专利名称：用于控制泵和马达系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制泵和马达系统的方法，更具体地涉及ー种用于控制泵和马达系统以维持恒定的次级负载的方法。
背景技术：
诸如压路机、摊铺机、推土机、装载机、挖掘机、自行式平地机和其它类型的重型机械之类的机器具有不同的待驱动负载，可称之为主负载和次级负载。公知使用发动机来驱动主负载以及泵和马达系统，以提供用于次级负载的动力。泵和马达系统可接收来自发动机的输出并将动カ传递到次级负载。当由发动机驱动的主负载变化时，来自发动机的输出可相应变化。作为结果，这种变化还可导致泵和马达系统变化。这种状况下，可能希望补偿泵和马达系统的变化，以维持恒定的动カ输出。授予McMinn的美国专利4，490，619 (“619专利”)公开了ー种用于同时生成受控品质的电力并且在期望区域内产生空气调节的液压驱动的发电机和空气调节系统。该系统包括用于驱动发电机的由主发动机驱动的可变排量液压泵。发电机包括用于感测发电机的速度并且响应地控制可变排量泵以维持恒定的发电机速度的速度获取传感器。‘619专利可补偿发电机速度的变化，但它未基于主负载的变化而感测发动机速度的变化，改变发动机速度以补偿主负载变化，然后改变泵的排量以維持恒定的次级负载。因此，‘619专利并未以期望方式维持主负载和次级负载两者。本发明针对克服现有技术控制系统的问题或缺点中的一个或更多。
发明内容
—方面，本发明涉及ー种机器。该机器包括发动机和与发动机驱动地联接的主负载。该机器还可包括与发动机驱动地联接的泵，该泵可操作地与马达连接，泵和马达中的至少ー者具有可变排量。该机器还可包括与马达驱动地联接的次级负载。该机器还可包括控制器，该控制器与发动机以及泵和马达中的至少ー者通信，并且配置成响应于主负载的变化而感测发动机速度的变化，响应于感测到的发动机速度的变化而修改发动机速度，并且改变泵和马达中的至少ー者的排量，以维持期望的次级负载。另ー方面，本发明针对ー种控制具有可变排量泵和可变排量马达中的至少ー者的泵和马达系统的方法。该方法可包括提供与主负载和次级负载驱动地联接的发动机，该次 级负载由泵和马达系统驱动。该方法还可包括响应于主负载的变化而感测发动机速度的变化。该方法还可包括改变发动机速度以补偿主负载变化。该方法还可包括改变可变排量泵和可变排量马达中的至少ー者的排量，以维持恒定的次级负载。又一方面，本发明针对ー种控制具有可变排量泵和可变排量马达中的至少ー者的泵和马达系统的方法。该方法可包括提供与主负载和次级负载驱动地联接的发动机，该次级负载由泵和马达系统驱动。该方法还可包括响应于主负载的变化而感测发动机速度的变化。该方法还可包括响应于主负载提高而提高发动机速度，并且减小可变排量泵和可变排量马达中的至少ー者的旋转斜盘角度，以维持恒定的次级负载。
图I是具有根据ー个示例性公开的实施例的泵和马达系统的机器的示意图。图2是根据一个示例性公开的实施例的泵和马达系统的控制逻辑的流程图。
具体实施方式
现參照附图，其中示出了用于控制泵和马达系统102的方法的一个示例性实施例。图I示出了本发明的一个实施例的图。參照图1，机器100可包括用于提供动カ源的发动机10，诸如柴油发动机、汽油发动机、天然气发动机、氢气发动机、或本领域技术人员公知的任何其它发动机。发动机10可产生动力并且将该动カ传递到不同负载。如图I所示，主负载22可与发动机10驱动地联接。主负载22可包括例如机具泵221和推进泵222。机具泵221可转换动力以推进机器机具，诸如用于执行各种作业的工具装置，包括例如铲斗、压实器、叉式提升装置、刷子或如完成特定作业所需的其它合适的装置。推进泵222可提供用于机器100的原动力。泵14可与发动机10驱动地联接。在一个实施例中，泵14可经由输入轴(未示出)与发动机10直接连接。