控制多变量液压泵的转矩的系统和方法

专利名称：控制多变量液压泵的转矩的系统和方法
技术领域：
本申请涉及通过操作引擎和与引擎相关联的多变量(plural variable displacement)液压泵来控制驱动工作装置的建筑设备中的多变量液压泵的 转矩的系统和方法，以使不考虑负载压力或液压泵的数目而使用所有设置量 的转矩成为可能。
更具体地说，本发明涉及控制通过引擎操作多变量液压泵的建筑设备中 的多变量液压泵的转矩的系统和方法，在考虑到燃料经济性或工作速度的情 况下，通过预设转矩使得即使处于液压泵的最大负载引擎也不会停止，或者 通过预设引擎的速度或液压泵的被使用的转矩，可以控制变量液压泵的转 矩，使得液压泵的转矩总量不超过转矩预设量。
背景技术：
美国专利No.5,951,258中公开了 一种常规的用于液压工作机的转矩限 制控制系统。常规的转矩限制系统，也称为用于控制具有驱动变量泵的引擎 的工作机的电液压系统的装置，包括泵排量设置设备125,适用于产生指 示变量泵115和120的期望排量的泵命令信号；压力传感器130和131,适 用于检测与变量泵115和120相关联的流体压力，并产生指示所检测到的流 体压力的压力信号；引擎速度传感器140,适用于检测引擎UO的速度，并 产生指示所检测到的引擎速度的实际引擎速度信号；转矩计算装置205,接收变量泵115和120的泵命令和压力信号，敏感地计算引擎110上的转矩要 求，并产生转矩要求信号；转矩限制装置210,接收转矩要求和引擎速度信 号，敏感地确定与引擎UO相关联的转矩限制，并产生指定的转矩限制信号； 以及缩放装置225,接收泵命令和转矩限制信号，确定缩放因子，并响应于 该缩放因子而修改泵命令信号以管理引擎转矩。
在通过使用用于液压工作机的转矩限制控制系统中的预期转矩与受限 转矩的比率来缩放流率的情况下，修改后的流率中泵转矩的效率不同于在流 率修改之前计算预期转矩时泵转矩的效率，因此转矩限制本质上带来误差的 发生。
同样，对于多液压泵的单独转矩限制也存在限制。
在如图1所示的机械限制用于机械变量泵的常规转矩限制控制装置中 的泵的转矩的情况下，转矩限制机制由机械结合构成，并且因此即使对于单 个液压泵，也由于机械特性的局限性而不能使用为整个压力区域设置的最大 转矩(在图1中，"a"指代对于机械转矩限制，每单位压力的流率，"b" 指代对于恒定转矩值，每单位压力的理想流率)。
同样，在执行多泵的交叉传感转矩控制的情况下，对应的构造复杂，并 且不可能使用全部量的转矩或相应泵的100%的设置转矩。
同样，依照市场需求，例如建筑设备的燃料经济性改进、不同工作环境 中建筑设备的电子功能的实现等等，采用电子液压泵变得迫切起来。
即使在针对紧急负载控制对引擎的燃料注入的情况下，引擎本身会发生 延迟，并且通过限制燃料注入率引擎转矩的增加被限制，以依照废气规则减 少黑烟。
另外，转矩匹配中可能会由于引擎或泵的老化(year elapse)而发生故 障。也就是说，在引擎的紧急负载的情况下，引擎可能会瞬间停止，或者引 擎速度可能会过度降低到导致泵的输出马力(hp)降低。同样，即使在静态 下，转矩匹配中可能会发生故障，并且在这种情况下，可能会持续发生引擎 转数的过度降低。

发明内容
因此，本发明已被作出以解决以上提及的现有技术中发生的问题，而现 有技术所实现的优点保持不变。
本发明的一个目的在于提供一种控制在操作与引擎相关联的多变量液 压泵的建筑设备中的多变量液压泵的转矩的系统和方法，其在液压泵的被使 用的转矩受到限制时，能够准确地将液压泵的转矩总量限制为转矩预设量。
