作業工具控制系統的製作方法

2023-09-17 02:36:05

作業工具控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種機器(100)上的作業工具(116)的控制系統(108)，其包括第一液壓迴路(201)、第二液壓迴路(208)和控制器(182)。第一液壓迴路(201)包括液壓缸組件(202)、加壓流體源(306)和流體箱(210)。液壓缸組件(202)包括頭端(212)、杆端(214)、缸(290)和杆(292)。加壓流體源(306)和流體箱(210)被選擇性地連接到頭端(212)或杆端(214)。第二液壓迴路(208)包括閥，其被構造成接收連接到箱信號，並選擇性地將頭端(212)或杆端(214)連接到流體箱(210)。控制器(182)被構造成生成連接到箱信號。
【專利說明】作業工具控制系統

【技術領域】
[0001]本發明總體涉及作業工具控制系統。具體地，本發明涉及包括液壓迴路和液壓缸組件的工具控制系統。

【背景技術】
[0002]具有通過液壓迴路和液壓缸組件致動的作業工具系統的機器可設定液壓控制閥以允許操作者在作業工具受到過大負載時進行更多控制。控制閥的這種設定還可允許作業工具的運動在操作過程中得到細微控制。雖然控制閥的較小橫截面面積可在一些作業條件下允許更好控制，在作業工具遇到阻力負載時，與控制閥的較大橫截面面積相比，它們的功率效率會不太好，並且響應較慢。
[0003]Brickner提交的美國專利申請公開文獻US201010024410A1公開一種用於機器的液壓系統。液壓系統包括具有第一腔室和第二腔室的致動器、第一閥、第二閥、第三閥和能夠從中間位置位移以生成指示致動器的希望運動的信號的操作者輸入裝置。液壓系統還包括控制器，控制器被構造成在信號指示希望增加致動器速度時使第一閥和第三閥打開與使流體經過的信號相關的量，並使第二閥打開與使流體經過的信號相關的量。第三閥可在第二閥打開過程中連續打開。


【發明內容】

[0004]公開一種用於機器上的作業工具的控制系統，其包括第一液壓迴路、第二液壓迴路和控制器。第一液壓迴路包括液壓缸組件、加壓流體源以及流體箱。液壓缸組件包括頭端、杆端、缸和杆。加壓流體源和流體箱選擇性地連接到頭端或杆端。第二液壓迴路包括閥，閥被構造成接收連接到箱信號，並選擇性地將頭端或杆端連接到流體箱。控制器被構造成生成連接到箱信號。
[0005]另外公開一種控制機器上的作業工具的方法。作業工具操作地連接到具有頭端和杆端的液壓缸組件。該方法包括將流體從頭端或杆端經過第一液壓迴路引導到箱；指令作業工具功能；檢測杆端上的流體壓力；檢測頭端上的流體壓力；根據作業工具功能以及杆端上的流體壓力和頭端上的流體壓力之間的差別生成連接到箱控制信號；以及根據生成的連接到箱信號，將流體從頭端或杆端經過第一液壓迴路和第二液壓迴路引導到箱。
[0006]另外公開一種包括功率源、作業工具控制系統以及控制器的機器。作業工具控制系統包括作業工具、第一液壓迴路以及第二液壓迴路。第一液壓迴路包括液壓缸組件、加壓流體源和流體箱。液壓缸組件包括頭端、杆端、缸和操作地連接到作業工具的杆。加壓流體源和流體箱選擇性地連接到頭端或杆端。第二液壓迴路包括閥，閥被構造成接收連接到箱信號並選擇性地將頭端或杆端連接到流體箱。控制器被構造成生成連接到箱信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1示出機器的示例性實施方式。
[0008]圖2示出作業工具控制系統的示例性第一實施方式，其中計量控制閥位於中間位置。
[0009]圖3示出作業工具控制系統的示例性第一實施方式，其中計量控制閥位於杆延伸位置。
[0010]圖4示出作業工具控制系統的示例性第一實施方式，其中計量控制閥位於杆縮回位置。
[0011]圖5示出作業工具控制系統的示例性第二實施方式，其中計量控制閥位於中間位置。
[0012]圖6示出作業工具控制系統的示例性第二實施方式，其中計量控制閥位於杆延伸位置。
[0013]圖7示出作業工具控制系統的示例性第二實施方式，其中計量控制閥位於杆縮回位置。
[0014]圖8示出控制機器上的作業工具的方法的示例性流程圖。

【具體實施方式】
[0015]現在將參考【具體實施方式】或特徵，其例子在附圖中示出。通常，將在附圖中使用相應的附圖標記以參考相同或相應部件。
[0016]現在參考圖1，示出機器100的示例性實施方式。在所示實施方式中，機器100被描述為車輛104，並且特別是挖掘機106。在其他實施方式中，機器100可包括用於進行作業的任何系統或裝置。機器100可包括車輛104，或固定機器，例如(但不局限於)具有液壓供能作業工具的機器，或者本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何其他固定機器。
[0017]車輛104可包括(但不局限於)執行與例如採礦、建築、耕種、運輸等特殊工業相關的一些類型的操作，並且在作業環境(例如建築地點、採礦地點、發電廠、高速公路應用、海洋應用等)之間或作業環境中操作的車輛。車輛104的非限定例子包括卡車、起重機、土方車輛、採礦車輛、反鏟挖土機、裝載機、材料處理設備、耕種設備、機車和可以在履帶上運行的其他車輛以及本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何類型的可動機器。車輛104可包括在陸地、水中、地球大氣層或太空中操作的移動式機器。
[0018]車輛104的陸地實施方式的非限定例子包括挖掘機106、反鏟裝載機、履帶或輪式裝載機、壓實機、伐木歸堆聯合機、林業機器、輸送器、收割機、機動平地機、管道敷設機、滑移裝載機、伸縮臂叉裝車、輪式或履帶推土機或者相對於以下實施方式描述的包括作業工具控制系統108、200、300的任何其他車輛104，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0019]機器100裝備有助於機器100在作業地點110處操作的系統。在所示實施方式中，這些系統包括作業工具系統108、驅動系統112和提供功率到作業工具系統108和驅動系統112的功率系統114。在所示實施方式中，功率系統114包括發動機136，例如內燃發動機。在替代實施方式中，功率系統114可包括例如電動馬達(未示出)、燃料電池(未示出)、電池(未示出)、超級電容器(未示出)、發電機(未示出)的其他功率源和/或本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何功率源。
[0020]驅動系統112可包括傳動裝置(未示出)和地面接合裝置115。傳動裝置可包括任何裝置或裝置組，其可以在功率系統114和地面接合裝置115之間傳遞力。傳動裝置可包括機械傳動裝置、任何變速器、齒輪、帶、滑輪、盤、鏈、泵、馬達、離合器、制動器、轉矩轉換器、流體聯接器和本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何傳動裝置中的一個或多個。
