用於操作靜液壓驅動車輛的方法

2023-10-22 16:17:47

專利名稱：用於操作靜液壓驅動車輛的方法
技術領域：
本發明整體上涉及靜液壓驅動車輛，更具體地，涉及對操作用於推進所述類型車 輛的液壓迴路的操作進行監控的診斷系統和控制。
背景技術：
靜液壓驅動車輛通常包括由發動機或馬達驅動的液壓泵。液壓泵將流體流推進到 與車輛的車輪或其它驅動部件連接的一個或多個致動器，通常是液壓馬達。來自泵的流體 流通過每個致動器，使車輛以行駛速度行進。調節控制輸入部件(例如控制杆、踏板或任何 其它適當裝置)的操作員控制車輛的運動。當操作員對控制輸入部件進行移位時，由與控 制輸入部件形成一體的位移傳感器或替代地由機械連杆機構的位移產生信號。信號被傳輸 到與車輛相關聯的控制器，在該控制器中，信號被解譯並且適當的指令被發送到與液壓泵 相關聯的致動器，該致動器被設置用於使操作用來改變泵排量的泵的控制臂運動。替代地， 控制輸入部件例如可以通過纜線機械地連接到泵，該纜線使泵的控制臂響應於控制輸入部 件的移位而運動。泵的控制臂的移位通過改變斜盤在泵中的操作傾角而致使泵的排量改變，並且由 此改變通過泵推進的流體的壓力和流速。通過泵調製流體的流速例如控制驅動車輛車輪的 液壓馬達的旋轉速率並且由此控制車輛的行駛速度。附加系統可以用於控制車輛的行駛速 度，例如制動系統或變速器可以用於在操作員希望車輛減速時使車輛減速。雖然這些類型的控制在過去一度是有效的，但它們不能充分防止車輛在一些情形 下(例如當諸如浙青壓實機的重型車輛操作在斜坡表面或斜面上時)的非指令的運動。防 止車輛的非指令的運動不僅從安全方面考慮是期望的，也因為車輛以比期望速度更快或更 慢的速度操作將直接影響操作參數，例如材料壓實效率和速率。

發明內容
在一個方面，本發明描述一種具有至少一個車輪和可變排量泵的靜液壓驅動車 輛。泵的排量基於旋轉斜盤的傾角改變而調節。由泵推進的流體流循環到使車輛的一個或 多個車輪轉動的至少一個推進馬達。傳感器感測旋轉斜盤的傾角，該傾角被傳遞到電子控 制器。替代地，傳感器感測推進馬達的旋轉方向和速度。控制器基於來自操作員的控制信 號確定旋轉斜盤的期望信號，並且將該期望信號與來自傳感器的實際信號以及閾值進行比 較，並且在實際信號與期望信號的差達到預定程度並且持續預定時間段時，使車輛停止運 動。在另一方面，本發明描述一種用於操作具有可變排量泵的靜液壓驅動車輛的方 法，該可變排量泵可操作地與驅動至少一個車輪的推進馬達相關聯。該方法包括接收來自 操作員的在與車輛相關聯的電子控制器中的指令，並且將該指令與包括在可變排量泵中的 斜盤的期望操作傾角相關。產生傳遞到電子控制器的測量結果的傳感器測量斜盤的操作傾 角，或者替代地，測量推進馬達的旋轉方向和速度。將測量結果與期望角度進行比較以產生差，並且將該差與閾值進行比較。在第一操作模式下，當該差在閾值之下時，斜盤的操作傾 角被適當地調節以減小差，或者替代地，直接指令泵的位置。在第二操作模式中，當該差在 閾值之上時，計算時間值的計時器被起動並且在該差在閾值之上的同時增加時間值。當時 間值超出時間限制，車輛的運動被認為是非指令的，並且因此停止或停住。在又一方面，本發明整體上描述一種操作具有原動機的靜液壓驅動車輛的方法， 該原動機操作可變排量推進泵。泵的排量基於包括在泵中的旋轉斜盤的傾角而改變。由泵 推進的流體流操作以將功率傳送到至少一個推進馬達，推進馬達可操作地連接到車輛的至 少一個車輪。車輛的運動通過由使用者操作的控制裝置來控制。根據該方法，利用傳感器 來感測旋轉斜盤的傾角以產生角度信號，該角度信號被傳遞到電子控制器。替代地，測量推 進馬達的旋轉方向和速度，並且該測量結果被傳遞到電子控制器。用於旋轉斜盤的期望傾 角可以基於控制信號進行確定並且與操作的期望或預期模式相比較。之後，當該測量結果 與期望角度的差達到預定程度並且持續預定時間段時，可以使車輛的所述至少一個車輪停 轉。


