CN105358844A - 用于控制液压致动器中压力的方法 - Google Patents

用于控制液压致动器中压力的方法 Download PDF

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Abstract

在常规负载感测系统中，在被外力阻碍的液压功能件与该功能件的另外的动作之间存在延迟。通常，这是由于泵的低压侧的气穴现象。然而，由于致动器的低压侧可以直接供应到泵而不是供应到储存罐，泵的低压侧因而可以是加压的，所以电液压系统通常非常快速地响应。因此，操作者同样不能简单地依赖于功能件遇到外部负载时的反馈。这会导致车辆牵引力的损失或其它的缺点。因此，提供了一种用于利用电静液系统经由引发的被动的或主动的延时来模拟负载感测系统的响应的系统和方法。

Description

用于控制液压致动器中压力的方法
相关申请
本申请要求2013年4月22日提交的美国临时申请No.61/814,372的优先权的权益，该美国临时申请在此通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体涉及用于向消耗器(例如作业机械中的不对称液压缸)供应动力的电静液致动器系统，更具体地涉及能够在某些操作条件下自动控制消耗器中压力的控制算法和方法。
背景技术
对于例如但不限于液压挖掘机、轮式装载机、装载铲土机、反铲铲土机、采矿设备、工业机械等等的作业机械，常见的是具有一个或多个致动部件，例如升降臂和/或倾斜臂、悬臂、铲斗、转向和回转功能件、行走机构等等。通常，在这种机械中，原动力驱动液压泵以向致动器提供流体。中位全开阀或中位关闭阀(open-centerorclosed-centervalve)控制流体到致动器的流动。
一些现代的机械已经用电静液致动器(electro-hydrostaticactuator，EHA)系统替代了以上所描述的传统的液压系统。电静液压致动器包括可反转、可变速的电动机，该电动机连接到液压泵(通常为固定的排量)，该液压泵用于向致动器提供流体，以控制致动器的动作。电动机的速度和方向控制流体到致动器的流动。用于电动机的电力从电力单元接收，电力单元例如发电机、电力储存单元(例如电池)或这二者。例如，在负载的减速动作和/或下降动作下，电力单元可以从所述电动机接收电力，之后将所述电动机操作为发电机。在本文中将包括电静液致动器的系统称为电静液致动器系统。
发明内容
电静液系统不同于常规负载感测液压系统运转。在常规负载感测液压系统中，在被外力阻碍(例如臂上的铲斗触地)的液压功能件(例如臂或悬臂)与该功能件的另外动作(例如车辆升起离开其支撑件或轮子/轨道)之间存在延迟。通常，这是由于泵的低压侧的气穴现象。然而，由于致动器的低压侧可以直接供应到泵而不是供应到储存罐，泵的低压侧因而可以是加压的，所以电液压系统通常非常快速地响应。因此，操作者同样不能简单地依赖于功能件遇到外部负载(触地)时的反馈。这会导致车辆牵引力的损失或其它的缺点。
因此，提供了一种用于利用电静液系统经由引发的被动的或主动的延时来模拟负载感测系统的响应的系统和方法。
根据本发明的一个方面，一种液压系统，包括：控制器，所述控制器连接至操作者界面；泵，所述泵能够在第一方向上操作以供应加压流体；以及液压回路，所述液压回路具有第一侧和第二侧，所述第一侧将所述泵的第一侧流体连接到用于连接到消耗器的第一端口，并且所述第二侧将所述泵的第二侧流体连接到用于连接到所述消耗器的第二端口。所述控制器被配置成：接收用于控制所述消耗器的用户输入并根据所述用户输入供应液压流体；注意指示所述液压回路的所述第一侧中的压力超过规定量的参数；以及响应于所述压力超过所述规定量，限制所述液压回路的所述第一侧中的压力，直到所述规定量提高，由此除非给出停止消耗器动作的命令，否则延迟消耗器动作，并模拟常规负载感测系统中的响应。
可选地，所述液压系统包括：流体连接在所述泵与所述端口之间的阀门，所述阀门由所述控制器控制，并且所述阀门能够操作以调节所述泵与所述消耗器之间的加压流体。
可选地，所述用户命令为用于使致动器下降的命令。
可选地，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
可选地，所述控制器还被配置成，在基于评估确定提高最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
可选地，所述参数为泵速度。
可选地，所述参数为所述消耗器的运动状态。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并驱动所述泵，其中，所述参数为电动机械扭矩。
可选地，所述参数为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并驱动所述泵，并且其中，所述控制器还被配置成通过设定所述电动机械的扭矩极限来设定最大压力极限。
