专利名称：在施工设备的操作杆的中间位置补偿流动速率的方法
技术领域：
本发明涉及在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，该方法能够在利用操作杆来对施工设备如挖掘机进行操作控制时根据操作杆的操作量而最佳地控制液压泵的排量。
更特别地，本发明旨在涉及一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，该方法通过即使在发动机的RPM(每分钟转数)变得不同时能使执行器根据操作杆的操作量而相等地被驱动而提高操纵能力，另外也能够通过在操作杆处于中间位置时最大程度地减少液压泵的排量来减少燃油消耗量。
背景技术：
通常，一种用于施工设备的电子操作杆根据操作员的操作量而输出等比例的信号(该信号典型的输出类型包括模拟电压，PWM(脉宽调制)和通讯信号等)。
依照从操作杆输入的信号，控制器输出与操作杆和踏板操作量成比例的控制信号，从而使工作单元入吊臂、摇臂和铲斗被驱动而进行必要的工作如挖掘、装载和提升。
在利用多个液压泵的液压管路中，排量是通过对面的液压泵的排放压力所控制的，目的是为了有效地使用施工设备。
换句话说，当对面的液压泵产生一个较小的载荷时，流动速率就会被控制成较大，从而提高效率，同时液压泵的排放量根据预定的发动机RPM和当前RPM之间的差而受到控制，从而最大程度地利用发动机的动力。
此外，当工作单元产生一个过度的载荷时，液压泵的排放流动速率就会减小，从而提高施工设备的效率。
当操作杆受到操作时，操作杆的一个信号就会受到检测而控制液压泵的排放流动速率，然后液压泵的排量就会根据该信号而受到控制。此外，为了稳定地保持液压泵的使用动力，需要对液压泵的排放压力进行检测，然后根据该检测到的压力而对其排量进行控制。
但是，为了最佳地控制液压泵的排量，还要检测各种指示信号。当排量根据检测信号而受到控制时，工作单元如吊臂等将会独立地受到控制。这样，操作员在工地上会很困难地将液压泵控制在最佳状态。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，该方法根据工作模式预先设定液压泵的排放流动速率，并使执行器即使在发动机的RPM(每分钟转数)发生变化时也能根据操作杆的操作量而均等地受到驱动，通过这样而提高操纵能力。
本发明的另一目的是提供一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，该方法能够通过在操作杆处于中间位置时最大程度地减少液压泵的排量来减少燃油消耗量。
为了达到这些目的，根据本发明的一个方面，提供一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，其中该施工设备具有一个与发动机连接的液压泵，一个与液压泵连接并用于驱动工作单元的执行器，一个安装在液压泵和执行器之间液压通道上的控制阀，由操作员操作并产生驱动工作单元的操作信号的操作杆，用于检测操作杆操作量的装置，用于检测发动机RPM(每分钟转数)的装置，用于根据决定于操作杆操作量的操作信号和决定于发动机RPM的检测信号而相应地控制控制阀的控制器，该补偿方法包括以下步骤根据操作杆的操作量而设置所需的第一流动速率，以及根据发动机RPM而设置所需的第二流动速率；根据用于操作杆的第一流动速率和用于补偿发动机RPM的第二流动速率之间的差而判断该流动速率是否属于需要在中间位置进行补偿的区域当用于补偿发动机RPM的第二流动速率大于用于操作杆的第一流动速率时，控制液压泵排放出用于补偿发动机RPM的第二流动速率；当对应于操作杆操作量的第一流动速率大于用于补偿发动机RPM的第二流动速率时，控制液压泵排放出对应于操作杆操作量的流动速率。