圖1是靜液壓驅動車輛的一個例子的輪廓圖。圖2是根據本發明的簡化的液壓迴路的線路圖。圖3是根據本發明的用於控制系統的框圖。圖4是根據本發明的操作靜液壓驅動車輛的方法的流程圖。圖5是根據本發明的一種替代實施方式的簡化的液壓迴路的線路圖。圖6是根據本發明的一種替代實施方式的控制系統的框圖。圖7是根據本發明的一種替代實施方式的操作靜液壓驅動車輛的方法的流程圖。
具體實施例方式本發明涉及靜液壓驅動車輛，更特別地，涉及具有與車輛相關聯的用於影響和控 制車輛運動的液壓系統的車輛。每個系統包括被設置用於監控和指示各個致動器的功能以 避免車輛非指令地運動的至少一個電子控制器。這裡描述的實施方式描述了與僅通過例子 示出的浙青壓實機相關聯的系統，但本發明可以應用於任何其它類型的靜液壓驅動車輛。 因此，這裡提及的例子不應基於與其相關聯地描述的具體車輛被理解為限制性的，而應當 被理解為可以應用於例如滑移轉向車輛、輪式車輛和裝載機、平地機、履帶式車輛、高速路 和越野卡車以及拖拉機等任何其它車輛。圖1中示出了浙青壓實機100的側視圖。壓實機是車輛100的一個例子，其包括通 過鉸接接頭106彼此連接的發動機機架102和非發動機機架104。接頭106允許機架102 和104之間樞轉運動，以允許車輛100轉向。每個機架102和104包括一個或多個車輪，這 裡以可轉動地安裝到機架上的輥子或鼓108的形式示出。雖然本發明涉及輥子108，但本 發明在更廣的範圍內可應用於輪式車輛的車輪。每個輥子108接觸支承表面並且支承車輛 100以允許其沿著地面行駛。每個輥子108能夠通過被設置用於從第一管線或管道112或 第二管線或管道114接收流體流的液壓馬達110驅動旋轉。每個馬達110可以根據流過第 一管道112或第二管道114的方向而沿任一方向操作其各個輥子108。
流體經過第一管道112和第二管道114的流動由發動機116操作的泵(在圖1中 未示出)驅動。發動機116和泵安裝在發動機機架102上並且是延伸貫穿車輛的液壓系統 的一部分。中間管線或管道118將發動機機架102與非發動機機架104連接，用於在其間 連通液壓流體。泵是可變排量泵，其排量通過控制輸入部件或控制杆120來控制。控制杆 120位於車輛100的被設置成在車輛工作過程中容納操作員的駕駛室部分122中。圖2中示出了包括電控制裝置的液壓系統200的簡化的線路圖。為了清楚起見簡 化示出的系統200包括用於驅動車輛100的鼓108之一的驅動線路的一部分。如能夠理解 的，為了簡化起見，未示出用以驅動第二鼓108或者每個鼓108中的振動器(未示出)的液 壓部件和連接件。類似的液壓部件和連接件可以在替代的靜液壓驅動車輛中提供，以執行 諸如僅作為例子的附接執行工具的提升和/或傾斜的操作。液壓系統200包括連接到車輛的原動機(在本例子中為發動機204)的可變排量 泵202。泵202具有連接到有排放口的容器或排出裝置208的入口管道206。當發動機204 操作時，泵202從容器208抽吸流體流，該流體流在經由供應管線或管道212輸送到四通雙 向(4-2)閥210之前被加壓。閥210的排出口經由排出通道213連接，該排出通道213排出 到容器208。控制杆214連接到位於泵202內部的斜盤(未示出)並且設置用於響應於控 制杆214的運動而改變斜盤傾角。控制杆214的運動通過連接到控制杆214的致動器216 來實現。可以利用傳感器218來感測或測量控制杆214的位移或角度，其相當於泵202的 斜盤傾角。傳感器218例如可以是測量控制杆214的角度(或者等同於位移)並且由此測 量斜盤在泵202中的位置的模擬或數字傳感器。如能夠理解的，當發動機204操作時，泵202用於推進流體流通過供應管線212。 根據4-2閥210的位置，來自供應管線212的流體流被引入到兩個管道之一中，這兩個管道 即第一管道220和第二管道222並且分別連接到液壓馬達224的任一側上。4_2閥210的 位置通過閥致動器226來控制，該閥致動器被設置用以使4-2閥210在兩個位置之間往復 運動，致使馬達224沿期望方向運動。馬達224連接到車輛的車輪或鼓227並且被設置用 以在車輛行駛時使鼓227轉動。示意性示出的制動器228被設置用以在由致動器230致動 時使鼓227的運動停止或停住。