用于可变排量液压系统的转矩分配系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种系统，其用于将在一个实施例中由发动机供应的转矩分配至多个可变和固定排量泵，该多个可变和固定排量泵通过散置在泵之间的联接元件串联联接在一起。包括监测施加于每个联接元件的转矩的控制器。控制器自动地改变可变排量泵中的一个或更多个中的排量，以将转矩列入优先并且分配该转矩，以优化可用转矩，同时将施加于每个联接元件的转矩保持在特别联接元件的转矩极限内。
【专利说明】用于可变排量液压系统的转矩分配系统
【技术领域】
[0001] 公开的实施例涉及液压流控制系统。它们在添加于原动机（诸如滑动转向装载 机）的系统的背景下被描述，但是相信在其它应用中也是有用的。
【背景技术】
[0002] 施工装备和特别是该示例中的滑动转向装载机使用发动机（通常是柴油机） 来为地面驱动系统以及机载的液压系统（诸如装载机升降器、铲斗后倾翻器（bucket rollback)等）两者提供功率。除了用于地面接合轮或轨道的驱动泵和用以提升臂的泵 之外，附加的泵可联接于发动机以提供被称为辅流的用于运行附属件的外部流体功率源。 可选或辅助的附属件例如可包括动力驱动器具，诸如甩刀式割草机、刨机、锯、槽铣刀、清扫 机、耕作机、钻孔机、气锤、伐根切割机、浙青磨碎机、挖沟机、削片机等。合乎需要的是，分配 与系统中的流体流和泵相关联的转矩，以使施加于相应的联接器和发动机的转矩不超过转 矩容许极限。
【发明内容】
[0003] 公开了一种用于在具有动力驱动器具的工作车辆中使用的液压系统。在一个实施 例中，系统包括串联联接的多个可变和/或固定排量泵。与泵相关联的排量传感器和压力 传感器监测并且报告系统内的转矩。逻辑编程控制器，诸如计算机，监测排量并压力报告， 并且如果需要，可改变泵排量以将每个驱动联接器和每个前述联接装置保持在其设计极限 内。控制器可连续监测并且以最佳方式分配发动机的转矩。
[0004] 公开的一个实施例是一种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系 统，其包括第一可变排量泵，其能够操作成驱动第一地面作用元件，以及在原动机的发动机 功率输出和第一可变排量泵之间的第一联接器。还包括第二可变排量泵，其能够操作成驱 动第二地面作用元件，以及在第一可变排量泵和第二可变排量泵之间的第二联接器。可变 排量附属泵联接于第二可变排量泵并且能够操作成为工具器具提供功率。每个联接器具有 额定转矩负载，并且施加于第二联接器的总转矩负载为由附属泵和第二可变排量泵施加的 转矩负载之和。此外，施加于第一联接器的总转矩负载为由附属泵、第二可变排量泵和第一 可变排量泵施加的转矩负载之和。还包括控制器，其监测施加于第一联接器和第二联接器 的转矩负载，使得控制器施加控制逻辑以在第一或第二联接元件的转矩负载接近该联接元 件的额定转矩负载时，减小可变排量泵中的一个或更多个的排量。
[0005] 控制逻辑的各个方面也被公开。在一个方面，控制器使用与每个可变排量泵相关 联的压力传感器和排量传感器监测施加于第一联接器和第二联接器的转矩负载。在另一个 方面，控制器利用优先控制逻辑编程，以按关于第一和第二可变排量泵的操作的优先顺序 减小附属可变排量泵的操作。在又一个方面，控制器利用优先控制逻辑编程，以按关于第一 和第二可变排量泵的操作的分配比例控制附属可变排量泵的操作。在另一个方面，控制器 利用控制逻辑编程，以基于附属供给速率和地面作用移动速率中的一个或更多个的测量结 果来控制可变排量泵中的一个或更多个的排量。在再一个方面，控制器还利用控制逻辑编 程，以连同控制可变排量泵来控制附属供给速率和地面作用移动速率中的一个或更多个。
[0006] 在另一个方面，系统包括联接于附属泵的装载机泵，在第二可变排量泵和附属可 变排量泵之间的第三联接器。在该布置中，施加于第三联接器的总转矩负载为由附属泵和 装载机泵施加的转矩负载之和，控制器监测施加于第三联接器的转矩负载，并且控制器施 加控制逻辑以在第三联接器的转矩负载接近该联接器的额定转矩负载时，减小附属泵的排 量。
[0007] 在以下公开的系统的另一个实施例中，第一可变排量泵联接于滑动转向装载机的 发动机输出。在相关实施例中，动力工具选自包含以下的组：甩刀式割草机、刨机、锯、槽铣 刀、清扫机、耕作机、钻孔机、气锤、伐根切割机、浙青磨碎机、挖沟机，以及削片机。