根据本发明的另一方面，提供一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，其中该施工设备具有一个与发动机连接的液压泵，一个与液压泵连接并用于驱动工作单元的执行器，一个安装在液压泵和执行器之间液压通道上的控制阀，由操作员操作并产生驱动工作单元的操作信号的操作杆，用于检测操作杆操作量的装置，用于检测发动机RPM(每分钟转数)的装置，用于根据决定于操作杆操作量的操作信号和决定于发动机RPM的检测信号而相应地控制控制阀的控制器，该补偿方法包括以下步骤根据操作杆的操作量而设置所需的第一流动速率，以及根据发动机RPM设置所需的第二流动速率；根据操作信号而判断操作杆是否处于中间位置上，并且在操作杆处于中间位置上时，控制液压泵的排量，以排放出最小的流动速率；当操作杆不在中间位置上时，并且当用于补偿发动机RPM的第二流动速率大于对应于操作杆的第一流动速率时，控制液压泵以排放出用于补偿发动机RPM的第二流动速率；当操作杆不在中间位置上时，并且当对应于操作杆的第一流动速率大于用于补偿发动机RPM的第二流动速率时，控制液压泵排出对应于操作杆操作量的流动速率。
这里，操作杆可以是电动操作杆和液力操作杆的任何一种。
本发明上述的以及其他的特点和优点将在结合附图而对优选实施例进行的详细说明中令那些普通技术人员更加明白。
图1是对应于本发明一个实施例的施工设备的操作杆处于中间位置时对流动速率进行补偿的流程图；图2是对应于本发明一个实施例中的排放流动速率与操作杆操作量之间的特性图表；图3是对应于本发明一个实施例的施工设备中操作杆处于中间位置时流动速率补偿方法中所使用的液压管路原理图；图4是对应于本发明另一个实施例的施工设备的操作杆处于中间位置时对流动速率进行补偿的流程图；以及图5是对应于本发明另一个实施例中的排放流动速率与操作杆操作量之间的特性图表。
具体实施例方式
本发明将在下文中结合附图进行更加全面的说明，该说明旨在令那些技术人员能够容易地实施本发明，并不是对本发明的技术精神和范围作出任何限制。
如图3所示，本发明应用于任何一种施工设备中，该施工设备包括一个发动机10，一个与发动机10连接的液压泵20，一个连接到液压泵20上并驱动工作单元如吊臂的执行器40，一个安装在液压泵20和执行器40之间的液压通道的控制阀50，一个由操作员操作并产生驱动工作单元的操作信号的操作杆60，用于检测操作杆操作量的操作量检测装置70，用于检测发动机10的RPM(每分钟转数)的RPM检测装置80，一个用于根据决定于操作杆60操作量的操作信号和决定于发动机RPM的检测信号而相应地控制控制阀50的控制器90，以及一个控制液压泵20的排量的调节器100，所有这些部件都是用于本发明的技术领域中。因此，将省略相应的详细说明。
下文中，将根据本发明的一个实施例而对施工设备操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法进行详细的说明，特别地，结合附加的图纸进行说明。
如图1至3所示，一个操作信号Pi和一个检测信号被输入到控制器90中，其中该操作信号Pi决定于操作杆的操作量，并由操作量检测装置70所检测到，而所述的检测信号决定于发动机的RPM，由RPM检测装置80所检测到(S100)。
在控制器90中，预先确定出决定于操作杆60的操作量的所需流动速率q和决定于发动机RPM的所需流动速率qn(S200)。
根据决定于操作杆操作量的所需流动速率q和决定于发动机RPM的所需流动速率qn之间的差，判断出该流动速率是否属于中间位置要补偿的区域中(S500)。
当在S500中判断出该流动速率属于中间位置需补偿的区域中(即当q＜qn)，从控制器90输入的一个控制信号控制液压泵20排放出用于补偿发动机RPM的所需流动速率qn(S600)。