本實施方式中所示的制動致動器230是電子的並且致動制 動器228，引起摩擦以使鼓227停止運動，但也可以利用其他構造。例如，銷可以插入到連 接於鼓227的旋轉盤的開口中，使得盤和鼓227相對於銷的運動停住等。此外，為了進行說 明，制動器228被示出為在鼓227的外部，但也可以利用例如具有在鼓227中受到保護的制 動器228的更多的傳統設計。電子控制器232連接到車輛並且被設置用以在操作過程中接收來自車輛上的各 個傳感器的信息、處理該信息並且向系統中的各個致動器發出指令。與本說明書有關的連 接件被示出，但如能夠理解的，關於控制器232可以提供更多數量的其它連接件。在本實施 方式中，控制器232經由控制信號線236連接到控制輸入部件234。示意性示出的控制輸入 部件234例如可以是能夠由車輛的操作員運動用以設定車輛的期望速度設定值的杆。控制 輸入部件234的位置可以通過與控制輸入部件234相關聯的傳感器238轉換成指令信號。 在計算中可以利用被傳遞到控制器232的控制信號，以及其它參數，例如發動機204的速 度、容器208內的流體溫度等，以產生用於斜盤的期望傾角或信號，使得車輛以期望速度運 動。
傳感器218經由泵調節反饋線路240適當地連接到控制器232，控制器232被設置 用以接收來自傳感器218的指示斜盤在泵202中的位置、設定或傾角的位置或實際信號。控 制器232還被設置用以發出作業系統200中的各個致動器的指令。例如，泵排量指令線路 242可以使控制器232與操作控制杆214的致動器216相連。類似地，制動激活線路244可 以將控制器232與制動致動器230相連，使得在制動激活線路244中存在適當信號的情況 下，制動器228可以被接合以使鼓227相對於車輛的運動停止或停住。另外，控制線路246 可以將控制器232與閥致動器226相連，使得轉動方向並且由此車輛的行駛方向可以基於 4-2閥210的位置由操作員來指示。通常，車輛的行駛方向取決於控制輸入部件234相對於 空檔位置的移位方向。最後，控制器232可以被設置用以經由多通道發動機通信線路248 向發動機204發送多個其它參數並且從發動機204接收多個其它參數。這些參數例如可以 包括發動機204的各個操作參數，例如發動機速度和燃料量，以及與發動機204的操作狀態 相關的其它參數，例如冷卻劑溫度、油溫、空氣溫度、部件故障代碼等。當操作員通過使控制輸入部件234移位來指令車輛運動時，指令信號經由指令輸 入線路236被傳遞到控制器232。如以下將要更加詳細描述的，該信號致使泵致動器216將 控制杆214運動適當程度以獲得期望角度。轉換成用於泵202的斜盤的期望設定的控制杆 214的期望角度使得適當的工作流體流流過馬達224，這使得鼓227的轉動獲得車輛的期望 行駛速度。雖然該驅動設備在大多數情況下工作良好，但存在這樣一些情況，其中車輛傾向 於與操作員的指令運動不同地運動。當這些少見的情況存在時，例如當車輛沿陡坡向上或 向下行駛時，鼓227會開始以與操作員指令速度不同的更快速度轉動或者與操作員指令方 向相反的方向轉動。在這種情況下，因為馬達224迫使流體在第一管道220和第二管道222 中的流速或流動方向改變，馬達224更像是泵在工作。由於車輛的重量大，這種流動特徵的 改變會迫使4-2閥210的位置改變，並且甚至迫使泵202中的斜盤改變其傾角並適應新的 且非指令的流動情況。當車輛出現這種情形時，期望的是車輛停止或停住運動、向操作員發 出警報並且允許操作員恢復控制。這可以通過如下所述在控制器232中編碼的適當功能性 來實現。圖3中示出了能夠檢測並緩和靜液壓驅動車輛的非指令運動的控制系統300的框 圖。控制系統300及其等同系統可以有利地被編碼在針對圖2描述的控制器232中，使得 在車輛的操作過程中能夠識別其非指令的運動並且使其停止，允許操作員恢復控制。系統 300接收來自操作員使控制輸入部件234移位的用於車輛期望速度的指令302，或者等同 地，用於泵202的期望信號。指令302可以通過探查功能304，在該探查功能304處，指令 302可以與斜盤的期望傾角306相關。