本发明的另 一 个目的在于提供一种控制多变量液压泵的转矩的系统和 方法，其在多液压泵的期望转矩值之和大于设置转矩值，因此意在降低相应 的液压泵的排放流率的情况下，通过针对相应液压泵的期望流率以指定比率 降低相应液压泵的流率，则即使在转矩限制状况下，也能够根据用户的意愿 维持用户操纵。
本发明的又一个目的在于提供一种控制多变量液压泵的转矩的系统和 方法，其在负载在多液压泵中生成的条件下，能够通过抑制在紧急负载发生 期间引擎启动的停止，来改进可工作性，并且能够通过阻止在紧急负载发生 期间引擎的速度过度降低，来维持工作速度。
本发明的再一个目的在于提供一种控制多变量液压泵的转矩的系统和 方法，其通过调整多液压泵的转矩的变化率，即使在工作装置突发操作时， 也能够抑制工作装置中产生意外的振动。
为了实现这些目的，提供一种根据本发明实施例的控制多变量液压泵的
转矩的系统，包括引擎；与所述引擎相关联的至少两个变量液压泵；分别 与所述液压泵相关联的液压致动器，用于驱动工作装置；控制杆，生成与操 纵量相对应的操纵信号，以分别驱动所述液压致动器；控制杆传感装置，检 测所述控制杆的操纵量，并生成检测信号；液压泵压力传感装置，检测所述 液压泵的负载压力，并生成检测信号；最大转矩设置装置，设置从所述引擎 输入至所述液压泵的总转矩；期望流率计算装置，计算所述液压泵的与从所 述控制杆传感装置输入的检测信号相对应的流率；预期转矩计算装置，根据来自所述液压泵压力传感装置和所述期望流率计算装置的输入信号计算所 述液压泵的预期转矩值；转矩分配装置，根据来自所述预期转矩计算装置和 所述最大转矩设置装置的输入信号，通过按比例降低所述液压泵的可允许转 矩值，使得由所述液压泵生成的转矩值之和被限制为由所述最大转矩设置装
置设置的转矩值，来分配所述液压泵的转矩值；受限流率计算装置，接收所
的液压泵的负载压力，并计算所述液压泵的流率，使得根据所述液压泵生成 的负载压力重新设置的转矩值在所述液压泵中生成；以及输出装置，向调节 器输出控制信号，使得所述液压泵根据所述受限流率计算装置计算出的流率 操作。
根据本发明的另 一方面，提供一种控制建筑设备中的多变量液压泵的转 矩的方法，该建筑设备包括引擎、与所述引擎相关联的多变量液压泵、与 所述液压泵相关联的液压致动器、生成操纵信号以驱动所述液压致动器的控 制杆、检测所述控制杆的操纵量的控制杆传感装置、检测所述液压泵的负载 压力的压力传感装置、以及转矩选择装置，该方法包括第一步骤，从所述 控制杆传感装置接收所述控制杆的操纵量的输入，从所述压力传感装置接收 所述液压泵的负载压力，并接收由所述转矩选择装置选择的转矩值；第二步 骤，根据所述转矩选择装置选择的选择值设置输入至所述液压泵的总转矩； 第三步骤，计算根据所述控制杆的操纵量期望得到的所述液压泵的期望流 率；第四步骤，利用所述液压泵的期望流率和所述液压泵的负载压力计算所 述液压泵的预期转矩值；第五步骤，判断所述液压泵的预期转矩值之和是否 大于设置的最大转矩值；第六步骤，如杲在所述第五步骤中所述液压泵的预 期转矩值之和小于所述设置的最大转矩值，则按照样输出所述液压泵的期 望流率；以及第七步骤，如果在所述第五步骤中所述液压泵的预期转矩值之 和大于所述设置的最大转矩值，则输出所述液压泵的期望流率，该期望流率 根据所述液压泵的负载压力状况被重新设置为使得所述液压泵的转矩值之 和被限制为所述液压泵的所分配的转矩值。所述第七步骤可以按比例降低所述液压泵的相应最大转矩值，以便将所述 液压泵的转矩值限制为所述设置的最大转矩值。
所述最大转矩设置装置可以通过比较输入引擎速度与设置的引擎速度来修 改所述最大转矩值。
所述最大转矩设置装置可以接收所述预期转矩值并修改所述最大转矩值， 使得所分配的转矩值之和的变化率在指定范围内。