当在S500中判断出对应于操作杆的所需流动速率q大于用于补偿发动机RPM的所需流动速率qn时，控制液压泵排出对应于操作杆60的操作量的流动速率(S700)。
下面将详细说明有关本发明另一个实施例的施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，特别地，结合图4和图5进行说明。
如图4和5所示，操作信号Pi和检测信号被输入到控制器90中，其中操作信号Pi决定于操作杆60的操作量，并由操作量检测装置70所检测，而检测信号决定于发动机RPM，由RPM检测装置80所检测(S100)。
在控制器90中，预先确定出决定于操作杆的操作量的所需流动速率q和决定于发动机RPM的所需流动速率qn(S200)。
根据决定于操作信号Pi的所需流动速率q的值以及操作杆60的操作量，判断出操作杆60是否处于中间位置上(S300)。
当在步骤S300中判断出操作杆60处于中间位置(即，当Pi＜Pin，并指示为如图5的“A”)时，从控制器90输入到调节器100的一个控制信号控制液压泵20的排量，以使液压泵20的排出流动速率最小。
在步骤S300中，如果操作杆60不在中间位置上，就根据决定于操作杆操作量的所需流动速率q和决定于发动机RPM的所需流动速率qn之间的差来判断该流动速率是否属于在中间位置要补偿的区域中(S500)。
当在步骤S300中判断出操作杆60不在中间位置上，并且该流动速率属于中间位置要补偿的区域中(即，当q＜qn并在图5中指示为“B”)时，从控制器90输入的一个控制信号控制液压泵排放出用于补偿发动机RPM的所需流动速率qn(S600)。
当在步骤S300中判断出操作杆60不在中间位置上且对应于操作杆的所需流动速率q大于对应于发动机RPM的所需流动速率qn(即当q＞qn)时，液压泵受到控制，以排放出对应于操作杆60的操作量的流动速率(S700)。
如图3所示，从液压泵20排出的流动速率Q是发动机10的RPM和液压泵20的排量两者的乘积。
Q＝RPM×q(其中q为液压泵20的排量)从液压泵20排出的流动速率根据发动机10的RPM而变化。
由于发动机10的RPM根据工作模式而受到调节，因此由于工作模式引起的发动机RPM变化使得即使在液压泵20的排量相等时流动速率Q也发生变化。在负载压力相等的条件下，根据工作模式的不同，用于驱动执行器(液压缸)40的控制阀50的一个滑阀芯也位于不同的位置上。
因此，切换控制阀50滑阀芯的信号压力Pi根据工作模式的不同而变化，从而使操纵能力变差。
但是，当应用流动速率补偿的方法时，由于发动机RPM的降低而引起流动速率的减少可以由q的增加所补偿。这样，在负载压力相等的条件下，在根据工作模式而驱动执行器的操作量上没有变化，因而有利于操作。
如图2和5所示，即使当作用在控制阀50上的信号压力Pi为0，当液压泵20的斜板受到流动速率q2的控制时，液压泵20的消耗动力也会增加，因此导致燃油消耗量增加。
考虑到这点，如图5上的“A”所示，当操作杆60位于中间位置上时(即当Pi＜Pin)，液压泵20的排量被控制得尽可能小，从而从液压泵20中排出最小的流动速率。
另一方面，当Pi＞Pin以及该流动速率属于中间位置需补偿的区域(在图5用“B”表示)时，液压泵20的斜板由流动速率q2所控制，从而当作用在控制阀50上的指示信号压力Pi为0时燃油消耗量能够减到最小。
因此，当操作杆60位于中间位置上时，液压泵20的排量被控制得尽可能小(此时发动机的RPM很高)。与此对比，当流动速率属于中间位置需补偿的区域，液压泵20的斜板增加(此时发动机的RPM较低)。即使发动机的RPM根据不同的工作模式而发生变化，当操作杆被操作在相同的操作量时，可以看出执行器的驱动量是相等的。
如上所述，根据本发明当施工设备的操作杆位于中间位置上时用于补偿流动速率的方法具有以下的优点液压泵的排出流动速率是根据工作模式而预先设定的，即使当发动机的RPM发生变化时，执行器也会根据操作杆的操作量而同等地被驱动。因此，可以提高操纵能力。