同時，反饋信號308 (例如由與泵202形成一體的傳 感器218感測的控制杆214的測量角度或實際角度)到達控制器232。控制系統300可以在求和框312中計算期望信號306和實際信號308之間的差或 誤差310，並且在比較器功能314中將該誤差與一組閾值進行比較。誤差310指示斜盤在 泵202中的期望信號306和實際信號308之間的差，該差轉換成車輛的期望速度和實際速 度之間的差。該誤差的大小指示車輛的指令運動和實際運動之間的差異。通常，在正常操 作過程中，因為系統響應趨於與指令相匹配，該誤差歷時很短並且其大小隨時間變小。閾值比較器314可以在操作過程中連續操作以監控不正常情況下期望信號306和實際信號308之間的誤差，或者通常用於監控指示潛在問題的誤差值的變化範圍。閾值比 較器314可以將誤差310的大小和方向與預定不變或可變高閾值和低閾值進行連續比較。 閾值比較器314可以操作以在誤差未超過閾值時發送未改變的誤差310，或者截取誤差310 以去除暫時峰值，暫時峰值會在來自操作員的指令突然改變的過程中出現。離開閾值比較 器314的未改變的或受限的誤差值316在進入動態控制算法之前通過選擇器開關318。在 所示實施方式中，動態控制算法是比例、積分和微分(PID)控制迴路320，但是也可以利用 其他類型的控制器，例如建模功能、模型、適應算法等。PID迴路320能夠計算並向泵致動器 216發送調整322，用於使泵202的斜盤的實際傾角更加接近期望傾角。在車輛未緊隨運動指令的情況下，例如在車輛沿著陡坡行駛或者在車輛沿著支承 表面滑動使得期望速度與實際速度不匹配的情況下，PID迴路在控制車輛運動方面是無效 的。在這些情況中，有利的是使PID迴路320或任何其它類似控制方案不工作用以阻止在 任何這種控制器232中的「緊張」(wind up)，並且利用以下描述的其它方法使車輛不能運 動。有時在操作過程中，當誤差超出閾值時，閾值比較器314被設置用以通過閾值標 記值326激活計時器324。當比較器314確定誤差310在閾值之上時，標記326被激活以初 始化計時器324，該計時器324開始通過增加時間值來計算自誤差超出閾值起的時間。在誤 差在閾值之上並且標記326有效時，計時器324可以將時間值一直增加到預定時間。如果 誤差310超出閾值持續至少預定時間，意味著標記326在時間值一直計算到預定時間並且 達到預定時間的過程中有效，計時器324將激活故障標記328。故障標記328的激活例如可 以通過將故障標記328值從0設定到1來完成。故障標記328的激活操作使車輛停止運動。例如，故障標記328致使選擇器開關 318改變其位置並且將空檔值330 (例如0而不是受限的誤差316)引導到PID迴路320中。 將空檔值330輸入PID迴路320中將導致PID迴路320迅速「鬆弛」(wind down)並且停止 向泵發送指令，致使泵採取空檔或零角度位置。同時，故障標記328激活停止功能332，停止 功能332用於通過經由向制動致動器230的制動信號334激活車輛的制動器228來自動停 止車輛。故障標記另外可以執行其他功能，例如向操作員發出關於緊急情況的警報、發出蜂 鳴聲或警報聲、將變速器轉換到空檔、關閉車輛的發動機等。圖4中示出了停止靜液壓驅動車輛的非指令運動的示例性方法的流程圖。在步驟 402，與車輛形成一體的控制器232可以接收操作員指令，並且基於該指令，計算或插入驅 動操作車輛的馬達224的流體的泵202的斜盤的期望傾角。在步驟404，將期望傾角或等 同的參數與由適當定位的傳感器218測量的泵202的實際傾角進行比較，以產生差或誤差。 在步驟406，將誤差與閾值進行比較，用於在步驟408確定誤差是否超出閾值。如果在步驟408確定誤差在閾值之下，則在步驟410，在正常或第一模式下調節斜 盤傾角繼續操作。這種調節例如可以通過利用PID迴路320或其它控制方案操作以基於之 前在步驟404計算的差或誤差執行對角度的調節來實現。在步驟412確定操作員指令的改 變，並且如果指令改變，則該過程從步驟402確定期望傾角開始重複，或者如果指令沒有改 變，則該過程從步驟404進行比較開始重複。另一方面，如果在步驟408確定誤差超過閾值，則在步驟414通過計時器324的起 動在第二操作模式下繼續操作。在步驟414起動的計時器324例如可以是一直計時到預定