[0021]在所示實施方式中，地面接合裝置115包括履帶113。在替代實施方式中，地面接合裝置115可包括輪、壓實鼓、輥或本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何其他地面接合裝置115。
[0022]作業工具系統108包括作業工具116，其可以在作業地點110處進行作業。作業工具可包括鏟鬥、螺旋器、鏟板、清掃器、滾輪切割器、砍伐頭、叉、抓斗、錘、收割機頭、提升組件、物料處理臂、鬆土機、多處理器、耙、鬆土器、鬆土機鋸、剪、樹樁研磨機、掃雪機和擋雪翼板、耕耘機、挖溝機、或本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何其他作業工具116。
[0023]作業工具系統108可包括任何構件和連杆機構；以及任何系統和控制器來根據操作者、自動系統或其他輸入致動該構件和連杆機構，以操控作業工具116，從而在作業地點110處進行作業，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0024]在挖掘機106的所示實施方式中，作業工具系統108包括吊杆122、鬥杆124、鏟鬥126、至少一個吊杆缸組件128、鬥杆缸組件130、作業工具缸組件102、作業工具連杆134、控制器182和操作者界面188。作業工具缸組件102包括作業工具缸133和作業工具杆132。操作者界面188包括操縱杆120。
[0025]在所示實施方式中，機器100包括具有操作者界面188的駕駛室118。操作者界面188可包括多種裝置，操作者通過該多種裝置與機器100通信、交互或控制機器100。在一種實施方式中，操作者界面188可包括操作者與其物理交互的裝置。在另一實施方式中，裝置可通過聲音啟動操作。在又一實施方式中，操作者可以本領域普通技術人員現在或將來設想的任何方式與操作者界面188交互。
[0026]操作者界面188可操作以生成到作業工具控制系統108的指令，從而運動作業工具116以便在作業地點110處進行作業。操作者界面188可操作以根據來自操作者的預定運動生成作業工具系統108控制指令。在替代實施方式中，機器100上機載的控制器182中編碼的自動機器控制或者遠離機器100定位的自主控制系統可通信作業工具控制系統108指令。
[0027]操縱杆120可包括手操作杆式控制裝置，其具有大致細長形狀，能夠在至少一個方向上運動。操縱杆120可操作，以便在多個方向上運動。操縱杆120在一個方向上的位移可對應於作業工具控制系統108指令。操縱杆120可包括位移之外的操作者控制特徵。例如操縱杆可包括按鈕或其他可按壓裝置、開關、可轉動構件和可滑動構件。控制輸入可以是操作者控制特徵的條件、位置或運動的函數。操縱杆120可包括具有操作者用手舒適地抓持的手持部或形狀的部分。
[0028]在替代實施方式中，操作者界面188可包括(除了或代替操縱杆120)開關、按鈕、鍵盤、交互顯示器、槓桿、撥盤、遠程控制裝置、聲音啟動控制器或本領域普通技術人員理解的可以用來允許操作者控制機器100的任何其他操作者輸入裝置。
[0029]在所示實施方式中，操作者可輸入指令以經過運動操縱杆120操縱作業工具116。這些指令可經由傳感器和通信連結傳遞到控制器182。控制器182可經由通信連結傳遞信號，以致動液壓流體閥，從而允許加壓流體流動到和離開缸組件128、130、102，如本領域已知。隨著加壓流體流動到和離開缸組件128、130、102，杆(例如作業工具杆132)可延伸離開和/或縮回進入缸(例如作業工具缸133)，以使作業工具116運動。在其他實施方式中，液壓機械控制系統可傳遞操作者指令以致動作業工具116。
[0030]在所示實施方式中，作業工具連杆組件134操作地連接到作業工具杆132和作業工具116，從而以希望的方式致動作業工具116。
[0031]控制器182可包括處理器(未示出)和存儲器部件(未示出)。處理器可包括微型處理器或本領域已知的其他處理器。在一些實施方式中，處理器可包括多個處理器。處理器可執行指令，並生成輸出以執行方法或過程。這種指令可被讀取或結合到例如存儲器部件的計算機可讀取介質，或在外部提供給處理器。在替代實施方式中，硬連線迴路可代替軟體指令使用或與軟體指令組合使用，以便根據檢測阻力負載生成連接到箱控制信號。因此，實施方式不局限於硬體迴路和軟體的任何具體組合。
[0032]這裡使用的術語「計算機可讀取介質」指的是任何介質或介質組合，其參與提供指令到處理器，以便執行。這種介質可採取許多形式，包括但不局限於非易失性介質、易失性介質和傳輸介質。非易失性介質包括例如光學或磁性盤。易失性介質包括動態存儲器。傳輸介質包括同軸纜線、銅線和光學纖維。
[0033]計算機可讀取介質的常見形式包括例如軟盤、磁碟、硬碟、磁帶或任何其他磁性介質、CD-ROM、任何其他光學介質、穿孔卡、紙帶或具有孔圖案的任何其他物理介質、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPR0M、任何其他存儲器晶片或卡盒或計算機或處理器可以從中讀取的任何其他介質。
[0034]存儲器部件可包括如上所述或本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何形式的計算機可讀取介質。存儲器部件可包括多個存儲器部件。
[0035]控制器182可封裝在單個殼體內。在替代實施方式中，控制器182可包括操作連接並封裝在多個殼體內的多個部件。控制器182可機載定位在機器上，或者可以非機載或遠程地定位。
[0036]控制器182可通信地連接到操作者界面188以接收操作者指令信號，並操作地連接到液壓閥以控制作業工具116的運動。控制器182可通信地連接到一個或多個傳感器或其他裝置，以接收指示機器100系統操作參數的信號。一個或多個操作參數可指示作業工具處於阻力或過載模式。在機器100是挖掘機106並且作業工具116是鏟鬥126的實施方式中，一個或多個操作參數可指示挖掘機106處於挖掘模式。
[0037]操作者或自主功能會希望通過所示挖掘機106在作業地點110處挖掘土方或其他材料，並且接著將材料傾卸到牽引卡車(未示出)。隨著作業工具系統108響應於挖掘指令，杆132可從缸133延伸並且鏟鬥126可向下運動並朝著鬥杆124和駕駛室118向內彎曲，挖掘材料並接著使其得到保持，如本領域普通技術人員已知。在鏟鬥126挖掘的同時，由於土方阻礙缸132延伸，阻力負載施加到作業工具缸組件102。一旦材料被挖掘並容納在鏟鬥126內，材料上的重力在作業工具缸組件102上施加過載。缸組件上的阻力和過載是本領域普通技術人員已知的。