所述最大转矩设置装置可以从所述操纵量传感装置接收所述输入信号，并 且如果判断到没有检测到任何操纵量，则将所述最大转矩值维持低于所述设置 的最大转矩值，而如果检测到所述控制杆的任何操纵量，则修改所述最大转矩 值，使得所述最大转矩值在预定时间内逐渐增加。
所述转矩分配装置可以重新设置相应的所分配的转矩值，使得所述液压泵 的所分配的转矩值的变化率在指定范围内。
如果所述液压泵的所分配的转矩值达到所述液压泵的转矩使用的上、下阈 值，则所述转矩分配装置可以将对应液压泵的转矩值设置为阈值，并将转矩值 的变化传递给剩余的液压泵以重新设置所述转矩值。
压力传感器可以用作所述液压泵压力传感装置。
所述最大转矩设置装置可以包括引擎速度设置功能，该引擎速度设置功能 与引擎速度调整步骤关联地设置所述液压泵的最大转矩值，以便在多个步骤中 通过设置引擎速度调整工作速度。


本发明的以上和其它目的、特征和优点将从下列结合附图的详细描述中
的变得更加明显，在附图中
图1是表示常规机械变量液压泵的转矩限制特性的曲线图2是根据本发明实施例的在控制多变量液压泵的转矩的系统中使用
的示意性液压电路图3是示出根据本发明实施例的控制多变量液压泵的转矩的系统的配置的框图4是示出根据本发明实施例的控制多变量液压泵的转矩的方法的流 程图5是表示相对于液压泵的压力和排量的试验转矩值的曲线图； 图6是示出在最大转矩设置装置中采用常规引擎速度传感控制的转矩 控制系统的配置的框图7是示出最大转矩设置值按照操纵的变化的框图；以及 图8是示出按照预期转矩的变化率的最大转矩限制的框图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图描述本发明的优选实施例。在描述中限定的事物， 例如详细构造和元件，仅仅是被提供用来帮助本领域普通技术人员全面理解 本发明的特定细节，因此本发明并不局限于这些描述。
如图3和图4所示，根据本发明一个实施例的控制建筑设备中的多变量 液压泵的转矩的系统包括引擎l;与引擎1相关联的至少两个变量液压泵 (在下文中称为"液压泵，，)2和3;分别与液压泵2和3相关联的液压致 动器(例如液压缸)5和6,用于驱动工作装置(杆、臂等)；控制杆(即 RCV杆)7和8，生成与操纵量相对应的操纵信号以分别驱动液压致动器5 和6;控制杆操纵量传感装置12和13，；险测控制杆7和8的操纵量，并生 成检测信号；液压泵压力传感装置9和10，检测液压泵2和3的负载压力， 并生成检测信号；最大转矩设置装置ll,设置从引擎1输入至液压泵2和3 的总转矩；期望流率计算装置14和15,计算液压泵2和3的与从控制杆传 感装置12和13输入的检测信号相对应的流率；预期转矩计算装置16和17, 根据来自液压泵压力传感装置9和10以及期望流率计算装置14和15的输 入信号计算液压泵2和3的预期转矩值；转矩分配装置18，根据来自预期 转矩计算装置16和17以及最大转矩设置装置11的输入信号，通过按比例 降低液压泵2和3的可允许转矩值，使得由液压泵2和3生成的转矩值之和
10被限制为最大转矩设置装置11设置的转矩值，来分配液压泵2和3的转矩
值；受限流率计算装置19和20,接收转矩分配装置18分配的液压泵2和3 的转矩值和来自液压泵压力传感装置9和10的液压泵2和3的负载压力， 并计算液压泵2和3的流率，以便在液压泵2和3中生成冲艮据液压泵2和3 生成的负载压力重新设置的转矩值；以及输出装置21和22,向调节器23 和24输出控制信号，以便根据由受限流率计算装置19和20计算出的流率 操作液压泵2和3。