8時間閾值或限制的增量計時器。只要在步驟408中誤差仍然在閾值之上，則在步驟416進 行確定是否已經達到時間閾值或限制的操作以使計時器增加計時。從誤差被確定為在閾值 之上開始並且仍然存在誤差時，計時器324連續計時。當在步驟416計時器已經達到時間 限制，並且同時在步驟408誤差仍然在閾值之上，則在步驟418使得泵控制器失效。泵控制 器的失效例如可以通過如上所述向PID迴路發送停用值來實現，在步驟420車輛停止或中 止運動，並且在步驟422操作員收到關於存在故障情況的警報。圖5中示出了包括電子控制器的液壓系統500的一種替代實施方式的簡化的線路 圖。為了清楚而簡化示出的系統500包括用於驅動車輛100的鼓108之一的驅動迴路的 一部分。液壓系統500包括連接到車輛的原動機，在該例子中為發動機504的可變排量泵 502。泵502是能夠沿兩個方向操作液壓馬達或另一個液壓裝置的雙向泵。當發動機504 操作時，連接到位於泵502內部的斜盤(未示出)的控制杆514被設置用以響應於控制杆 514的運動而沿兩個方向改變斜盤傾角。控制杆514的運動通過連接到控制杆514的致動 器516來實現。控制杆514的移位或角度控制供應到雙向推進馬達524的液壓流體的方向 和流速。傳感器518可以感測或測量推進馬達524的轉動速度和轉動方向。傳感器518例 如可以是測量推進馬達524的轉動方向和速度的模擬或數字傳感器。如能夠理解的，當發動機504操作時，泵502取決於斜盤在泵502中的旋轉方向將 流體流推進通過第一供應管線512或第二供應管線506。馬達524連接到車輛的車輪或鼓 527並且被設置用以在車輛行駛時轉動鼓527。示意性示出的制動器528被設置用以在由 致動器530致動時使鼓527停止或停住運動。在本實施方式中示出的制動致動器530是電 子的並且致動制動器528引起摩擦以使鼓527停止運動，但也可以利用其他構造。第一卸 壓閥522將第一供應管線512流體連接到排出裝置或容器508。類似地，第二卸壓閥513將 第二供應管線506與排出裝置508流體連接。電子控制器532連接到車輛並且被設置用以在操作過程中接收來自車輛上的各 個傳感器的信息、處理該信息，並且向系統中的各個致動器發送指令。在該替代實施方式 中，控制器532經由控制信號線536連接到控制輸入部件534。示意性示出的控制輸入部件 534例如可以是能夠由車輛的操作員運動用以設定車輛的期望速度設定值的杆。控制輸入 部件534的位置可以通過與控制輸入部件534相關聯的傳感器538轉換成指令信號。傳遞 到控制器532的控制信號可以用於產生斜盤的期望信號，該信號使車輛以期望速度和方向 運動。傳感器518經由馬達反饋線路540適當地連接到控制器532，控制器532被設置用 以接收來自傳感器518的指示馬達524的轉動方向和速度的實際信號。控制器532還被設 置用以發出作業系統500中的各個致動器的指令。例如，泵排量指令線路542可以將控制 器532與操作控制杆514的致動器516相連。類似地，制動激活線路544可以將控制器532 與制動致動器530相連，使得在制動激活線路544中存在適當信號的情況下，制動器528可 以被接合以使鼓527相對於車輛停止或停住運動。控制器532也可以被設置用以經由多通 道發動機通信線路548向發動機504發送多個其它參數並且從發動機504接收多個其它參 數。這些參數例如可以包括發動機504的各種操作參數，例如發動機速度和燃料量，以及其 它與發動機504的操作狀態相關的參數，例如冷卻劑溫度、油溫、空氣溫度、部件故障代碼寸。