[0038]操作者或自主功能可將容納材料的加載鏟鬥126定位在牽引卡車上方，並接著開始傾卸功能。在傾卸功能過程中，杆132可縮回到缸133內，造成鏟鬥126從鬥杆124和駕駛室118向外轉動,並將材料傾卸到牽引卡車,如本領域普通技術人員已知。在傾卸循環過程中，鏟鬥126內的材料上的重力可在作業工具缸組件102上施加阻力或過載。
[0039]現在參考圖2、3和4，描述作業工具控制系統200的第一實施方式。系統200包括第一液壓迴路201、第二液壓迴路208和控制器282。
[0040]第一液壓迴路201包括液壓缸組件202、加壓流體源206和流體箱210。缸組件202包括具有頭端壓力的頭端212、具有杆端壓力的杆端214、缸290和杆292。杆292操作地連接到作業工具116。流體源206選擇性地流體連接到頭端212和杆端214。流體箱210選擇性地流體連接到頭端212和杆端214。在流體源206流體連接到頭端212時，通常流體箱210流體連接到杆端214。相反，在流體源206流體連接到杆端214時，通常流體箱210流體連接到頭端212。
[0041]缸組件202可包括能夠操作以便經過單向行程施加大致單向力的任何機械致動器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。杆292可在缸290內前後運動，如本領域普通技術人員已知。杆292可包括能夠操作以便將缸的內部分成兩個腔室的活塞、頭端212和杆端214。
[0042]在圖1所示的挖掘機106實施方式中，加壓流體可流入頭端212，使杆292從缸290延伸，並閉合鏟鬥126。隨著加壓流體流入頭端212，流體流出杆端214。加壓流體還可流入杆端214，使杆292縮回到缸290內，並打開鏟鬥126。隨著加壓流體流入杆端124，流體流出頭端212。
[0043]流體源206可包括本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何加壓液壓流體源。流體源206可包括固定排量泵(未示出)或可變排量泵(未示出)。在所示實施方式中，發動機136可經過一個或多個齒輪驅動流體源206。在替代實施方式中，流體源206可包括以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式驅動的泵。非限定例子包括齒輪驅動泵、帶驅動泵或電馬達驅動泵。
[0044]流體箱210可包括用於保持流體的任何容器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0045]在所示實施方式中，第一液壓迴路包括計量控制閥204。計量控制閥204可包括三個位置，即圖2所示的閉合位置、圖3所示的杆延伸位置和圖4所示的杆縮回位置。計量控制閥204可以被彈簧加載到閉合位置。
[0046]在所示實施方式中，計量控制閥204通過液壓先導流體致動。先導流體可以通過流體源206或未示出的另一流體源供應。流到計量控制閥204的先導流體可通過由來自控制器282的指令致動的閥或其他機械或液壓裝置控制。
[0047]在所示實施方式中，頭端212經由流體導管224流體連接到計量控制閥204。杆端214經過流體導管228流體連接到計量控制閥204。流體源206經過止回閥220和流體導管222流體連接到計量控制閥204。箱210經過流體導管230流體連接到計量控制閥204。
[0048]在計量控制閥204位於閉合位置時，加壓流體不能從流體源206流到頭端212或杆端214。在計量控制閥204位於圖3所示的杆延伸位置時，加壓流體可從流體源206經過止回閥220、經過流體導管222、經過計量控制閥204並經過流體導管224流到頭端212。在計量控制閥204位於圖4所示的杆縮回位置時，加壓流體可從流體源206經過止回閥220、經過流體導管222、經過計量控制閥204並經過流體導管228流到杆端214。
[0049]計量控制閥204可包括杆延伸先導埠 238。在先導流體在杆延伸先導埠 238上施加比相對彈簧力大的力時，計量控制閥204可運動到杆延伸位置。計量控制閥204可包括杆縮回先導埠 240。在先導流體在杆縮回先導埠 240上施加比相對彈簧力大的力時，計量控制閥204可運動到杆縮回位置。
[0050]在替代實施方式中，計量控制閥204可經過施加到螺線圈的電流或經過氣動裝置致動到不同位置。計量控制閥204可被致動從而以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式改變位置。
[0051]第二液壓迴路208被構造成根據連接到箱控制信號選擇性地將頭端212和杆端214之一流體連接到流體箱210。在所示實施方式中，第二液壓迴路208包括第一方向控制閥218和逆梭閥216。逆梭閥216選擇性地將頭端212或杆端214流體連接到第一方向控制閥218。第一方向控制閥218選擇性地將來自頭端212或杆端214的流體連接到箱210。
[0052]第一方向控制閥218包括選擇性地流體連接到頭端212和杆端214之一的輸入埠。第一方向控制閥218包括經由流體導管236流體連接到箱210的輸出埠。
[0053]在所示實施方式中，第一方向控制閥218是兩位置、彈簧偏置、通常關閉且電致動的方向閥。在替代實施方式中，第一方向控制閥218可包括用於控制流體在第二液壓迴路中從頭端212或杆端214到箱210的流動的任何裝置。
[0054]第一方向控制閥218操作地連接到控制器282，以響應於連接到箱控制信號打開。第一方向控制閥218可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。連接到箱控制信號可包括從控制器282供應到螺線圈的足夠量的電流，以打開方向控制閥218並允許流體從頭端212或杆端214流過第一方向控制閥218到箱210。在另一實施方式中，與控制器282分離的功率源(未示出)可操作以供應足夠量的電流到螺線圈，從而根據連接到箱控制信號打開第一方向控制閥218。在其他實施方式中，連接到箱信號可以是通過控制器282生成的任何信號，其可造成第一方向控制閥218打開，允許流體從頭端212或杆端214流到流體箱210，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0055]雖然第一方向控制閥218被示出為螺線圈致動閥，設想到第一方向控制閥218可以通過其他裝置致動，例如但不局限於液壓先導流體或氣動的。
[0056]在所示實施方式中，第二液壓迴路208包括逆梭閥216。逆梭閥216可包括通過允許較低壓力源流過閥來調節流體從一個以上的源供應到迴路的單個區域的任何閥。逆梭閥216包括經過流體導管232流體連接到杆端214的輸入杆埠 242、經過流體導管226流體連接到頭端212的輸入頭埠 244以及經過流體導管234、236和第一方向控制閥218選擇性地流體連接到箱210的輸出埠。