可选择地，泵14可经由变矩器、齿轮箱或本领域公知的任何其它方式与发动机10连接。此外，泵14可以是液压泵，将由发动机10产生的动カ转换成不同形式，并且泵送流体以驱动马达16，该马达16可与泵14可操作地连接。泵14可以是可变排量泵。可旋转地，马达16可以是可变排量马达。次级负载20可与马达16联接。马达16可驱动发电机201以生成电力。例如，可由调节器202调节来自发电机201的输出。经调节的电カ可由继电器203选择性地供给至辅助电源204，该辅助电源204可用于向装置206提供电力。装置206可以是任何类型和数量的电气驱动装置，诸如加热器。參照图1，控制器12可与发动机10和泵14通信，泵14是可变排量泵。控制器12可配置成感测由于主负载22的变化而导致的发动机10的速度变化。速度传感器11可与发动机10联接，以检测发动机10的速度变化并且向控制器12输入这种变化。如果发动机10存在任何速度变化，则控制器12还可配置成以期望方式修改发动机10的速度。控制器12还可配置成改变泵14的排量以維持期望的次级负载20。在一个实施例中，如果主负载22提高，则控制器12将提高发动机10的速度以进行补偿。为了维持期望的次级负载20，控制器可通过减小泵14的旋转斜盘角度(未示出)来改变泵14的排量，正如本领域众所周知的。可选择地，泵14可以是固定排量泵且马达16可以是可变排量马达。在这种构造中，图I将指示从控制器12到马达16的控制线连接13，而不是当前指示的从控制器12到泵14的控制线连接13。这种状况下，控制器12可通过减小马达16的旋转斜盘角度来維持期望的次级负载20。在可选择的状况下，如果主负载22降低，则发动机速度可提高。控制器12可响应于提高的发动机速度而降低发动机速度以进行补偿，并且随后可增大泵14或马达16的旋转斜盘角度，以维持恒定的次级负载20。图2示出了根据本发明方法的控制逻辑的示例性流程图。S200开始该控制方法。该方法可包括提供与主负载22和次级负载20驱动地联接的发动机10的步骤S202。步骤S204包括响应于主负载22的变化而感测发动机10的速度变化。在步骤S206中，执行修改发动机10的速度。在一个实施例中，如果主负载22提高，则发动机10的速度将提高。另ー方面，如果主负载22降低，则发动机速度可降低。为了维持期望的次级负载20，步骤S208包括改变泵14或马达16的排量。如上所述，泵14和马达16中的至少ー者可以是可变排量。在可变排量泵的ー个实施例中，如果主负载提高，则发动机速度应该提高并且泵14或马达16的旋转斜盘角度将减小，以维持恒定的次级负载。 エ业适用性所公开的控制方法可适用于包括具有可变排量的泵和马达系统的任何系统或机器。具体而言，不论发动机速度如何变化，所公开的方法均可維持恒定的次级负载。下面归纳所公开的方法的操作。诸如发动机之类的动力源可直接驱动主负载。控制器可与发动机通信。泵和马达系统可用于传递由发动机产生的动カ的一部分并且驱动次级负载。速度传感器可另外与发动机联接，以检测发动机速度变化。例如，如果主负载改变，则发动机速度将趋于降低。发动机速度传感器可感测发动机速度的降低并且向控制器提供输入。控制器可提高发动机速度以补偿所述降低，并且改变泵或马达的排量。这种情况下，泵或马达的旋转斜盘角度将减小，以维持恒定的次级负载。另ー方面，如果主负载降低，则发动机速度可趋于提高并且控制器可降低发动机速度。然后，控制器可増大泵或马达的旋转斜盘角度，以维持恒定的次级负载。本发明构成为使得能不以高成本或复杂的构造来维持恒定的次级负载。适合与上述方法联用的机器的一个示例可包括必须维持加热器的恒定的电カ以正确运行的浙青摊铺机。其它机器可具有对不论主负载或发动机速度如何变化都維持在恒定状态下的次级负载的需求。对本领域技术人员来说将显而易见的是，能在所公开的实施例中作出各种改型和变型而不脱离本发明的范围。根据本文公开的说明书和实践，本发明的其它实施例对本领域技术人员来说将显而易见。说明书和示例应该被视为仅为示例性的，本发明的真实范围由以下权利要求和它们的等同物指示。