[0008] 还公开了一种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系统，其包括： 包括一个或更多个可变排量泵的多个泵，其中泵中的初始泵联接于原动机的发动机功率输 出，并且多个泵与最接近发动机的初始泵串联布置，该初始泵后面是后续的泵并且包括离 发动机最远的泵。初始联接元件布置在发动机功率输出和初始泵之间，其中，后续的联接元 件布置在形成串联的多个泵的相邻泵之间，每个联接元件具有额定转矩负载。施加于每个 联接元件的总转矩负载为由该联接元件后续的泵施加的转矩负载之和。控制器监测施加于 每个联接元件的转矩负载，施加预先编程逻辑和测得的转矩负载以在联接元件的转矩负载 接近该联接元件的额定转矩负载时，可控地改变该联接元件后续的一个或更多个可变排量 泵的排量。
[0009] 该实施例包括控制器逻辑的各个方面。在一个方面，控制器使用与每个可变排量 泵相关联的压力传感器和排量传感器监测由一个或更多个可变排量泵施加于联接元件的 转矩负载。在另一个方面，多个泵包括一个或更多个固定排量泵，并且其中控制器使用与每 个固定排量泵相关联的压力传感器监测由一个或更多个固定排量泵施加于联接元件的转 矩负载。
[0010] 在系统和控制逻辑的类似相关实施例中，多个泵包括两个或更多个可变排量泵， 并且控制器利用优先控制逻辑编程，以按优先顺序控制两个或更多个可变排量泵的操作。 在另一个方面，多个泵包括两个或更多个可变排量泵，并且控制器利用优先控制逻辑编程， 以按分配比例控制两个或更多个可变排量泵的操作。最后，公开了第三方面，其中多个泵包 括两个或更多个可变排量泵，并且控制器利用控制逻辑编程，以基于通过多个泵的一个或 更多个元件的操作独立地控制两个或更多个可变排量泵的排量。
[0011] 在另一个实施例中，一种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系 统，其包括：多个泵，其包括两个或更多个可变排量泵，并且泵中的初始泵联接于原动机的 发动机功率输出。多个泵与最接近发动机的初始泵串联布置，该初始泵后面是后续的泵并 且包括离发动机最远的泵。初始联接元件布置在发动机功率输出和初始泵之间，并且其中， 后续的联接元件布置在形成串联的多个泵的相邻泵之间，每个联接元件具有额定转矩负 载。施加于每个联接元件的总转矩负载为由该联接元件后续的泵施加的转矩负载之和。控 制器监测施加于每个联接元件的转矩负载，并且控制器施加预先编程逻辑和测得的转矩负 载以在联接元件的转矩负载接近该联接元件的额定转矩负载时，可控地改变一个或更多个 可变排量泵的排量，以减小系统内的转矩。
[0012] 控制器逻辑的各个方面也连同该实施例被公开。在一个方面，控制器施加预先编 程逻辑和测得的转矩负载以可控地增大系统内的一个或更多个可变排量泵的排量，同时保 持施加于系统中的每个联接元件的转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。在另一个方 面，控制器利用优先控制逻辑编程，以按优先顺序增大两个或更多个可变排量泵的排量，同 时保持施加于系统中的每个联接元件的转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。在再一 个方面，控制器利用优先控制逻辑编程，以按优先顺序减小两个或更多个可变排量泵的排 量，以保持施加于系统中的每个联接元件的转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。而 且在又一个相关方面，控制器利用优先控制逻辑编程，以按分配比例可控地增大或减小两 个或更多个可变排量泵的排量，同时保持施加于系统中的每个联接元件的转矩负载低于该 联接元件的额定转矩负载。
[0013] 本发明的实施例的其它目的和优点从说明书、附图和权利要求为显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是根据本公开的一个实施例的发动机和泵布置的分解示意图。
[0015] 图2是构造成使用图1的发动机和泵布置的原动机的一个实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0016] 为了促进本公开的原理的理解，现在将参照附图中示出的实施例，并且特定语言 将用于描述该实施例。然而，将理解，从而不意在限制权力要求的范围，所示装置中的此类 改变和另外的修改，以及如本文中示出的本公开的原理的此类另外的应用如本公开所涉及 的本领域技术人员通常将想到地被构想。