當操作員通過使控制輸入部件534移位而指令車輛運動時，指令信號經由指令輸 入線路536被傳遞到控制器532。該信號致使泵致動器516使控制杆514沿適當方向運動 適當程度，以獲得期望的操作設定。轉換成用於泵502的斜盤的期望信號的控制杆514的期 望角度致使適當的工作流體流過馬達524，這使得鼓527轉動，獲得車輛的期望行駛速度。 在該實施方式中，控制杆514 的移位的方向和大小的操作基於來自指令輸入線路536的指 令信號以開放迴路形式實現。雖然該驅動設備在大多數情況下運轉良好，但存在這樣一些情況，其中車輛會傾 向於與操作員的指令運動不同地運動。作為另一個例子，控制泵502的控制杆514的致動 器516可能由於碎屑或汙染物的侵入而變得緩慢或卡住。在這種條件下，致動器516會採 取不受車輛的操作員指令控制的位置，致使泵502的斜盤不受控制地運動。當存在這樣一 種少見的情況時，鼓527可以開始以比操作員指令的速度更快的速度轉動或者沿著與操作 員指令的方向相反的方向轉動。所期望的是，當存在這樣一種情況時，通過自動應用制動器 528而使車輛停止或停住運動。圖6中示出了能夠檢測並緩和靜液壓驅動車輛的非指令運動的控制系統600的框 圖。控制系統600或其等同系統可以有利地被編碼在針對圖5描述的控制器532中，使得 在操作過程中能夠識別車輛的非指令運動並且使車輛停止運動。系統600接收用於期望車 輛運動的指令602，或者等同地，接收來自操作員使控制輸入部件534移位的用於泵502的 期望方向和設定。指令602可以作為控制信號622直接傳遞到泵致動器，例如致動器516， 並且也可以通過探查功能604，在該探查功能604處，指令602可以與用於泵502的期望設 定606相關。用於泵502的期望設定606可以是實數值或整數值，其符號指示方向，其大小 指示期望速度或流速。同時，由一體化的傳感器518測量的例如馬達524的方向和速度的 反饋或實際信號608到達控制器600。控制系統600可以在求和框612中計算期望信號606和實際信號608之間的差或 誤差610，並且在比較器功能614中將誤差與一組閾值進行比較。誤差610指示泵502中的 斜盤的期望信號606和實際信號608之間的差，該差被設置用以轉換成車輛的期望速度和 實際速度之差。該誤差的大小指示車輛的指令運動和實際運動之間的差異。閾值比較器614可以在操作過程中連續操作，以監控不正常情況下期望信號606 和實際信號608之間的誤差，或者通常監控指示潛在非指令運動的誤差值的變化範圍。有 時在操作過程中，當誤差超出閾值，或者更特別地，誤差的絕對值超過閾值時，閾值比較器 314被設置用以通過閾值標記值626激活計時器624。當比較器614確定誤差610在閾值 之上時，標記626被激活以初始化計時器624，該計時器624開始通過增加時間值來計算自 誤差超出閾值起的時間。計時器624可以在誤差在閾值之上並且標記626有效時，將時間 值一直增量到預定時間。如果誤差610超出閾值持續至少預定時間，意味著標記626在計 算時間值一直到預定時間並且已經達到預定時間的過程中是有效的，則計時器624將激活 故障標記628。故障標記628的激活例如可以通過將故障標記628值從0設定到1來實現。故障標記628的激活操作以使車輛停止運動。故障標記628激活停止功能632，該 停止功能用於通過經由到達制動致動器330的信號634以任一方式激活車輛的制動器528 來自動停止車輛。故障標記另外可以執行其他功能，例如向操作員發出關於緊急情況的警 報、發出蜂鳴聲或警報聲、將變速器轉換到空檔、關閉車輛的發動機等。
圖7中示出了停止靜液壓驅動車輛的非指令運動的一種替代方法的流程圖。在步 驟702，與車輛形成一體的控制器532可以接收操作員指令，並且基於該指令，計算或插入 例如指示驅動操作車輛的馬達524的流體的泵502的斜盤的期望角度的期望信號。在步驟 704，將期望信號或等同的參數與由適當定位的傳感器518測量的指示馬達524的轉動方向 和速度的實際信號進行比較，以產生差或誤差。在步驟706將誤差與閾值進行比較，用於在 步驟708確定誤差是否超出閾值。如果在步驟708確定誤差在閾值之下，則在步驟710基於操作員指令在正常或第 一模式下利用斜盤傾角的開放迴路指令繼續操作。另一方面，如果在步驟708確定誤差超 過閾值，則在步驟714通過起動計時器624在第二操作模式下繼續操作。在步驟714起動的 計時器624例如可以是計時到預定時間閾值或限制的增量計時器。