权利要求
1.一种机器(100),包括 发动机(50)； 与所述发动机(10)驱动地联接的主负载(22)； 与所述发动机(10)驱动地联接的泵(14)，所述泵(14)与马达(16)可操作地连接，所述泵(14)和所述马达(16)中的至少ー者具有可变排量； 与所述马达(16)驱动地联接的次级负载(20);以及 与所述发动机(10)通信并且与所述泵(14)和所述马达(16)中的至少ー者通信的控制器(12)，所述控制器(12)配置成 响应于所述主负载(22)的变化而感测发动机(10)速度的变化； 响应于感测到的发动机(10)速度的变化而修改所述发动机(10)速度；以及 改变所述泵(14)和所述马达(16)中的至少ー者的排量，以维持期望的次级负载(20)。
2.根据权利要求I所述的机器，还包括发动机(10)速度传感器(11)。
3.—种控制泵和马达系统(102)的方法，所述泵和马达系统(102)具有可变排量泵(14)和可变排量马达(16)中的至少ー者，所述方法包括 提供与主负载(22)和次级负载(20)驱动地联接的发动机(10)，所述次级负载(20)由所述泵和马达系统(102)驱动； 响应于所述主负载(22)的变化而感测发动机(10)速度的变化； 改变所述发动机(10)速度，以补偿所述主负载变化(22);以及改变所述可变排量泵(14)和所述可变排量马达(16)中的至少ー者的排量，以维持恒定的次级负载(20)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，改变排量包括改变所述可变排量泵(14)和所述可变排量马达(16)中的至少ー者的旋转斜盘角度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述主负载(22)的变化是提高，改变所述发动机(10)速度包括提高所述发动机(10)速度，并且改变旋转斜盘角度包括减小所述旋转斜盘角度。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述主负载(22)的变化是降低，改变所述发动机(10)速度包括降低所述发动机(10)速度，并且改变旋转斜盘角度包括增大所述旋转斜盘角度。
7.—种控制泵和马达系统(102)的方法，所述泵和马达系统(102)具有可变排量泵(14)和可变排量马达(16)中的至少ー者，所述方法包括 提供与主负载(22)和次级负载(20)驱动地联接的发动机(10)，所述次级负载(20)由所述泵和马达系统(102)驱动； 响应于所述主负载(22)的提高而感测发动机(10)速度的降低； 响应于所述主负载(22 )提高而提高所述发动机(10 )速度；以及减小所述可变排量泵(14)和所述可变排量马达(36)中的至少ー者的旋转斜盘角度，以维持恒定的次级负载(20 )。
全文摘要
本发明涉及一种控制具有可变排量泵和可变排量马达中的至少一者的泵和马达系统的方法。该方法可包括提供与主负载和次级负载驱动地联接的发动机，该次级负载由泵和马达系统驱动。该方法还可包括响应于主负载的变化而感测发动机速度的变化。该方法还可包括改变发动机速度以补偿主负载改变。该方法还可包括改变至少一个可变排量泵和可变排量马达的排量，以维持恒定的次级负载。
文档编号F02D35/00GK102652214SQ201080056058
公开日2012年8月29日 申请日期2010年10月7日 优先权日2009年12月9日
发明者C·E·斯托尔, D·J·卡尔顿 申请人:卡特彼勒公司