[发明专利]依赖于负载的电子阀致动器调节和压力补偿

说明书

一种液压控制系统，其使用系统压力信息和再缩放的操作者输入以控制阀芯面积，从而控制致动器速度。该系统使用软密封和/或软压力补偿。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月30日提交的U.S.系列编号为No.62/198,877的临时申请的优先权，其所有内容通过引用全部纳入此文。

技术领域

本发明涉及一种液压系统的电子阀致动器。本发明尤其涉及通过负载相依性和压力补偿来调整电子阀致动器。

背景技术

液压致动器或缸在本领域众所周知，并且用于通过单向冲程给出单向力。液压致动器有很多应用，例如施工设备、制造机械和土木工程。

液压致动器由加压的液压流体获得动力。出入致动器的液压流体的流动通过阀来控制。根据应用，液压致动器面临着变化很大的负载。在这些情景下，要通过致动器满足的需求与在阀中的需要满足的需求相冲突。例如，在轻负荷的情况下，阀面积需要较大以允许高致动器速度。当负载大时，阀面积需要相当小以避免过大的致动器速度。

典型地，阀开口面积由操作者的输入成比例地控制，例如，0-100％的操纵杆命令导致0-100％的阀开口面积。这会导致低分辨率。在致动器速度为0-100％时，当阀开口面积为0-10％并且操纵杆命令也限制为0-10％时产生低分辨率。

解决该问题的一个方法是使用液压补偿器，其将阀的控制开口面积上的压降调整到相对恒定的压降。该方法的问题是当用于轻负荷条件下的最大阀面积需要加大时，即使当阀开口被完全打开时，补偿器也会添加额外的压降，因此减小了轻负荷的最大下降速度。

为避免高负载情况下的不安全的下降速度，可使用流量限制阀，然而这仍然具有当降下高负载时的低分辨率的问题(例如10％的操纵杆命令可导致100％的致动器速度)。

当致动器用于叉车起重机时安全问题尤其呈现。叉车起重机的下降功能无论叉装载或不装载通常都由叉的重力起作用。在没有压力补偿的情况下，负载越大，加速度会越大。这导致对操作者不安全的操作条件。

发明内容

本发明所基于的目的为使用压力信息和再缩放的操作输入以控制致动器速度而不是控制阀面积。同时，该系统应当降低成本，具有最佳性能、良好的输入分辨率并且提供更高的适应性。

该目的通过使用压力信息来确定能够被用于限制致动器的极限速度的最大允许操作者输入或最大允许阀开口面积来实现。之后，根据允许的阀面积再缩放操作者的输入命令以直接控制致动器的速度。

优选地，最大允许操作者输入命令(即，阀开口面积)通过使用存储的预定信息例如2-D对照表来估算，或使用利用系统压力计算的确定的信息来估算。可替代地，最大操作者输入命令基于传感压力和油箱压力之间的差额计算，并且使用比例-积分-微分(PID)控制将该差额控制到预定的压力差，以提供软压力补偿。

操作者输入再缩放或软缩放优选地包括使用输入调整模块来修正操作者输入命令。基于最大允许输入命令和修正的输入命令的比较，信号被传递到具有良好分辨率的比例阀使能驱动器(PVE Driver)，以控制致动器而不是控制阀芯面积。

附图说明

借助于附图示出的示例性实施例对本发明做更详细的说明。

图1为液压控制系统的示意图；

图2为具有软缩放的液压控制系统的示意图；并且

图3为具有软压力补偿的液压系统的示意图。

具体实施方式