在附图中.，附图标记23和24指代根据驱动信号的输入分别控制液压泵 2和3的旋转斜盘的倾角的调节器，25指代供给先导信号压力的先导泵(pilot pump ) , 26指代控制器，27和28指代根据与控制杆7和8相对应输入的 先导信号压力控制从液压泵2和3向液压致动器5和6供应的液压流体的流 率和方向的主控制阀，30和31指代根据来自控制器26的控制信号控制施 加于调节器23和24的信号压力的电比例阀。
如图5所示， 一种控制建筑设备中的多变量液压泵的转矩的方法，该建 筑设备包括引擎l、与引擎1相关联的多变量液压泵2和3、与液压泵2 和3相关联的液压致动器5和6、生成与其操纵量相对应的操纵信号以驱动 液压致动器5和6的控制杆7和8、检测控制杆7和8的操纵量的控制杆传 感装置12和13、 4全测液压泵2和3的负载压力的压力传感装置9和10、以 及转矩选择装置lla,该方法包括第一步骤S100,从控制杆传感装置12 和13接收控制杆7和8的操纵量的输入，从压力传感装置9和10接收液压 泵2和3的负载压力，并接收由转矩选择装置lla选择的转矩值；第二步骤 S200,根据转矩选择装置lla选择的选择值设置输入至液压泵2和3的总转 矩Tmax;第三步骤S300,计算根据控制杆7和8的操纵量期望得到的液压 泵2和3的期望排量Drl和Dr2;第四步骤S400,根据液压泵2和3的期望 排量Drl和Dr2及液压泵2和3的负载压力计算液压泵2和3的预期转矩值 Tel和Te2;第五步骤S500,判断液压泵2和3的预期转矩值之和Tel+Te2 是否大于设置的最大转矩值Tmax;第六步骤S600,如果在第五步骤S500中液压泵2和3的预期转矩值之和Tel+Te2小于设置的最大转矩值Tmax(即 (Tel+Te2 )<Tmax )，则按照原样输出液压泵2和3的期望排量Drl和Dr2; 以及第七步骤S700,如果在第五步骤S500中液压泵2和3的预期转矩值之 和Tel+Te2大于设置的最大转矩值Tmax (即(Tel+Te2 ) <Tmax )，则输 出液压泵2和3的期望排量Drl和Dr2,该期望排量Drl和Dr2根据液压泵 2和3的负载压力状况被重新设置为使得液压泵2和3的转矩值之和被限制 为液压泵2和3的所分配的转矩值。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施例的控制多变量液压泵 的转矩的系统和方法。
如图2所示，在控制杆7和8由用户操纵的情况下，与控制杆的操纵量 相对应的先导信号压力从先导泵25被供应给主控制阀27和28以移动内轴。
相应地，从变量液压泵2和3排放的液压流体通过控制阀27和28被供 应给液压缸5和6,从而诸如杆之类的工作装置被驱动。
同样，从先导泵25通过控制杆7和8传递的次压力，通过电比例阀30 和31被供应给调节器23和24，该次压力对应于控制杆7和8的操纵量。 相应地，液压泵2和3的旋转斜盘的倾角被控制以优化排放流率。
如图3-图5所示，来自控制杆传感装置12和13的控制杆7和8的操纵 量、来自压力传感装置9和10的液压泵2和3的负载压力、以及由转矩选 择装置lla选择的转矩值被输入(步骤SIOO)。
被输入至液压泵2和3的总转矩Tmax根据由转矩选择装置lla选择的 选择值被设置(步骤S200)。在这种情况下，转矩选择装置lla除了设置 引擎速度之外，还用于设置工作速度。
根据转矩选择装置lla选择的值设置的引擎速度被输出至引擎1，并且 待用在设置速度范围中的液压泵2和3的输入转矩的预设值存储在控制器 26的存储器中，以计算与选择的值相对应的转矩值。
液压泵2和3的期望排量Drl和Dr2根据从控制杆传感装置12和13 输出的控制杆7和8的操纵量被计算(步骤S300 )。液压泵2和3的期望排量Drl和Dr2及来自液压泵压力传感装置9和 10的液压泵2和3的负载压力被输入，并且液压泵2和3的预期转矩Tel 和Te2被计算(步骤S400)。