可选地，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过第一阀向所述消耗器供应加压流体，以在一个方向上操作所述消耗器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述消耗器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述消耗器。
可选地，所述液压系统包括液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器并从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述液压系统包括增压系统，所述增压系统用于从所述液压系统的所述液压回路接收流体，或者用于向所述液压系统的所述液压回路供应流体。所述增压系统包括：增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述消耗器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器操作，且通过逆变器连接到电力源以驱动所述泵。
可选地，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述消耗器的流动，以针对负载操作所述消耗器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述消耗器到所述泵的回流。
根据本发明的另一个方面，一种液压系统包括：控制器，所述控制器连接至操作者界面；泵，所述泵能够在第一方向上操作以供应加压流体；以及液压回路，所述液压回路具有第一侧和第二侧，所述第一侧将所述泵的第一侧流体连接到消耗器能够连接到的第一端口，并且所述第二侧将所述泵的第二侧流体连接到所述消耗器能够连接到的第二端口。所述控制器被配置成：接收用于控制所述消耗器的用户命令；响应于所述用户命令，将所述液压回路的所述第一侧的最大压力极限设定至第一值；控制所述泵和阀门以执行所述用户命令；监控第一系统状况；响应于所述用户命令，利用规定的准则评估所监控的系统状况；以及基于所述评估来确定是否提高所述最大压力极限。
可选地，所述液压系统包括：流体连接在所述泵与所述端口之间的阀门，所述阀门由所述控制器控制，并且所述阀门能够操作以调节所述泵与所述消耗器之间的加压流体。
可选地，所述消耗器命令为用于使致动器下降的命令。
可选地，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
可选地，所述控制器还被配置成，在基于评估而确定提高所述最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
可选地，所述第一系统状况为泵速度。
可选地，所述第一系统状况为所述消耗器的运动状态。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并驱动所述泵，其中，所述第一系统状况为电动机械扭矩。
可选地，所述第一系统状况为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并且驱动所述泵，其中设定所述最大压力极限包括设定所述电动机械的扭矩极限。
可选地，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过第一阀向所述液压致动器供应加压流体，以在一个方向上操作所述致动器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述液压系统包括液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器以及从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述液压系统包括增压系统，所述增压系统用于从所述液压系统的液压回路接收流体，或者向所述液压系统的所述液压回路供应流体。所述增压系统包括：增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述液压致动器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
可选地，所述液压系统包括电动机械，所述电动机械由所述控制器操作，且通过逆变器连接到电源以驱动所述泵。
可选地，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述致动器的流动，以针对负载操作所述致动器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述致动器到所述泵的回流。
根据本发明的另一个方面，一种防止电液压系统中过致动的方法包括：接收请求的消耗器命令；响应于所述请求的消耗器命令，将液压回路的流体连接到消耗器的第一侧的最大压力极限设定至第一值；控制所述液压回路中的泵和阀门，以实现所述请求的消耗器命令；监控第一系统状况；响应于所述请求的消耗器命令，利用规定的准则评估所监控的系统状况；以及基于所述评估来确定是否提高所述最大压力极限。