[0057]在杆端214壓力大於頭端212壓力並且第一方向控制閥218響應於連接到箱信號打開時，流體可從頭端212流動經過流體導管226、經過逆梭閥216、經過流體導管234、經過第一方向控制閥218、經過流體導管236並流到流體箱210。在頭端212壓力大於杆端214壓力並且第一方向控制閥218響應於連接到箱信號打開時，流體可從杆端214流動經過流體導管232、經過逆梭閥216、經過流體導管234、經過第一方向控制閥218、經過流體導管236並流到流體箱210。
[0058]控制器282相對於圖1的控制器182描述。控制器282可操作地連接到第一方向控制閥218，使得第一方向控制閥218響應於控制器282生成連接到箱信號打開。在所示的實施方式中，控制器282可將連接到箱信號作為電流傳輸到螺線圈致動器，其打開第一方向控制閥218。
[0059]作業工具控制系統200可包括被構造成生成指示頭端壓力的頭端壓力信號的頭端壓力傳感器284。作業工具控制系統200可包括被構造成生成指示杆端壓力的杆端壓力信號的杆端壓力傳感器286。頭端壓力傳感器284和杆端壓力傳感器286可以是能夠操作以生成指示液壓流體壓力的壓力傳感器的任何傳感器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0060]控制器282可通信地連接到頭端壓力傳感器284以接收頭端壓力信號。控制器282可通信地連接到杆端壓力傳感器286以接收杆端壓力信號。
[0061]控制器282可通信和操作地連接到操作者界面288，如相對於圖1的控制器182和操作者界面188描述。
[0062]控制器282可根據從操作者界面288接收的操作者指令、頭端壓力信號和杆端壓力信號檢測施加到作業工具116的阻力負載。用於控制器282的根據操作者指令和致動器壓力來檢測施加到作業工具116的阻力負載的系統和方法是本領域已知的。用於控制器282的根據操作者指令和致動器壓力來檢測挖掘或其他作業工具116功能或模式的系統和方法也是本領域已知的。
[0063]在一些實施方式中，控制器282可根據來自機器100上的單獨或部分自動作業功能的自動指令來檢測施加到作業工具116的阻力負載。在一些實施方式中，控制器282可根據頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於和/或高於預定數值來檢測施加到作業工具116的阻力負載。
[0064]在挖掘機106上的一個例子中，控制器282可檢測操作者經過到作業工具、吊杆和鬥杆缸102 (或202)、128、130的指令來指令挖掘功能。隨著操作者指令作業循環，他/她可通過指令杆132(292)延伸來指令鏟鬥126朝著鬥杆124和駕駛室118捲曲。計量控制閥204可運動到杆延伸位置，允許加壓流體從流體源206流到頭端212，並且允許流體從杆端214經過流體導管228流到箱210。
[0065]頭端212上的推靠杆292的頭部的加壓流體可以開始使杆292從缸290延伸，如本領域已知。在鏟鬥126撞擊作業地點110的地面時，鏟鬥126挖入的材料可施加抵抗杆292延伸的力。此力可造成頭壓力升高到杆壓力以上。在頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於或高於預定數值時，控制器282可生成連接到箱信號，並且第一方向控制閥282可打開，允許流體從杆端214流過第二液壓迴路208到箱210。
[0066]圖3示例性示出以上描述的例子。在控制器282檢測挖掘循環，並且頭端壓力超過杆端壓力預定數值時，第一方向控制閥218響應於控制器282生成連接到箱信號打開。標示「H」的箭頭說明加壓流體流到頭端212。加壓流體離開流體源206，流過止回閥220和流體導管222到計量控制閥204。加壓流體流過計量控制閥204，流過流體導管224並進入缸組件202的頭端212。
[0067]標示「R」的箭頭說明流體從杆端214流到箱210。流體流出缸組件202的杆端214，經過流體導管228到計量控制閥204。流體流過計量控制閥204到箱210。
[0068]流體還流出缸組件292的杆端214，經過流體導管232到逆梭閥216的杆埠 242。由於頭端壓力超過杆端壓力，流體從其杆埠 242流過逆梭閥216，經過出口埠和流體導管234離開，到第一方向控制閥218。由於控制器282生成連接到箱信號，流體流過第一方向控制閥218並經過流體導管236到箱210。
[0069]在挖掘機106上的另一例子中，控制器282可檢測操作者在作業循環過程中經過其到作業工具、吊杆和鬥杆缸102 (或202)、128、130的指令來指令傾卸功能。隨著操作者指令傾卸功能，他/她可以通過指令杆132(292)縮回同時提升鏟鬥126來指令鏟鬥126遠離駕駛室118捲曲，使得鏟鬥126內的材料可傾卸到卡車或其他保持車輛中。計量控制閥204可運動到杆縮回位置，允許加壓流體從流體源206流到杆端214，並且允許流體從頭端212經過流體導管224流到箱210。
[0070]杆端214上的推靠杆292的頭部的加壓流體可以開始使杆292縮回到缸290內，如本領域已知。在典型的傾卸功能中，杆縮回可首先通過作用在鏟鬥126的材料上的重力輔助。但是在傾卸功能的一部分過程中，鏟鬥126內的材料上的重力會與使杆292縮回到缸290內的液壓流體力相反。在鏟鬥126遇到這種情況且鏟鬥126內的材料上的重力施加抵抗杆292縮回的力時，杆端壓力可升高到頭端壓力以上。在頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於和/或高於預定數值時，控制器282可生成連接到箱信號，並且第一方向控制閥218可打開，允許流體從頭端212流過第二液壓迴路208到箱210。
[0071]圖4示例示出以上描述的例子。在控制器282在作業循環過程中檢測到傾卸功能，並且杆端壓力超過頭端壓力預定數值時，第一方向控制閥218響應於控制器282生成連接到箱信號打開。標示「R」的箭頭說明加壓流體流到杆端214。加壓流體離開流體源206，流過止回閥220和流體導管222到計量控制閥204。加壓流體流過計量控制閥204，經過流體導管228並進入缸組件202的杆端214。
[0072]標示「H」的箭頭說明流體從頭端212流到箱210。流體流出缸組件202的頭端212，經過流體導管224到計量控制閥204。流體流過計量控制閥204到箱210。
[0073]流體還流出缸組件292的頭端212，經過流體導管226到逆梭閥216的頭埠 244。由於杆端壓力超過頭端壓力，流體從其頭埠 244流過逆梭閥216，經過出口埠和流體導管234離開到第一方向控制閥218。由於控制器282生成連接到箱信號，流體流過第一方向控制閥218並經過流體導管236到箱210。
[0074]用於杆端壓力和頭端壓力之間的差別的預定數值(在該數值時，控制器282生成連接到箱信號)可以根據機器100的設計和應用參數來設置。雖然一個預定數值可以對於鏟鬥挖掘來說是理想的，另一數值可更好地適用於鏟鬥傾卸。執行其他功能的其他工具會需要不同的預定數值。