液压泵2的预期转矩rel为7M=Ki x尸i x/)rl，并且液压泵3的预期转 矩为re2=《2 x户2 x i>2。
这里，A为(根据压力和排量的预期转矩常数)。
也就是说，7>=(7W + re"。
Tmax表示由转矩设置装置ll设置的最大转矩。通常，工作速度通过在 多个步骤中设置引擎速度来调整，并且液压泵的最大转矩与引擎速度调整步 骤关联地设置。
然后，判断液压泵2和3的预期转矩值之和(re=(7M+re2))是否大于
设置的最大转矩值Tmax (步骤S500 )。
如果液压泵2和3的预期转矩值之和(re=(rei+:re2))小于设置的最大 转矩值Tmax (即(rel+7^2)〈rmax)，则输出装置21和22将液压泵2和3 的期望排量Drl和Dr2按照原样输出至调节器23和24 (步骤S600 )。
如果液压泵2和3的预期转矩值之和(re=(rel + re2))大于设置的最大 转矩值Tmax (即(7M + ;Te2)〉rmax)，则输出装置21输出液压泵2和3的 期望排量Drl和Dr2,该期望排量Drl和Dr2根据液压泵2和3的负载压力 状况被重新设置为使得液压泵2和3的转矩值之和被限制为液压泵2和3的 所分配的转矩值(步骤S700 )。
当在步骤S700A中时，液压泵2和3的最大转矩被按比例降低。
在液压泵 2 上作用的最大输入转矩为 rmaxl=(rel x 7，max)/:Te(re-:rel+;re2)，并且在液压泵3上作用的最大输入转矩为 rmax2=(7V2 x Tmax)/!Te( 7^=7^1+7^2)。
也就是i兌，rmax= (rmax 1 + 7Ynax2)。
相应地，分配给液压泵2和3的转矩之和(7，max= (7，maxl+ Tmax2))被 保持在转矩限制值Tmax，实现了引擎1与液压泵2和3的转矩匹配。
13然后，当在步骤S700B中时，关于液压泵2的最大输入转矩Tmaxl确 认Pl值，并且确认与公式或表格中的最大输入转矩Tmaxl相对应的指定排 量。在这种情况下，表格通过试验获取针对压力和排量的转矩值来提供。
如图5所示，假设已经提供了用于设置四种排量的液压泵2和3的输入 转矩数据。如果确定了 Tmax，则通过使用针对在对应压力处的3/4和2/4 Dmax的排量的转矩值A和B的线性插值来搜索"C"值的排量。如果针对 更多的不同排量提供了试验转矩值，则能够提高计算级。
如果假设使用三个变量液压泵Pl、 P2和P3，则液压泵P1的预期转矩 Tel为JH=X1 x尸l x />1,液压泵P2的预期转矩re2为7^2=^2 x尸2 x />2, 并且液压泵P3的预期转矩&3为7^=/G x尸3 x />3。
也就是说，液压泵P1 、P2和P3的预期转矩之和Te为re=(rel+re2 + re3)。
此时，如果液压泵Pl、 P2和P3的预期转矩之和Te大于设置的最大转 矩Tmax (即re=(rel+re2+re3)>rmax ),则以使得在液压泵Pl上作用的最 大输入转矩为rmaxl=(rel x rmax)/re(=rel+re2+re3)，在液压泵P2上作用 的最大输入转矩为rmax2=(re2x rmax)/Te一7M+re2 + :Te3)以及在液压泵P3 上作用的最大输入转矩为rmax3=(re3 x 7，max)/ret:rel+:re2 + :re3)的方式， 分配相应液压泵Pl、 P2和P3的i殳置转矩值。