[0017] 在液压系统内的泵中，转矩可根据压力和泵排量来计算。具体地，转矩（T)由以 下公式给出：
[0018]
【权利要求】
1. 一种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系统，包括： 第一可变排量泵，其能够操作成驱动第一地面作用元件； 在原动机的所述发动机功率输出和所述第一可变排量泵之间的第一联接器； 第二可变排量泵，其能够操作成驱动第二地面作用元件； 在所述第一可变排量泵和所述第二可变排量泵之间的第二联接器； 可变排量附属泵，其联接于所述第二可变排量泵并且能够操作成为工具器具提供功 率； 其中每个联接器具有额定转矩负载； 其中施加于所述第二联接器的总转矩负载为由所述附属泵和所述第二可变排量泵施 加的转矩负载之和；并且其中施加于所述第一联接器的总转矩负载为由所述附属泵、所述 第二可变排量泵和所述第一可变排量泵施加的转矩负载之和； 控制器，其监测施加于所述第一联接器和所述第二联接器的所述转矩负载； 其中所述控制器施加控制逻辑以在所述第一或第二联接元件的转矩负载接近该联接 元件的额定转矩负载时，减小所述可变排量泵中的一个或更多个的排量。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器使用与每个可变排量泵相关联 的压力传感器和排量传感器监测施加于所述第一联接器和所述第二联接器的所述转矩负 载。
3. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器利用优先控制逻辑编程， 以按关于所述第一和第二可变排量泵的操作的优先顺序减小所述附属可变排量泵的操作。
4. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器利用优先控制逻辑编程， 以按关于所述第一和第二可变排量泵的操作的分配比例控制所述附属可变排量泵的操作。
5. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器利用控制逻辑编程，以基 于附属供给速率和地面作用移动速率中的一个或更多个的测量结果来控制所述可变排量 泵中的一个或更多个的排量。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器利用控制逻辑编程，以连同控制 所述可变排量泵来控制附属供给速率和地面作用移动速率中的一个或更多个。
7. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述动力工具选自包含以下的组：甩刀式割草机、刨机、锯、槽铣刀、清扫机、耕作机、钻孔机、气锤、伐根切割机、浙青磨碎机、 挖沟机，以及削片机。
8. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，包括： 联接于所述附属泵的装载机泵； 在所述第二可变排量泵和所述附属可变排量泵之间的第三联接器，其中施加于所述第 三联接器的总转矩负载为由所述附属泵和所述装载机泵施加的转矩负载之和； 其中所述控制器监测施加于所述第三联接器的所述转矩负载，并且其中所述控制器施 加控制逻辑以在所述第三联接器的转矩负载接近该联接器的额定转矩负载时，减小所述附 属泵的排量。
9. 如任何前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一可变排量泵联接于滑动转 向装载机的所述发动机输出。
10. -种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系统，包括： 包括一个或更多个可变排量泵的多个泵，其中所述泵中的初始泵联接于原动机的所述 发动机功率输出； 其中，所述多个泵与最接近所述发动机的所述泵中的初始泵串联布置，所述初始泵后 面是后续的泵并且包括离所述发动机最远的泵， 初始联接元件，其布置在发动机功率输出和所述初始泵之间，并且其中，后续的联接元 件布置在形成串联的所述多个泵的相邻泵之间，每个联接元件具有额定转矩负载； 其中施加于每个联接元件的总转矩负载为由该联接元件后续的泵施加的转矩负载之 和； 控制器，其监测施加于每个联接元件的所述转矩负载； 其中所述控制器施加预先编程逻辑和测得的转矩负载以在联接元件的所述转矩负载 接近该联接元件的额定转矩负载时，可控地改变该联接元件后续的一个或更多个可变排量 泵的排量。