[0075]現在參考圖5、6和7，描述作業工具控制系統300的第二實施方式。系統300包括第一液壓迴路301、第二液壓迴路308和控制器382。
[0076]第一液壓迴路301包括液壓缸組件302、加壓流體源306和流體箱310。缸組件302包括具有頭端壓力的頭端312、具有杆端壓力的杆端314、缸390和杆392。杆392操作地連接到作業工具116。流體源306選擇性地流體連接到頭端312和杆端314。流體箱310選擇性地流體連接到頭端312和杆端314。在流體源306流體連接到頭端312時，通常，流體箱310流體連接到杆端314。相反，在流體源306流體連接到杆端314時，通常，流體箱310流體連接到頭端312。
[0077]缸組件302可包括能夠操作以便經過單向行程施加大致單向的力的任何機械致動器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。杆392可在缸390中前後運動，如本領域普通技術人員已知。杆392可包括能夠操作以便將缸的內部分成兩個腔室的活塞、頭端312和杆端314。
[0078]在圖1所示的挖掘機106的實施方式中，加壓流體可流入頭端312，使杆392從缸390延伸，並閉合鏟鬥126。隨著加壓流體流入頭端312，流體流出杆端314。加壓流體還可流入杆端314，使杆392縮回到缸390內，並打開鏟鬥126。隨著加壓流體流入杆端314，流體流出頭端312。
[0079]流體源306可包括本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何加壓液壓流體源。流體源306可包括固定排量泵(未示出)或可變排量泵(未示出)。在所示實施方式中，發動機136可經過一個或多個齒輪驅動流體源306。在替代實施方式中，流體源306可包括以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式驅動的泵。非限定例子包括齒輪驅動泵、帶驅動泵或電動馬達驅動泵。
[0080]流體箱310可包括用於保持流體的任何容器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0081]在所示實施方式中，第一液壓迴路包括計量控制閥304。計量控制閥304可包括三個位置，即圖5所示的閉合位置、圖6所示的杆延伸位置以及圖7所示的杆縮回位置。計量控制閥304可以被彈簧加載到閉合位置。
[0082]在所示實施方式中，計量控制閥304通過液壓先導流體致動。先導流體可以通過流體源306或未示出的另一流體源供應。流到計量控制閥304的先導流體可通過由來自控制器382的指令致動的閥或其他機械或液壓裝置控制。
[0083]在所示實施方式中，頭端312經由流體導管324流體連接到計量控制閥304。杆端314經過流體導管328流體連接到計量控制閥304。流體源306經過止回閥320和流體導管322流體連接到計量控制閥304。箱310經過流體導管330流體連接到計量控制閥304。
[0084]在計量控制閥304位於閉合位置時，加壓流體不能從流體源306流到頭端312或杆端314。在計量控制閥304位於杆延伸位置時，加壓流體可從流體源306經過止回閥320、經過流體導管322、經過計量控制閥304並經過流體導管324流到頭端312。在計量控制閥304位於杆縮回位置時，加壓流體可從流體源306經過止回閥320、經過流體導管322、經過計量控制閥304並經過流體導管328流到杆端314。
[0085]計量控制閥304可包括杆延伸先導埠 338。在先導流體在杆延伸先導埠 338上施加比相對彈簧力大的力時，計量控制閥304可運動到杆延伸位置。計量控制閥304可包括杆縮回先導埠 340。在先導流體在杆縮回先導埠 340上施加比相對彈簧力大的力時，計量控制閥304可運動到杆縮回位置。
[0086]在替代實施方式中，計量控制閥304可經過施加到螺線圈的電流或經過氣動裝置致動到不同位置。計量控制閥304可被致動從而以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式改變位置。
[0087]作業工具控制系統300可包括被構造成生成指示頭端壓力的頭端壓力信號的頭端壓力傳感器384。作業工具控制系統300可包括被構造成生成指示杆端壓力的杆端壓力信號的杆端壓力傳感器386。頭端壓力傳感器384和杆端壓力傳感器386可以是能夠操作以生成指示液壓流體壓力的壓力傳感器的任何傳感器，如本領域普通技術人員現在或將來知曉。
[0088]第二液壓迴路308被構造成根據連接到箱控制信號選擇性地將頭端312和杆端314之一流體連接到流體箱310。在所示實施方式中，第二液壓迴路308包括第一方向控制閥316、第二方向控制閥318、流體導管326、流體導管332、流體導管334、流體導管336和流體導管342。
[0089]第一方向控制閥316包括流體連接到頭端312的輸入埠。第一方向控制閥316包括經由流體導管334和流體導管342流體連接到箱310的出口埠。在所示實施方式中，第一方向控制閥316是兩位置、彈簧偏置、通常關閉和電致動的方向閥。在替代實施方式中，第一方向控制閥316可包括用於控制第二液壓迴路中的流體從頭端312流到箱310的任何裝置。
[0090]在一種實施方式中，第一方向控制閥316可操作地連接到控制器382以便在計量控制閥304位於杆縮回位置(圖7所示)時響應於連接到箱控制信號打開。第一方向控制閥316可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在計量控制閥304位於杆縮回位置並且控制器382生成連接到箱信號時；第一方向控制閥316可從控制器382接收足夠量的電流而打開，並允許流體從頭端312流過第一方向控制閥316到箱310。在另一實施方式中，與控制器382分離的功率源(未示出)可操作以供應足夠量的電流到螺線圈，從而根據生成的連接到箱控制信號和計量控制閥304位於杆縮回位置來打開第一方向控制閥316。在其他實施方式中，第一方向控制閥316可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制器382生成連接到箱信號和計量控制閥304位於杆縮回位置而打開，允許流體從頭端312流到流體箱310。
[0091]在機器100包括挖掘機106並且作業工具116包括鏟鬥的另一實施方式中，第一方向控制閥316可操作地連接到控制器382以便在控制器382檢測到傾卸功能時響應於連接到箱控制信號打開。第一方向控制閥316可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在控制器382檢測到傾卸功能並生成連接到箱信號時；第一方向控制閥316可從控制器382接收足夠量的電流打開並允許流體從頭端312流過第一方向控制閥316到箱310。在另一實施方式中，與控制器382分離的功率源(未示出)可操作以便根據生成的連接到箱控制信號和控制器382檢測到傾卸功能來供應足夠量的電流到螺線圈以打開第一方向控制閥316。在其他實施方式中，第一方向控制閥316可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制器382生成連接到箱信號和檢測到傾卸功能而打開，允許流體從頭端312流到流體箱310。