相反，如果所分配的转矩值中的Tmaxl小于在当前负载压力处针对最 小排量的转矩值，则实际排量不能再被降低。相应地，Tmaxl被设置为Tmin, 其在Tmax具有负值，并且在剩余的液压泵中再次执行缩放，以分配转矩。
同样，如果假设设置的Tmaxl超出液压泵的机械限制，则Tmaxl被设 置为限制值，其在Tmax具有负值，并且在剩余的液压泵中再次执行缩放， 以分配转矩。
在使用多于三个液压泵的情况下，针对每个液压泵所限制的可允许总转 矩与Tmax相比相对较小，因此，即使预期转矩之和没有超出Tmax,也应 当经常限制指定液压泵的转矩。在这种情况下，首先检查相应液压泵的转矩 是否超出可允许转矩，并且如果液压泵的该转矩超出可允许转矩，则将相应液压泵的转矩设置为可允许转矩，其在总转矩具有负值，并且该转矩以相同 的方式纟皮分配给剩余的液压泵。
如上所述，通过按比例降低相对于总限制转矩的液压泵的所分配转矩， 相应的工作装置的速度可以根据用户的意愿在液压泵的效率变化不大的区 域内按比例降低。也就是说，相应的工作装置的相对速度可以被协调。
如果意在针对操纵装置的最大操纵量给予相应的工作装置以不同的优 先级，而工作装置被同时操作，则针对操纵量的液压泵和阀的流率被不同地 设置
例如，在工作装置的优先级没有被单独指派并且两个工作装置的操纵装 置被同时以最大程度操纵的情况下，针对工作装置的单独操作的优选最大流 率被设置为相应的液压泵的最大流率。
相反，在工作装置的优先级被指派的情况下，可以针对一工作装置的操 纵量以优先级的顺序映射相对高的流率，或者可以针对另一工作装置的操纵 量映射相对低的流率。在这种情况下，通过应用根据本发明实施例的控制液 压泵的转矩的方法，在转矩限制期间，能够考虑到工作装置的优先级而实现 液压泵的排放流率。
例如，即使在限制连接至液压泵2的工作装置的转矩，同时被指派给相 应液压泵的工作装置被同时以最大程度操作的情况下，响应于限制转矩的下 列公式，被指派给液压泵2的工作装置的流率可以被设置为被指派给液压泵 3的工作装置的流率的两倍
<formula>formula see original document page 15</formula>rmaxl=( Tel x rmax)/ re(=:rel+ re2),并且 rmax2=( Te2 x 7biax)/ re(=:rel+ Te2)。
也就是说，在应用优先级功能之后，转矩值Tmaxl变为转矩值Tmax2 的两倍，因此即使在限制转矩的情况下，优先级功能依然维持原样。如上所述，在限制液压泵的转矩使得用于设置相应工作装置的阀的流率 并用于设置液压泵的对应流率的优先级功能在阀控制器中能够实现的情况 下，即使没有单独校正液压泵控制，优先级功能也能仅通过计算在不同的流 率限制状态下阀或液压泵的期望流率而以不同的方式来实现。即使在静态 下，也可以实现引擎和液压泵的转矩匹配。
如图6所示，在向最大转矩设置装置11应用常规引擎速度传感控制a 的情况下，即使转矩匹配由于引擎1与外部负载之间的响应度差异或者引擎 1与液压泵2和3之间的老化而没有实现，仍然能在引擎1的紧急负载期间 阻止初始引擎速度降低。
如图7所示，在引擎1的紧急负载的情况下，能够改进由于引擎的响应 度和燃料注入率的限制引起的瞬时特性。如果控制杆7和8没有被操纵，则
液压泵2和3的转矩被降低。相反，如果控制杆7和8的操纵被控制杆操纵 量传感装置12和13传感，则转矩逐渐增加到等于设置的Tmax。时间常数 T在控制杆7和8的操纵被传感到之后随控制杆7和8的操纵速率变化。也 就是说，在控制杆7和8的突发操纵的情况下，确保大的衰減效果，而在控 制杆7和8的软性操纵的情况下，能够保证初始响应度。