11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制器使用与每个可变排量泵相关 联的压力传感器和排量传感器监测由所述一个或更多个可变排量泵施加于所述联接元件 的所述转矩负载。
12. 如权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述多个泵包括一个或更多个固定 排量泵，并且其中所述控制器使用与每个固定排量泵相关联的压力传感器监测由所述一个 或更多个固定排量泵施加于所述联接元件的所述转矩负载。
13. 如权利要求10至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述多个泵包括两个或更 多个可变排量泵，并且其中所述控制器利用优先控制逻辑编程，以按优先顺序控制所述两 个或更多个可变排量泵的操作。
14. 如权利要求10至13中任一项所述的系统，其特征在于，所述多个泵包括两个或更 多个可变排量泵，并且其中所述控制器利用优先控制逻辑编程，以按分配比例控制所述两 个或更多个可变排量泵的操作。
15. 如权利要求10至14中任一项所述的系统，其特征在于，所述多个泵包括两个或更 多个可变排量泵，并且其中所述控制器利用控制逻辑编程，以基于通过所述多个泵的一个 或更多个元件的操作独立地控制所述两个或更多个可变排量泵的排量。
16. -种用于分配来自原动机上的发动机功率输出的转矩的系统，包括： 多个泵，其包括两个或更多个可变排量泵，其中所述泵中的初始泵联接于原动机的所 述发动机功率输出； 其中所述多个泵与最接近所述发动机的所述泵中的初始泵串联布置，所述初始泵后面 是后续的泵并且包括离所述发动机最远的泵； 初始联接元件，其布置在发动机功率输出和所述初始泵之间，并且其中，后续的联接元 件布置在形成串联的所述多个泵的相邻泵之间，每个联接元件具有额定转矩负载； 其中施加于每个联接元件的总转矩负载为由该联接元件后续的泵施加的转矩负载之 和； 控制器，其监测施加于每个联接元件的所述转矩负载； 其中所述控制器施加预先编程逻辑和测得的转矩负载以在联接元件的所述转矩负载 接近该联接元件的额定转矩负载时，可控地改变一个或更多个可变排量泵的排量，以减小 所述系统内的转矩。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制器施加预先编程逻辑和测得的 转矩负载以可控地增大所述系统内的一个或更多个可变排量泵的排量，同时保持施加于所 述系统中的每个联接元件的所述转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。
18. 如权利要求16或17所述的系统，其特征在于，所述控制器利用优先控制逻辑编程， 以按优先顺序增大所述两个或更多个可变排量泵的排量，同时保持施加于所述系统中的每 个联接元件的所述转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。
19. 如权利要求16至18中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器利用优先控制 逻辑编程，以按优先顺序减小所述两个或更多个可变排量泵的排量，以保持施加于所述系 统中的每个联接元件的所述转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。
20. 如权利要求16至19中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器利用优先控制 逻辑编程，以按分配比例可控地增大或减小所述两个或更多个可变排量泵的排量，同时保 持施加于所述系统中的每个联接元件的所述转矩负载低于该联接元件的额定转矩负载。
【文档编号】F02D29/04GK104364447SQ201380006459
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年1月22日 优先权日:2012年1月23日
【发明者】G·L·科奇兰, M·D·伯德, W·H·迪拉亨蒂, D·E·斯塔恩斯 申请人:科内克特克公司