements occurring in a work vehicle during driving
US6971463B2 (en) Energy recovery system for work vehicle including hydraulic drive circuit and method of recovering energy
CN103717808A (zh) 用于回收惯性能量的方法和装置
CN104011403B (zh) 具有力调节的闭环液压***
CN103732927A (zh) 具有贮存器和可变释放功能的能量回收***
CN105612293A (zh) 用于挖掘机的液压混合回转驱动***
CN105074231A (zh) 用于液压***的控制***以及用于回收能量和平衡液压***负载的方法
CN101287876A (zh) 作业车辆的发动机及液压泵的控制装置及方法
CN105317769A (zh) 具有混合能源获取及再利用的组合液压机具及推进回路
CN107923152B (zh) 用于使工程机械的工具移动的液压***和方法
JP3650066B2 (ja) 油圧モータの故障検出装置
CN101370702B (zh) 用于车辆的车架转向的控制***以及用于控制车架转向式车辆中的两个转向液压缸的方法
JP3650100B2 (ja) 油圧モータの故障検出装置
CN104728012B (zh) 驱动***、自行式建筑机械和用于使驱动***运转的方法
JP2003232304A (ja) ミキサ車
EP3714109B1 (en) A drive system for a working machine and a method for controlling the drive system
CN107614307A (zh) 布置有用于驱动和控制液压泵的装置的工程机械
CN105667291A (zh) 静液压式驱动***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120808

Termination date: 20190217