如图8所示，在预期转矩被突发改变的情况下，预期引擎l的瞬时速度 会降低，并且通过根据Te值控制整个Tmax值的变化率，待输入至液压泵2 和3的转矩的变化率被控制以阻止引擎1的速度的瞬时降低。
也就是说，根据下降转矩按照预期转矩值和预期转矩变化率维持指定时 间之后转矩才开始上升的时间点处转矩大小a和c，通过使转矩限制起始点 b和d彼此不同，并且通过改变转矩上升斜率限制转矩变化率，能够最小化 由于负载变化工作中的频繁转矩限制而引起的输出降低。
如上所述，在根据本发明实施例的控制多变量液压泵的转矩的系统和方 法中，能够通过不仅针对与引擎匹配的瞬时转矩限制总转矩，还限制考虑到 被指派给相应的液压泵的工作装置的特性而分配的设置转矩，来改进工作装 置针对其意外的操作的稳定性。尽管未在以上描述中描述，但是如果由充当引擎动力输出(PTO)装置 的另外其它装置引起的转矩负载被估计或测量，则可以从其中减去由最大转 矩设置装置设置的转矩值，以实现与引擎匹配的全部转矩。
如上所述，根据本发明实施例的控制多变量液压泵的转矩的系统和方法 具有下列优点。
在操作与引擎相关联的多变量液压泵的情况下，当液压泵的被使用的转 矩被限制时，液压泵的转矩总量能够被准确地限制为转矩的预设量，
在多液压泵的期望转矩值之和大于设置转矩值并因此意在降低相应的 液压泵的排放流率的情况下，通过关于相应液压泵的期望流率以指定比率降 低相应液压泵的流率，则即使在转矩限制状况下，也能够来根据用户的意愿 维持用户操纵。
在负载在多液压泵中生成的条件下，能够通过抑制在紧急负载发生期间 引擎启动的停止，来改进可工作性，并且能够通过阻止在紧急负栽发生期间 引擎的速度过度降低，来维持工作速度。
通过调整多液压泵的转矩的变化率，即使在工作装置突发操作时，也能 够抑制工作装置中产生意想不到的振动，从而能够改进工作装置的操纵。
尽管出于示例的目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员 将意识到，在不脱离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况 下，可以进行各种f务改、添加和替换。
权利要求
1、一种控制建筑设备中的多变量液压泵的转矩的系统，包括引擎；与所述引擎相关联的至少两个变量液压泵；分别与所述液压泵相关联的液压致动器，用于驱动工作装置；控制杆，生成与操纵量相对应的操纵信号，以分别驱动所述液压致动器；控制杆传感装置，检测所述控制杆的操纵量，并生成检测信号；液压泵压力传感装置，检测所述液压泵的负载压力，并生成检测信号；最大转矩设置装置，设置从所述引擎输入至所述液压泵的总转矩；期望流率计算装置，计算所述液压泵的与从所述控制杆传感装置输入的检测信号相对应的流率；预期转矩计算装置，根据来自所述液压泵压力传感装置和所述期望流率计算装置的输入信号计算所述液压泵的预期转矩值；转矩分配装置，根据来自所述预期转矩计算装置和所述最大转矩设置装置的输入信号，通过按比例降低所述液压泵的可允许转矩值，使得由所述液压泵生成的转矩值之和被限制为由所述最大转矩设置装置设置的转矩值，来分配所述液压泵的转矩值；受限流率计算装置，接收所述转矩分配装置分配的液压泵的转矩值以及来自所述液压泵压力传感装置的液压泵的负载压力，并计算所述液压泵的流率，使得根据所述液压泵生成的负载压力重新设置的转矩值在所述液压泵中生成；以及输出装置，向调节器输出控制信号，使得所述液压泵根据所述受限流率计算装置计算出的流率操作。