可选地，所述消耗器命令为用于使致动器下降的命令。
可选地，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
可选地，所述控制器还被配置成，在基于所述评估而确定提高所述最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
可选地，所述第一系统状况为泵速度。
可选地，所述第一系统状况为所述消耗器的运动状态。
可选地，所述方法包括经由电动机械控制并驱动所述泵，其中，所述第一系统状况为电动机械扭矩。
可选地，所述第一系统状况为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
可选地，所述方法包括经由电动机械控制并驱动所述泵，其中，设定所述最大压力极限包括设定所述电动机械的扭矩极限。
可选地，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过所述第一阀向所述液压致动器供应加压流体，以在一个方向上操作所述致动器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述消耗器为液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器以及从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述方法包括：经由增压系统从所述液压系统的所述液压回路接收流体，或者经由增压系统向所述液压系统的所述液压回路供应流体，其中，所述增压系统包括：增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述液压致动器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
可选地，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述致动器的流动，以针对负载操作所述致动器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述致动器到所述泵的回流。
可选地，所述方法包括：使所述泵在一个方向上操作以通过所述阀向所述液压致动器供应加压流体，以在第一方向上操作所述致动器；以及，使所述泵在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
可选地，所述方法包括：经由电动机械驱动所述泵，所述电动机械通过逆变器连接到电源。
在下文中参照附图更详细地描述本发明的前述和其它的特征。
附图说明
图1图示了一示例性示意的电静液致动器系统；
图2图示了系统的一示例性、简化示意的实施方式，其示出了致动器伸出动作、由箭头所指示的流体流动方向和能够实现该动作的负载保持阀状态；
图3图示了系统的一示例性、简化示意的实施方式，其示出了致动器缩回动作、由箭头所指示的流体流动方向和能够实现该动作的负载保持阀状态；
图4图示了描述用于一示例性液压系统中使致动器下降的示例性方法的一示例信号控制流程图。
具体实施方式
本发明的示例性实施方式总体涉及液压致动系统，用于控制液压消耗器，例如，用于使具有一个或多个被致动部件(例如升降臂和/或倾斜臂、悬臂、铲斗、转向和回转功能件、行走机构等等)的作业机械中的至少一个不对称的液压缸伸出和缩回，该作业机械例如但不限于液压挖掘机、轮式装载机、装载铲土机、反铲铲土机、采矿设备、工业机械等等。
该方法主要适合于当相关的机械功能件与外部障碍(例如地面)碰撞时，控制致动器和这样的功能件的运动。该系统尤其应用在通常包括双向电动机驱动泵和闭合回路内所连接的不对称的液压致动器的电液压致动系统中，以提供针对外部负载的输出功以及从外部施加的载荷来反向重新获得能量。
应当注意的是，尽管本文所描述的与下降动作有关，但是可以将示例性系统和方法用在涉及任何液压功能(其中在运动过程中遇到额外的阻力)的情况下，并且本发明不应当被认为限制于下降功能。例如，可以期望的是，当在挖掘机与足够的力接合以损坏结构之前该挖掘机正在摇摆进入该结构时，在摇摆作用的过程中包括短暂延迟。作为另一个示例，这对于升降臂在没有立即提升与线缆或扎带所附接到的物体的教导下拉出线缆或者扎带，可以是有利的。在任何情况下，可以在伸出和/或缩回(在液压缸的情况下)中采用示例性实施方式，其中伴随有或未伴随有施加的外部负载。
详细参照图1，示出了电静液致动系统100的一示例性实施方式。该系统包括待机械地连接至作业机械且液压地连接至系统100的至少一个致动器190。
逆变器110可以连接至电能源或电能单元(例如电储存器(例如一个或多个电池))或发电机，并且以双向速度或扭矩控制模式控制电动机械120(例如电动机)。电动机械120可以机械地联接至液压泵130并驱动液压泵130，该液压泵可以是任何适当的类型，但是通常为固定排量的可变速泵。例如，当致动器在外部负载下而向下动作的过程中通过液压流体反向驱动泵时，逆变器还可以将由电动机械所生成的能量存储在所述储存器中。