只要在步驟708中誤差 仍然在閾值之上，則在步驟716進行確定是否已經達到時間閾值或限制的操作以使計時器 增加計時。從誤差被確定為在閾值之上並且在仍然存在誤差時，計時器624連續計時。當 在步驟716計時器已經達到時間限制，並且同時在步驟708誤差仍然在閾值之上，則在步驟 718使得泵控制器失效並且在步驟720車輛停止或中止運動。工業實用性本發明可以應用於具有能夠操作與車輛相關聯的一個或多個推進泵的排量的電 子控制器的靜液壓驅動車輛。車輛的非指令運動可能會在一些情況下發生。這裡描述的實 施方式適用於檢測車輛的非指令運動，例如車輛以不同於指令速度的速度運動或者車輛沿 不同於指令方向的方向運動。描述的實施方式也有利地能夠使車輛停止運動並且可以向操 作員發出關於出現故障的警報。用於在車輛出現非指令運動的情況長達預定時間限制時診 斷該情況並且使車輛停止運動的方法和裝置中，出於示意的目的，描述了這裡描述的實施 方式。應當理解的是，除了這裡描述的方法之外，還有用於停止車輛以及用於控制泵的很多 替代方法，並且任何這種等同方法被認為是在本發明的範圍內。將理解的是，前面的描述提供了本發明的系統和技術的例子。但是，可以設想，本 發明的其它執行方式可以與前述例子在細節上不同。對本發明的公開內容或例子的所有探 討，是指就此而言所討論的具體例子，並不意於在更一般地意義上對本發明的範圍施加任 何限制。針對特定特徵的任何語言的差別和輕視意於表明這些特徵並不是優選的，而不是 將其從本發明的整個範圍內排除，除非另外指明。這裡的值的範圍的描述僅僅意於用作單獨地談及落入範圍內的每個獨立值的簡 便方法，除非在這裡另外指明，並且每個獨立值就像在此被單獨描述一樣合併在說明書中。 這裡描述的所有方法能夠以任何適當順序執行，除非在這裡另外指明或者通過上下文被清 楚地否定。因此，本發明包括法律允許的所附權利要求書中提及的主題的所有變型和等同。 另外，上述元件的任何可能的變化的任何組合包含在本發明中，除非在這裡另外指明或者 通過上下文清楚地否定。
權利要求
一種操作靜液壓驅動車輛(100)的方法，所述車輛具有操作可變排量推進泵(202)的原動機(204)，所述泵(202)的排量基於所述泵(202)中包括的旋轉斜盤(214)的傾角(302)改變，由所述泵(202)推進的流體流操作以將功率傳送到至少一個推進馬達(224)，所述推進馬達(224)操作地連接到所述車輛(100)的至少一個車輪(227)，所述車輛(100)的運動通過由使用者操作的控制裝置(234)來控制，所述方法包括利用傳感器來感測所述旋轉斜盤(214)的傾角，以產生實際信號(308，608)；將所述實際信號(308，608)傳遞到電子控制器(232)；基於來自由使用者操作的所述控制裝置(234，534)的輸入發出控制信號(236，536)；基於來自由使用者操作的所述控制裝置(234)的控制信號(236)確定用於所述旋轉斜盤(214)的期望信號(306，606)；在所述電子控制器(232，300)中對所述實際信號(308，608)與所述期望信號(306，606)進行比較；並且在所述實際信號(308，608)與所述期望信號(306，606)的差達到預定程度並持續預定時間段時，使所述車輛(100)的所述至少一個車輪(227)的運動停止。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述實際信號(308，608)與所述期望信號 (306,606)進行比較包括計算所述期望信號(306，606)與所述實際信號(308，608)之間的 差(310)，並將所述差(310)與閾值(314)進行比較。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述實際信號(308，608)與所述期望信號 (306,606)不同時，起動計時器(324)，並且在所述計時器(324)中增加的時間值至少等於 所述預定時間段時，使所述至少一個車輪(227)的運動停止。