[0092]在另一實施方式中，第一方向控制閥316可操作地連接到控制器382以響應於連接到箱控制信號和杆端壓力大於頭端壓力而打開。第一方向控制閥316可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在杆端壓力大於頭端壓力並且控制器382生成連接到箱信號時，第一方向控制閥316可以從控制器382接收足夠量的電流而打開，並允許流體從頭端312流過第一方向控制閥316到箱310。在另一實施方式中，與控制器382分離的功率源(未示出)可操作以供應足夠量的電流到螺線圈，以便根據生成的連接到箱控制信號和杆端壓力大於頭端壓力來打開第一方向控制閥316。在其他實施方式中，第一方向控制閥316可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制器382生成連接到箱信號和杆端壓力大於頭端壓力而打開，允許流體從頭端312流到流體箱310。
[0093]雖然第一方向控制閥316示出為螺線圈致動閥，設想到第一方向控制閥316可以通過其他裝置致動，例如但不局限於液壓先導流體或氣動的。
[0094]第二方向控制閥318包括流體連接到杆端314的輸入埠。第二方向控制閥318包括經由流體導管336和流體導管342流體連接到箱310的輸出埠。在所示實施方式中，第二方向控制閥318是兩位置、彈簧偏置、通常關閉和電致動方向閥。在替代實施方式中，第二方向控制閥318可包括用於控制流體在第二液壓迴路中從杆端314流到箱310的任何裝直。
[0095]在一種實施方式中，第二方向控制閥318可操作地連接到控制閥382，以便在計量控制閥304位於杆延伸位置(圖6所示)時響應於連接到箱控制信號打開。第二方向控制閥318可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在計量控制閥304位於杆延伸位置並且控制器382生成連接到箱信號時，第二方向控制閥318可從控制器382接收足夠量的電流以便打開並允許流體從杆端314流過第二方向控制閥318到箱310。在另一實施方式中，與控制閥382分離的功率源(未示出)可操作以根據生成的連接到箱控制信號和計量控制閥304位於杆延伸位置來供應足夠量的電流到螺線圈從而打開第二方向控制閥318。在其他實施方式中，第二方向控制閥318可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制閥382生成連接到箱信號以及計量控制閥304位於杆延伸位置而打開，允許流體從杆端314流到流體箱310。
[0096]在機器100包括挖掘機106並且作業工具116包括鏟鬥的另一實施方式中，第二方向控制閥318可操作地連接到控制器382以便在控制器382檢測到挖掘功能時響應於連接到箱控制信號打開。第二方向控制閥318可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在控制器382檢測到挖掘功能並生成連接到箱信號時；第二方向控制閥318可從控制器382接收足夠量的電流以便打開並允許流體從杆端314流過第二方向控制閥318到箱310。在另一實施方式中，與控制器382分離的功率源(未示出)可以操作以便根據生成的連接到箱控制信號和控制器382檢測挖掘功能來供應足夠量的電流到螺線圈，以便打開第二方向控制閥318。在其他實施方式中，第二方向控制閥318可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制器382生成連接到箱信號和檢測挖掘功能而打開，允許流體從杆端314流到流體箱310。
[0097]在另一實施方式中，第二方向控制閥318可操作地連接到控制器382以響應於連接到箱控制信號和頭端壓力大於杆端壓力來打開。第二方向控制閥318可以是螺線圈致動閥，並包括螺線圈(未示出)。在頭端壓力大於杆端壓力並且控制器382生成連接到箱信號時；第二方向控制閥318可從控制器382接收足夠量的電流，以便打開並允許流體從杆端314流過第二方向控制器318到箱310。在另一實施方式中，與控制器382分離的功率源(未示出)可以操作以根據生成的連接到箱控制信號以及頭端壓力大於杆端壓力供應足夠量的電流到螺線圈，以便打開第二方向控制閥318。在其他實施方式中，第二方向控制閥318可以本領域普通技術人員現在或將來知曉的任何方式響應於控制器382生成連接到箱信號以及頭端壓力大於杆端壓力而打開，允許流體從杆端314流到流體箱310。
[0098]雖然第二方向控制閥318示出為螺線圈致動閥，設想到第二方向控制閥318可以通過其他裝置致動，例如但不局限於液壓先導流體或氣動的。
[0099]控制器382被構造成根據施加到作業工具116的阻力負載生成連接到箱控制信號。控制器382如相對於圖1的控制器182描述。
[0100]控制器382可通信地連接到頭端壓力傳感器384，以便接收頭端壓力信號。控制器382可通信地連接到杆端壓力傳感器386以便接收杆端壓力信號。
[0101]控制器382可通信和操作地連接到操作者界面388，如相對於圖1的控制器182和操作者界面188描述。
[0102]控制器382可根據從操作者界面388接收的操作者指令、頭端壓力信號和杆端壓力信號來檢測施加到作業工具116的阻力負載。用於控制器382的根據操作者指令和致動器壓力來檢測施加到作業工具116的阻力負載的系統和方法是本領域已知的。用於控制器382的根據操作者指令和致動器壓力來檢測挖掘、傾卸或其他作業工具116功能或模式的系統和方法也是本領域已知的。
[0103]在一些實施方式中，控制器382可根據來自機器100上的單獨或部分自動作業功能的自動指令來檢測施加到作業工具116的阻力負載。在一些實施方式中，控制器382可根據頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於和/或高於預定數值來檢測施加到作業工具116的阻力負載。
[0104]在挖掘機106上的一個例子中，控制器382可檢測操作者經過到作業工具、吊杆和鬥杆缸102 (或302)、128、130的指令來指令挖掘功能。隨著操作者指令挖掘功能，他/她可通過指令杆132(392)延伸來指令鏟鬥126朝著鬥杆124和駕駛室118捲曲。計量控制閥304可運動到杆延伸位置，允許加壓流體從流體源306流到頭端312，並且允許流體從杆端314經過流體導管328流到箱310。