该系统的操作者可以通过连接至控制器140的输入设备(例如操纵杆150)控制所期望的致动器速度或作用力。在其它的实施方式中，例如如果远程控制或自主控制作业机械，则单独的命令控制器可以生成传递到控制器140的命令信号。
控制器140向逆变器110发出命令，该逆变器110与电机120和泵130协作，允许经由液压泵130产生双向的流动和压力。然后通过负载保持阀170、负载保持阀180将流动定向到致动器190，该致动器190产生所期望的致动器动作。
图1示出负载保持阀170、负载保持阀180为开/关型阀(ON/OFFtypevalve)，然而这些阀中的任一者或全部还可以为流量控制阀、孔板阀或者任何其它的比例调节阀。示例性的阀为锥阀，从而当阀关闭时防止通过阀的泄露。
由于大多数的移动机械使用具有大容积腔室和小容积腔室的不平衡的致动器，因此由第二逆变器210和第二电动机械220和第二液压泵230所控制的流量管理系统200(例如在美国专利申请公开No.2011/0030364A1(通过引用并入本文)中所提出的)经由换向阀160提供了伺服泵130所需要的不论多少的输入流量。
在致动器伸出动作以提升负载的过程中，伺服泵130将流量提供到致动器190的大容积(活塞侧)中，并且流量管理系统200经由换向阀160连接至伺服泵入口，确保了向伺服泵130提供大容积减去小容积(杆侧)的流量差。
在致动器缩回动作以降低负载的过程中，伺服泵130消耗来自致动器190的大容积的流量，并且流量管理系统200经由换向阀160连接至伺服泵出口，使大容积减去小容积的过量流量分流回到流量管理系统200，并且最后分流到液压储液器135。
尽管所描述的致动器为液压缸，但其它的致动器也是可以预期的。此外，液压缸的取向可以与示出的取向相反。
通常，当操作者没有命令致动器动作时，可以将两个负载保持阀170、180关闭，以从泵上移除液压负载、减少电能的消耗并在关掉泵驱动源的情况下防止负载下落。这可以使负载保持阀与泵之间的压力随时间推移而衰减，这主要是由于泵的泄露引起的。然而，负载保持阀与致动器之间的压力保持在一个水平，以无需致动器动作而支撑外部负载。
现在详细参照图2，示出了电静液致动器系统100的一示例性实施方式。该系统与图1中所示出的系统相同，除了隐藏了流量管理系统200，以集中关注其余系统的操作。液压连接214指示去往图1中示出的流量管理系统200/来自图1中示出的流量管理系统200的连接。
回顾图2，液压致动器190机械地连接至作业机械，在致动器上方的箭头用来指示动作的方向：致动器伸出。其余的箭头指示液压流体在系统中的流动方向。
为了使致动器伸出动作能够实现，需要命令负载保持阀170如所指示地打开，以允许流体从致动器的小容积流回到电驱动泵130。由于用在该示例中的阀的类型包括将流动从泵130自由地传递到致动器的大容积中的单向阀，因而在这一情况下，不必命令负载保持阀180打开。
现在详细地参照图3，示出了电静液致动器系统的示例性实施方式。该系统与图1中所示出的系统相同，除了隐藏了流量管理系统200，以集中关注其余系统的操作。液压连接214指示去往如图1中项目200所示出的流量管理系统/来自如图1中项目200所示出的流量管理系统的连接。致动器上方的箭头用来指示动作的方向：致动器缩回。
为了使致动器缩回动作能够实现，需要命令负载保持阀180如所指示地打开，以允许流体从致动器的大容积流回到电驱动泵130。由于用在该示例中的阀的类型包括将流动从泵130自由地传递到致动器的大容积中的单向阀，因而在这一情况下，不必命令负载保持阀170打开。
现在详细参照图4，示出了信号控制流程图，以支持本发明的进程流的详细说明。尽管就“操作者”或“用户”来讨论，但可以预期的是，这种方法可以通过现场的操作员、远程的操作员或以自主或半自主模式来采用，在自主或半自主模式中，“操作者命令”或“用户命令”由自主或半自主控制程序来生成。此外，应当理解，对“下降命令”的停止等的引用包含任何指示外力以不平衡的方式所作用的致动器(即导致致动器上的净外力)的动作停止的命令，并且“下降命令”等包含任何指示致动器在以下这样的方向上的动作的命令，在该方向上，外力以不平衡的方式作用在致动器上(即导致致动器上的净外力)。
逻辑开始于初始的开始框415。
对操作者输入设备的连续性监控和/或间歇性监控发生在框416中。
只要没有发出输入信号，判断框417就默认使该信号流回，以监控操作者输入设备。
如果操作者发出下降命令，则在418中系统可以将液压回路的第一侧(例如泵杆侧，尽管可以以类似的方式替选地或额外地控制活塞侧)压力设定为减小值。
在419处可以激活控制阀和泵，以实现所期望的下降动作。
接下来，在框420处，该方法可以连续性地或周期性地监控指示压力超过极限的状况，例如用于降低速度状况时的泵速度和/或用于饱和状况时的杆侧压力。换句话说，框420可以注意查看命令是否被如所请求的一样执行。如果否，则该状况可以指示该系统需要更高的压力极限以执行该请求命令。