此外，当操作杆位于中间位置上时，液压泵的排出流动速率被减到最小。因此，可以减少燃油消耗量。
虽然为了说明的目的而对本发明的一个优选实施例进行了描述，但对于那些本领域技术人员来说，各种不偏离如在权利要求中公开的本发明的范围和精神的各种修改、增加和替换都是可能的。
权利要求
1.一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，其中该施工设备具有一个与发动机连接的液压泵，一个与液压泵连接并用于驱动工作单元的执行器，一个安装在液压泵和执行器之间液压通道上的控制阀，由操作员操作并产生驱动工作单元的操作信号的操作杆，用于检测操作杆操作量的装置，用于检测发动机RPM即每分钟转数的装置，用于根据决定于操作杆操作量的操作信号和决定于发动机RPM的检测信号而相应地控制控制阀的控制器，该补偿方法包括以下步骤根据操作杆的操作量而设置所需的第一流动速率，以及根据发动机RPM而设置所需的第二流动速率；根据用于操作杆的第一流动速率和用于补偿发动机RPM的第二流动速率之间的差而判断该流动速率是否属于需要在中间位置进行补偿的区域；当用于补偿发动机RPM的第二流动速率大于用于操作杆的第一流动速率时，控制液压泵排放出用于补偿发动机RPM的第二流动速率；以及当对应于操作杆操作量的第一流动速率大于用于补偿发动机RPM的第二流动速率时，控制液压泵排放出对应于操作杆操作量的第一流动速率。
2.一种在施工设备的操作杆处于中间位置时补偿流动速率的方法，其中该施工设备具有一个与发动机连接的液压泵，一个与液压泵连接并用于驱动工作单元的执行器，一个安装在液压泵和执行器之间液压通道上的控制阀，由操作员操作并产生驱动工作单元的操作信号的操作杆，用于检测操作杆操作量的装置，用于检测发动机RPM即每分钟转数的装置，用于根据决定于操作杆操作量的操作信号和决定于发动机RPM的检测信号而相应地控制控制阀的控制器，该补偿方法包括以下步骤根据操作杆的操作量而设置所需的第一流动速率，以及根据发动机RPM而设置所需的第二流动速率；根据操作信号而判断操作杆是否处于中间位置上，并且在操作杆处于中间位置上时，控制液压泵的排量，以从液压泵中排放出最小的流动速率；当操作杆不在中间位置上时，并且当用于补偿发动机RPM的第二流动速率大于对应于操作杆的第一流动速率时，控制液压泵以排放出用于补偿发动机RPM的第二流动速率；以及当操作杆不在中间位置上时，并且当对应于操作杆的第一流动速率大于用于补偿发动机RPM的第二流动速率时，控制液压泵排出对应于操作杆操作量的流动速率。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中的操作杆可以是电动操作杆和液力操作杆的任何一种。
全文摘要
采用一种对施工设备操作杆位于中间位置上时的流动速率进行补偿的方法，适合于在发动机RPM发生变化时，执行器也能够根据操作杆的操作量而相等地被驱动。该方法包括以下步骤设定关于操作杆的第一流动速率和关于发动机的第二流动速率；判断操作杆是否位于中间位置上，并控制液压泵以排出最小的流动速率；当操作杆不在中间位置上并且用于补偿发动机RPM的第二流动速率大于关于操作杆的第一流动速率时，控制液压泵排放出用于补偿发动机RPM的第二流动速率；以及当操作杆不在中间位置上并且关于操作杆的第一流动速率大于用于补偿发动机RPM的第二流动速率时，控制液压泵排放出对应操作杆操作量的流动速率。
文档编号F15B21/08GK1680665SQ20041009015
公开日2005年10月12日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年4月8日
发明者裴相基 申请人:沃尔沃建造设备控股(瑞典)有限公司