2、 一种控制建筑设备中的多变量液压泵的转矩的方法，该建筑设备包 括引擎、与所述引擎相关联的多变量液压泵、与所述液压泵相关联的液压 致动器、生成操纵信号以驱动所述液压致动器的控制杆、检测所述控制杆的操纵量的控制杆传感装置、检测所述液压泵的负载压力的压力传感装置、以 及转矩选择装置，该方法包括第一步骤，从所述控制杆传感装置接收所述控制杆的操纵量的输入，从 所述压力传感装置接收所述液压泵的负载压力，并接收由所述转矩选择装置选择的转矩值；第二步骤，根据所述转矩选择装置选择的选择值设置被输入至所述液压 泵的总转矩；第三步骤，计算根据所述控制杆的操纵量期望得到的所述液压泵的期望流率;第四步骤，利用所述液压泵的期望流率和所述液压泵的负载压力计算所述液压泵的预期转矩值；第五步骤，判断所述液压泵的预期转矩值之和是否大于设置的最大转矩值；第六步骤，如果在所述第五步骤中所述液压泵的预期转矩值之和小于所 述设置的最大转矩值，则按照原样输出所述液压泵的期望流率；以及第七步骤，如果在所述第五步骤中所述液压泵的预期转矩值之和大于所 述设置的最大转矩值，则输出所述液压泵的期望流率，该期望流率根据所述 液压泵的负载压力状况被重新设置为使得所述液压泵的转矩值之和被限制 为所述液压泵的所分配的转矩值。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中所述第七步骤按比例降低所述液压泵 的相应最大转矩值，以便将所述液压泵的转矩值限制为所述设置的最大转矩值。
4、 根据权利要求1所述的系统，其中所述最大转矩设置装置通过比较输入 引擎速度与设置的引擎速度来修改最大转矩值。
5、 根据权利要求1所述的系统，其中所述最大转矩设置装置接收所述预期 转矩值并修改所述最大转矩值，使得所分配的转矩值之和的变化率在指定范围 内。
6、 根据权利要求1所述的系统，其中所述最大转矩设置装置从所述操纵量传感装置接收所述输入信号，并且如果判断到没有检测到任何操纵量，则将所 述最大转矩值维持低于所述设置的最大转矩值，而如果检测到所述控制杆的任 何操纵量，则修改所述最大转矩值，使得所述最大转矩值在预定时间内逐渐增加。
7、 根据权利要求1所述的系统，其中所述转矩分配装置重新设置相应的所 分配的转矩值，使得所述液压泵的所分配的转矩值的变化率在指定范围内。
8、 根据权利要求1所述的系统，其中如果所述液压泵的所分配的转矩值达 到所述液压泵的转矩使用的上、下阈值，则所述转矩分配装置将对应液压泵的 转矩值设置为阈值，并将转矩值的变化传递给剩余的液压泵以重新设置所述转 矩值。
9、 根据权利要求1所述的系统，其中压力传感器被用作所述液压泵压力传感装置。
10、 根据权利要求1所述的系统，其中所述最大转矩设置装置包括引擎速 度设置功能，该引擎速度设置功能与引擎速度调整步骤关联地设置所述液压泵 的最大转矩值，以便在多个步骤中通过设置引擎速度调整工作速度。
全文摘要
本发明提供控制多变量液压泵的转矩的系统和方法，在考虑燃料经济性或工作速度下，通过预设转矩使得即使在液压泵的最大负载引擎也不停止或者通过预设引擎的速度或液压泵的使用转矩，能控制液压泵的转矩以便液压泵的转矩总量不超过转矩预设量。该系统包括引擎、至少两个多变量液压泵、液压致动器、生成操纵信号的控制杆、检测控制杆的操纵量的控制杆传感装置、检测液压泵的负载压力的液压泵压力传感装置、设置输入至液压泵的总转矩的最大转矩设置装置、计算液压泵的流率的期望流率计算装置、计算液压泵的预期转矩值的预期转矩计算装置、分配液压泵的转矩值的转矩分配装置、计算液压泵的流率的受限流率计算装置以及向调节器输出控制信号的输出装置。
文档编号F04B49/06GK101598123SQ20091014263
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月2日 优先权日2008年6月3日
发明者金东洙 申请人:沃尔沃建造设备控股(瑞典)有限公司