监控第一侧压力的一种方式是监控电机扭矩。如果扭矩设定值为减小的扭矩设定值，且快速地达到极限，则这可以指示需要升高该极限。另一种替选的方式是在液压回路中经由可选的压力传感器来直接测量压力。
限制第一侧压力的另一种方法可以是控制液压回路的第一侧上的泄压阀，并且将阀打开的压力极限设定成相对低的压力。一旦达到该极限，阀将会打开并且将压力卸到储存罐，以便控制该系统的这一侧上的压力。然后，可以通过控制器提高该极限。然而，这一调节液压回路中压力的方法的使用通常会被认为比经由扭矩/电流限制调节泵压力效率更低。
在任何情况下，如果未满足规定的一个准则/多个准则，则在框421处，系统检查操作者命令的删除或反转。
如果指示没有命令的删除或反转，则该方法返回到框419。
如果满足了步骤420规定的一个准则/多个准则，或者，如果没有满足但指示了命令的删除或反转，则在422处将第一侧压力设定到正常值。在这一情况下，“正常”意味着当负载阻碍功能件时，用来控制功能件的操作压力在不存在命令时，期望模拟常规负载感测“停顿”。例如，该值可以简单地被设定成防止损坏系统。
可选地，在框422处将该值设定至“正常”可以包括以渐进的方式(线性或者非线性)提高压力设定值，以实现所期望的延迟来模拟负载感测系统。
除了系统中固有的延迟，可选框425可以增加规定的延迟，以便当运动过程中负载阻碍功能件时，实现所期望的停顿。该延迟可以为固定值，或者可以依赖于一个或多个其它的因素，例如泵的类型、致动器的速度、泵磨损、命令的速度、操作者的个人喜好等等。
然后在框423处，可以命令泵和/或控制阀以实施并实现所期望的动作，该进程在框424处结束。
虽然为了简化解释，将以上说明的方法示出并描述为一系列的框，将领会的是，该方法并不受限制于框的顺序，因为一些框可以以不同的顺序发生或与示出或描述其它的框同时发生。此外，可以要求少于全部的图示框以实现示例性方法。此外，额外的或替选的方法可以采用额外的、未图示的框。
在该流程图中，框表示可以用逻辑实现的“处理框”。处理框可以表示方法步骤或用于执行该方法步骤的装置元件。流程图没有描述用于任何特定编程语言、编程方法或编程风格(例如程序上的、面向对象的)的句法。相反，流程图图示了本领域技术人员可以采用的功能信息，以开发逻辑来执行图示的进程。应该领会的是，在一些示例中，没有示出类似临时变量、常规循环等的程序单元。还应该领会的是，电子应用和软件应用可以包含动态的和灵活的进程，从而图示的框可以以不同于示出的序列的其它序列来执行或这些框可以结合到多个组件中或与多个组件分开。应当领会的是，进程可以利用不同的编程方法(如机器语言、程序上的、面向对象的或人工智能的技术)来实现。
在一个示例中，方法被实现为在计算机可读介质上提供的处理器可执行指令或操作。因此，在一个示例中，计算机可读介质可以存储可操作成执行方法的处理器可执行指令。
尽管图4示出了串行发生的各种动作，但必须领会的是，图4中所示出的各种动作可以基本上并行发生。
如本文所使用的“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件或其组合，以执行功能或动作，或者引起来自另一逻辑、方法或系统的功能或动作。例如，基于所期望的应用或需求，逻辑可以包括软件控制的微处理器、像专用集成电路(ASIC)的离散逻辑、可编程逻辑设备、包含指令的存储设备等等。逻辑可以包括一个或多个门、门的组合或其它电路组件。逻辑还可以完全实施为软件。在描述多个逻辑的逻辑的情况下，有可能将多个逻辑的逻辑合并到一个物理逻辑中。类似地，在描述单个逻辑的逻辑时，有可能将单个逻辑的逻辑分布在多个物理逻辑之间。
如本文所使用的“软件”包括但不限于一个或多个计算机指令或处理器指令，该一个或多个计算机指令或处理器指令可以被读取、被解释、被编译或者被执行并使得计算机、处理器或其它电子设备以期望的方式执行功能、动作或行为。指令可以具体化为各种形式，如例程、算法、模块、方法、线程或包括来自动态或静态链接库的单独应用或单独代码的程序。软件也可以以各种可执行或可加载的形式实现，包括但不限于独立的程序、函数调用(本地或远程)、伺服小程式、小应用程序、存储在存储器中的指令、操作系统的部分或其它类型的可执行指令。本领域技术人员应当领会的是，软件的形式可以取决于，例如对期望的应用、其运行的环境或设计者/程序员的期望等等的要求。还应当领会的是，计算机可读指令或可执行指令可以位于一个逻辑中或分布在两个或更多个通信、协作或并行处理逻辑之间，从而可以以串行、并行、大规模并行和其它的方式来加载或执行。
本文所描述的用于实现该示例系统和方法的各种组件的合适的软件可以使用编程语言和编程工具(如Java、Java脚本、Java.NET、ASP.NET、VB.NET、Cocoa、Pascal、C#、C++、C、CGI、Perl、SQL、APIs、SDKs、组件、固件、微代码或其它语言和工具)来生成。不论软件是否是整个系统或系统的一个组件，该软件都可以具体化为制造品，并作为计算机可读介质的一部分而被维持或被提供。