[0105]頭端312上的推靠杆392的頭部的加壓流體可以開始使杆392從缸390延伸，如本領域已知。在鏟鬥126撞擊作業地點110的地面時，鏟鬥126挖入的材料可施加抵抗杆392延伸的力。此力可造成頭端壓力升高到杆端壓力以上。在頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於和/或高於預定數值時，控制器382可生成連接到箱信號，並且第二方向控制閥318可打開，允許流體從杆端314流過第二液壓迴路308到箱310。
[0106]圖6示例性示出以上描述的例子。在控制器382在挖掘循環過程中檢測到挖掘功能，並且頭端壓力超過杆端壓力預定數值時，第二方向控制閥318響應於控制器382生成連接到箱信號打開。計量控制閥304可以在挖掘功能過程中位於杆延伸位置。標示「H」的箭頭說明加壓流體流到頭端312。加壓流體離開流體源306，流過止回閥320和流體導管322到計量控制閥304。加壓流體流過計量控制閥304，流過流體導管324並進入缸組件302的頭端312。
[0107]標示「R」的箭頭說明流體從杆端314流到箱310。流體流出缸組件302的杆端314，經過流體導管328到計量控制閥304。流體流過計量控制閥304到箱310。
[0108]流體還流出缸組件302的杆端314，經過流體導管328和332到第二方向控制閥318的輸入埠。由於控制器382生成連接到箱信號，並且控制器382檢測到挖掘功能，計量控制閥304位於杆延伸位置和/或頭端壓力大於杆端壓力，流體流過第二方向控制閥318並經過流體導管336和342到箱310。由於控制器382沒有檢測到傾卸功能，計量閥304位於杆縮回位置或杆端壓力大於頭端壓力，第一方向控制閥316可保持在關閉位置，並且來自頭端312的流體不流過第一方向控制閥316到箱310。
[0109]在挖掘機106上的另一例子中，控制器382可檢測操作者在作業循環過程中經過其到作業工具、吊杆和鬥杆缸102 (或302)、128、130的指令來指令傾卸功能。隨著操作者指令傾卸功能，他/她可以通過指令杆132(392)縮回同時提升鏟鬥126來指令鏟鬥126遠離駕駛室118捲曲，使得鏟鬥126內的材料可傾卸到卡車或其他保持車輛中。計量控制閥304可運動到杆縮回位置，允許加壓流體從流體源306流到杆端314，並且允許流體從頭端312經過流體導管324流到箱310。
[0110]杆端314上的推靠杆392的頭部的加壓流體可以開始使杆392縮回到缸390內，如本領域已知。在典型的傾卸功能中，杆縮回可首先通過作用在鏟鬥126的材料上的重力輔助。但是在傾卸功能的一部分過程中，鏟鬥126內的材料上的重力會與使杆392縮回到缸390內的液壓流體力相反。在鏟鬥126遇到這種情況且鏟鬥126內的材料上的重力施加抵抗杆392縮回的力時，杆端壓力可升高到頭端壓力以上。在頭端壓力和杆端壓力之間的差別等於和/或高於預定數值時，控制器382可生成連接到箱信號，並且第一方向控制閥316可打開，允許流體從頭端312流過第二液壓迴路308到箱310。
[0111]圖7示例示出以上描述的例子。在控制器382在作業循環過程中檢測到傾卸功能，並且杆端壓力超過頭端壓力預定數值時，第一方向控制閥316響應於控制器382生成連接到箱信號打開。計量控制閥304可以在傾卸功能的過程中位於杆縮回位置。標示「R」的箭頭說明加壓流體流到杆端314。加壓流體離開流體源306，流過止回閥320和流體導管322到計量控制閥304。加壓流體流過計量控制閥304，經過流體導管328並進入缸組件302的杆端314。
[0112]標示「H」的箭頭說明流體從頭端312流到箱310。流體流出缸組件302的頭端312，經過流體導管324到計量控制閥304。流體流過計量控制閥304到箱310。
[0113]流體還流出缸組件302的頭端312，經過流體導管326到第一方向控制閥316的輸入埠。由於控制器382生成連接到箱信號；並且控制器382檢測到傾卸功能，計量控制閥304位於杆縮回位置和/或杆端壓力大於頭端壓力，流體流過第一方向控制閥316並經過流體導管334和342到箱310。由於控制器382沒有檢測到挖掘功能，計量閥304位於杆延伸位置或頭端壓力大於杆端壓力；第二方向控制閥318可保持在關閉位置，並且來自杆端314的流體將不流過第二方向控制閥318到箱310。
[0114]用於杆端壓力和頭端壓力之間的差別的預定數值(在該數值時，控制器282生成連接到箱信號)可以根據機器100的設計和應用參數來設置。雖然一個預定數值對於鏟鬥挖掘來說是理想的，另一數值可更好適用於鏟鬥傾卸。執行其他功能的其他工具可需要不同的預定數值。
[0115]工業實用性
[0116]在鏟鬥126內的材料上的重力、用鏟鬥126挖掘材料所需的力或其他力在作業工具缸組件102上施加阻力負載時，用於流體從作業工具缸組件102返回到箱的具有相對小橫截面面積的流體導管會由於緩慢的作業工具116響應而造成不必要的能量損失並減小生產率。用於流體從作業工具缸組件102返回到箱的具有過大橫截面面積的流體導管會在作業工具116需要細微運動時造成操作者難題，會使得負載保持困難，和/或會在過載過程中使作業工具116的控制困難。
[0117]現在參考圖8，描述控制機器100上的作業工具116的方法400。作業工具116操作地連接到具有頭端212、312和杆端214和314的液壓缸組件102、202、302。頭端212、312包括頭端壓力。杆端214、314包括杆端壓力。方法400包括將流體從頭端212、312和杆端214,314之一經過第一液壓迴路201、301引導到箱210、310 ;指令作業工具116功能；檢測杆端壓力；檢測頭端壓力；根據作業工具116功能，以及杆端壓力和頭端壓力之間的差別，生成連接到箱控制信號；以及根據生成連接到箱信號，將流體從頭端212、312和杆端214、314之一經過第一液壓迴路201、301和第二液壓迴路208、308引導到箱210、310。
[0118]方法400開始於步驟402並繼續到步驟404。在步驟404，流體從頭端212、312和杆端214、314之一引導到箱210、310。在計量控制閥204、304位於杆延伸位置時，流體可從杆端214、314引導經過流體導管228、328、經過計量控制閥204、304、經過流體導管230、330併到箱210、310。在計量控制閥204、304位於杆縮回位置時，流體可從頭端212、312引導經過導管224、324、經過計量控制閥204、304、經過流體導管230、330併到箱210、310。該方法繼續到步驟406。
[0119]在步驟406，指令作業工具116功能。作業工具116功能可經過操作者界面188、288、388指令。在其他實施方式中，作業工具116功能可經過自主或半自主系統指令。在一種實施方式中，作業工具116可包括鏟鬥126。在此實施方式中，作業工具116功能可在機器100執行作業循環時包括挖掘功能或傾卸功能。控制器182、282、382可被構造成檢測一些作業工具116功能，例如挖掘功能或傾卸功能。方法400運動到步驟408。