4.根據權利要求1、2或3中任一項所述的方法，其中，確定所述期望信號(306，606)是 通過使所述控制信號(302)與所述期望信號(306，606)產生關聯的探查功能(304)得以實 現的。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述實際信號(308，608)與所述期望信號 (306,606)的差達到所述預定程度並且持續所述預定時間段時，使控制器(300)不能通過 操作改變所述泵(202)中包括的所述旋轉斜盤(214)的傾角。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，使所述車輛(100)的所述至少一個 車輪(227)的運動停止包括在所述實際信號(308，608)與所述期望信號(306，606)的差達 到所述預定程度並且持續所述預定時間段時，利用制動機構(228)來使所述車輛(100)的 所述至少一個車輪(227)的運動停止。
7.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述實際信號(308，608)與所述期望信號 (306,606)的差達到預定程度並且持續預定時間段時，激活故障標記(328)。
8.一種靜液壓驅動車輛(100)，包括至少一個車輪(227).連接到所述至少一個車輪(227)的至少一個推進馬達(224，524)，所述至少一個推進 馬達(224，524)以馬達速度並且沿著馬達方向操作；可變排量泵(202)，所述泵(202)能夠使推進流體流以一流速循環通過所述馬達 (224)，所述泵(202)包括具有旋轉軸線的旋轉斜盤(214)，所述斜盤(214)能夠以相對於所 述旋轉軸線的選擇的傾角操作，所述斜盤的所述傾角指示所述推進流體的所述流速，所述推進流體的所述流速使所述車輛(100)以行駛速度被推進； 控制裝置(216)，其能夠改變所述斜盤(214)的所述傾角； 電子控制器(232)；系統傳感器(218，518)，其被設置用以測量所述斜盤(214)操作時所處的所述傾角、所 述馬達(524)速度和方向中的至少一個，所述系統傳感器(218，518)可操作地連接到所述 電子控制器(232，532)並且能夠在所述車輛(100)的操作過程中將實際信號(240，540)傳 遞到所述控制器(232，532)；控制傳感器(238)，其被設置用以測量所述控制裝置(234)的移位，所述控制傳感器 (238)可操作地連接到所述電子控制器(232)並且能夠在所述車輛(100)的操作過程中將 期望的角度信號(306)傳遞到所述控制器(232)；其中，所述靜液壓驅動車輛(100)根據權利要求1至7中任一項所述的方法操作。
9.根據權利要求8所述的靜液壓驅動車輛(100)，其中，所述電子控制器(232，300)能 夠發出調節指令(322)並且所述泵致動器(216)響應於來自所述電子控制器(232，300)的 所述調節指令(322)。
10.根據權利要求9所述的靜液壓驅動車輛(100)，其中，所述電子控制器(232，300) 能夠基於所述實際信號(308，608)與所述期望信號(306，606)之間的計算差(310)發出所 述調節指令(322)。
全文摘要
本發明公開一種靜液壓驅動車輛，其具有操作可變排量推進泵的發動機，所述泵的排量能夠基於旋轉斜盤的傾角改變，使得由泵推進的流體流將功率傳送到用於使車輛的車輪轉動的至少一個推進馬達。車輛的電子控制器利用傳感器感測系統的操作參數，例如旋轉斜盤的傾角或推進馬達的旋轉方向和速度，以產生實際信號，並且將實際信號傳遞到電子控制器。控制器基於控制信號確定旋轉斜盤的期望傾角，並且將其與來自傳感器的實際信號進行比較。在角度信號與期望角度的差達到預定程度並持續預定時間段時，車輛的運動停止。
文檔編號F16H39/02GK101878145SQ200880117954
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月24日 優先權日2007年11月28日
發明者C·E·斯託勒, E·J·丘爾茲, J·馬索勒克 申請人:卡特彼勒路面機械公司