本文所使用的算法描述和表示是本领域技术人员所使用的来向他人传达他们的工作实质的方法。通常在这里，算法或方法被认为是产生结果的操作序列。所述操作可以包括物理量的物理操纵。通常，尽管不是必须的，物理量采取能够被存储、被传输、被组合、被比较以及在逻辑中被其它方式操纵等的电信号或磁信号的形式。
有时已经证明，主要为了通用，方便的是将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术语、数字等等。然而，应当牢记的是，这些术语和类似的术语都与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的便利标签。除非特别声明，否则可以理解，贯穿本说明书，如处理、计算、运算、确定、显示等的术语指的是计算机系统、逻辑、处理器或类似的操纵并变换表示为物理(电子)量的数据的类似的电子设备的动作和进程。
尽管本发明已经参照某个实施方式或某些实施方式来示出并描述，但显然本领域技术人员在阅读和理解本说明书和附图后将可以进行等效变型和修改。特别是，考虑到由上述元件(部件、组件、设备、组成等)执行的各种功能，用来描述这种元件的术语(包括涉及的“方法”)除非另有说明均旨在对应于执行所描述的元件的具体功能的任何元件(即，功能等效)，虽然没有在结构上等同于本发明的示例性实施方式或多个示例性实施方式所示出在本文中所公开的执行这些功能的结构。另外，尽管本发明的特定特征可能已经参照数个说明的实施方式中的仅一个或多个在上文中进行了描述，但这种特征可以与其它实施方式的一个或多个其它的特征组合，如对于任何给定或特定的应用可以是期望的和有利的。

Claims (45)

1.一种液压系统，包括：
控制器，所述控制器连接至操作者界面；
泵，所述泵能够在第一方向上操作以供应加压流体；以及
液压回路，所述液压回路具有第一侧和第二侧，所述第一侧将所述泵的第一侧流体连接到用于连接到消耗器的第一端口，并且所述第二侧将所述泵的第二侧流体连接到用于连接到所述消耗器的第二端口；
其中，所述控制器被配置成：接收用于控制所述消耗器的用户输入并根据所述用户输入供应液压流体，注意指示所述液压回路的所述第一侧中的压力超过规定量的参数，以及响应于所述压力超过所述规定量而限制所述液压回路的所述第一侧中的压力，直到所述规定量提高，由此除非给出停止消耗器动作的命令，否则延迟消耗器动作，并模拟常规负载感测系统中的响应。
2.根据权利要求1所述的液压系统，还包括：流体连接在所述泵与所述端口之间的阀门，所述阀门由所述控制器控制并且能够操作以调节所述泵与所述消耗器之间的加压流体。
3.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述用户命令为用于使致动器下降的命令。
4.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
5.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述控制器还被配置成，在基于所述评估而确定提高最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
6.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述参数为泵速度。
7.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述参数为所述消耗器的运动状态。
8.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并驱动所述泵，其中，所述参数为电动机械扭矩。
9.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述参数为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
10.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括电动机械，所述电动机械由所述控制器控制并驱动所述泵，并且其中，所述控制器还被配置成通过设定所述电动机械的扭矩极限来设定最大压力极限。
11.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过第一阀向所述消耗器供应加压流体，以在一个方向上操作所述消耗器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述消耗器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述消耗器。
12.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括：
液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器并从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