[0120]在步驟408，檢測杆端壓力。杆端214、314可包括被構造成生成指示杆端壓力的杆端壓力信號的杆端壓力傳感器286、386。控制器182、282、382可被構造成接收杆端壓力信號。方法400運動到步驟410。
[0121]在步驟410，檢測頭端壓力。頭端212、312可包括被構造成生成指示頭端壓力的頭端壓力信號的頭端壓力傳感器284、384。控制器182、282、382可被構造成接收頭端壓力信號。方法400運動到步驟412。
[0122]在步驟412，控制器182、282、382根據作業工具116功能以及杆端壓力和頭端壓力之間的差別生成連接到箱信號。在作業工具116包括鏟鬥126並且作業工具116功能是挖掘功能的一種實施方式中，控制器182、282、382可根據頭端壓力大於杆端壓力預定數值來生成連接到箱信號。在作業工具116包括鏟鬥並且作業工具116功能是傾卸功能的另一實施方式中，控制器182、282、382可根據杆端壓力大於頭端壓力預定數值生成連接到箱信號。方法400運動到步驟414。
[0123]在步驟414，根據生成連接到箱信號，流體從頭端212、312和杆端214、314之一經過第一液壓迴路201、301和第二液壓迴路208、308引導到箱210、310。在一些實施方式中，根據連接到箱信號的生成，經過打開方向控制閥218、316、218，流體從頭端212、312或杆端214,314引導到箱210、310。方法運動到步驟416並結束。
[0124]從以上將理解到雖然這裡出於說明目的描述了【具體實施方式】，可以進行多種改型或變型而不偏離這裡要求保護的發明特徵的精神或範圍。本領域普通技術人員從說明書和附圖的考量以及這裡公開的布置的實踐中將明白其他實施方式。意圖在於說明書和公開的例子只作為示例性考慮，真實發明範圍和精神通過以下權利要求及其等同物指明。
【權利要求】
1.一種用於機器(100)上的作業工具(116)的控制系統(108)，其包括: 第一液壓迴路(201)，其具有: 液壓缸組件(202)，其包括頭端(212)、杆端(214)、缸(290)和杆(292)； 流體源(206)，其選擇性地流體連接到頭端(212)和杆端(214)之一； 流體箱(210)，其選擇性地流體連接到頭端(212)和杆端(214)之一； 第二液壓迴路(208)，其包括閥(218)，閥(218)能夠接收連接到箱控制信號並將頭端(212)和杆端(214)之一選擇性地流體連接到流體箱(210);以及 控制器(182)，其能夠根據指示施加到作業工具(116)的阻力負載的一個或多個參數生成連接到箱控制信號。
2.根據權利要求1所述的控制系統(108)，還包括: 頭端壓力傳感器(284)，其能夠生成指示頭端(212)上的流體壓力的頭端壓力信號；以及 杆端壓力傳感器(286)，其能夠生成指示杆端(214)上的流體壓力的杆端壓力信號；以及 其中控制器(182)能夠根據頭端壓力信號和杆端壓力信號生成連接到箱控制信號。
3.根據權利要求1所述的控制系統(108)，還包括: 操作者界面(188)，其能夠生成指示操作者作業工具指令的信號；以及 其中控制器(182)能夠根據操作者作業工具指令生成連接到箱控制信號。
4.根據權利要求1所述的控制系統(108)，其中: 第二液壓迴路(208)包括彈簧偏置、通常關閉且電致動的第一方向控制閥(218)，其包括: 輸入埠，其選擇性地流體連接到頭端(212)和杆端(214)之一；以及 輸出埠，其流體連接到流體箱(210);並且 第一方向控制閥(218)操作地連接到控制器(182)以便響應於連接到箱控制信號打開。
5.根據權利要求1所述的控制系統(108)，其中: 第二液壓迴路(208)包括逆梭閥(216)和彈簧偏置、通常關閉且電致動的第一方向控制閥(218)； 逆梭閥(216)包括流體連接到杆端(214)的杆端輸入埠(242)、流體連接到頭端(212)的頭端輸入埠(244)和選擇性地流體連接到流體箱(210)的輸出埠 ； 第一方向控制閥(218)包括流體連接到逆梭閥(216)的輸出埠的輸入埠和流體連接到流體箱(210)的輸出埠 ；並且 第一方向控制閥(218)操作地連接到控制器(182)以便響應於連接到箱控制信號打開。
6.根據權利要求1所述的控制系統(108)，其中: 第二液壓迴路(308)包括彈簧偏置、通常關閉且電致動的第一方向控制閥(316)，其包括: 輸入埠，其流體連接到頭端(312);以及 輸出埠，其流體連接到流體箱(310);並且其中作業工具(116)是鏟鬥(126)，控制器(182)能夠檢測傾卸功能，並且第一方向控制閥(316)操作地連接到控制器(182)以便在檢測到傾卸功能時響應於連接到箱控制信號打開。
7.根據權利要求1所述的控制系統(108)，其中: 第二液壓迴路(308)包括彈簧偏置、通常關閉且電致動的第二方向控制閥(318)，其包括: 輸入埠，其流體連接到杆端(314);以及 輸出埠，其流體連接到流體箱(310);並且 其中作業工具(116)是鏟鬥(126)，控制器(182)能夠檢測挖掘功能，並且第二方向控制閥(318)操作地連接到控制器(182)，以便在檢測到挖掘功能時響應於連接到箱控制信號打開。
8.一種在機器(100)上控制操作地連接到具有頭端(212)和杆端(214)的液壓缸組件(202)的作業工具(116)的方法，包括: 將流體從頭端(212)和杆端(214)之一經過第一液壓迴路(201)引導到箱； 指令作業工具功能； 檢測杆端(214)上的流體壓力； 檢測頭端(212)上的流體壓力； 根據作業工具功能以及杆端(214)上的流體壓力和頭端(212)上的流體壓力之間的差另Ij，生成連接到箱控制信號； 根據生成連接到箱信號，將流體從頭端(212)和杆端(214)之一經過第一液壓迴路(201)和第二液壓迴路(208)引導到箱。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，作業工具(116)是鏟鬥(126)，該功能是挖掘功能，並且連接到箱控制信號根據頭端(212)上的流體壓力大於杆端(214)上的流體壓力一預定數值來生成。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，作業工具(116)是鏟鬥(126)，該功能是傾卸功能，並且連接到箱控制信號根據杆端(214)上的流體壓力大於頭端(212)上的流體壓力一預定數值來生成。
【文檔編號】F15B13/02GK104053912SQ201280067104
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年10月30日 優先權日:2011年11月22日
【發明者】M·O·加比布拉耶夫 申請人:卡特彼勒公司