13.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括：
增压系统，所述增压系统用于从所述液压系统的所述液压回路接收流体，或者用于向所述液压系统的所述液压回路供应流体，
其中，所述增压系统包括：
增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述消耗器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
14.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括：
电动机械，所述电动机械由所述控制器操作且通过逆变器连接到电力源以驱动所述泵。
15.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述消耗器的流动，以针对负载操作所述消耗器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述消耗器到所述泵的回流。
16.一种液压系统，包括：
控制器，所述控制器连接至操作者界面；
泵，所述泵能够在第一方向上操作以供应加压流体；以及
液压回路，所述液压回路具有第一侧和第二侧，所述第一侧将所述泵的第一侧流体连接到消耗器能够连接到的第一端口，并且所述第二侧将所述泵的第二侧流体连接到所述消耗器能够连接到的第二端口；
其中所述控制器被配置成：接收用于控制所述消耗器的用户命令；响应于所述用户命令，将所述液压回路的所述第一侧的最大压力极限设定至第一值；控制所述泵和阀门以执行所述用户命令；监控第一系统状况；响应于所述用户命令，利用规定的准则评估所监控的系统状况；以及基于所述评估来确定是否提高所述最大压力极限。
17.根据权利要求16所述的液压系统，还包括：流体连接在所述泵与所述端口之间的阀门，所述阀门由所述控制器控制并且能够操作以调节所述泵与所述消耗器之间的加压流体。
18.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述消耗器命令为用于使致动器下降的命令。
19.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
20.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述控制器还被配置成，在基于所述评估而确定提高所述最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
21.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述第一系统状况为泵速度。
22.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述第一系统状况为所述消耗器的运动状态。
23.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括电动机械，所述电动机械由所述控制器操作并驱动所述泵，其中，所述第一系统状况为电动机械扭矩。
24.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述第一系统状况为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
25.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括电动机械，所述电动机械由所述控制器操作并且驱动所述泵，其中设定所述最大压力极限包括设定所述电动机械的扭矩极限。
26.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过所述第一阀向所述液压致动器供应加压流体，以在一个方向上操作所述致动器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
27.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器以及从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
28.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括：
增压系统，所述增压系统用于从所述液压系统的液压回路接收流体，或者向所述液压系统的所述液压回路供应流体，
其中，所述增压系统包括：
增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述液压致动器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
29.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，还包括：
电动机械，所述电动机械由所述控制器操作且通过逆变器连接到电源以驱动所述泵。
30.根据前述任一项权利要求所述的液压系统，其中，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述致动器的流动，以针对负载操作所述致动器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述致动器到所述泵的回流。
31.一种防止电液压系统中过致动的方法，所述方法包括以下步骤：
接收请求的消耗器命令；
响应于所述请求的消耗器命令，将液压回路的流体连接到消耗器的第一侧的最大压力极限设定至第一值；
控制所述液压回路中的泵和阀门，以实现所述请求的消耗器命令；
监控第一系统状况；
响应于所述请求的消耗器命令，利用规定的准则评估所监控的系统状况；以及
基于所述评估来确定是否提高所述最大压力极限。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述消耗器命令为用于使致动器下降的命令。
33.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述消耗器为液压缸，并且所述液压回路的所述第一侧流体连接到所述液压缸的杆侧。
34.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述控制器还被配置成，在基于所述评估而确定提高所述最大压力极限之后，延迟提高所述最大压力极限。
35.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一系统状况为泵速度。
36.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一系统状况为所述消耗器的运动状态。
37.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括经由电动机械控制并驱动所述泵，其中，所述第一系统状况为电动机械扭矩。
38.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一系统状况为所述液压回路的所述第一侧中的压力。
39.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括经由电动机械控制并驱动所述泵，其中，设定所述最大压力极限包括设定所述电动机械的扭矩极限。
40.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述泵为双向泵，所述双向泵能够在第一方向上操作以通过第一阀向所述液压致动器供应加压流体，以在一个方向上操作所述致动器；并且所述双向泵能够在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
41.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述消耗器为液压致动器，液压流体在相反的方向上被供应到所述液压致动器以及从所述液压致动器返回，以在相反的方向上操作所述致动器。
42.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
经由增压系统从所述液压系统的所述液压回路接收流体，或者经由增压系统向所述液压系统的所述液压回路供应流体，
其中，所述增压系统包括：
增压泵，所述增压泵用于向补流路线/回流路线供应流体，所述补流路线/回流路线选择性地与所述液压致动器流体连通；以及用于驱动所述增压泵的增压电动机械，所述电动机械通过增压逆变器连接到增压电力源。
43.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述阀门包括连接在所述泵与所述第一端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制并在第一位置中能够操作以允许流到所述致动器的流动，以针对负载操作所述致动器，并且所述负载保持阀在第二位置中能够操作以阻挡由负载引发的从所述致动器到所述泵的回流。
44.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
使所述泵在一个方向上操作以通过所述阀向所述液压致动器供应加压流体，以在第一方向上操作所述致动器；以及，使所述泵在与所述第一方向相反的第二方向上操作以通过第二阀向所述液压致动器供应加压流体，以在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
45.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括：
经由电动机械驱动所述泵，所述电动机械通过逆变器连接到电源。
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