CN105526200A - 车辆的液压系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种车辆的液压系统，所述系统包括：具有第一压力源和至少第一液压消耗器的第一液压回路，具有第二压力源和至少第二液压消耗器的第二液压回路，允许液压流体至少从所述第一液压回路向所述第二液压回路流动的连接装置，以及用于控制所述液压消耗器的操作的控制装置。这种液压系统应当允许具有低能耗的液压系统的车辆的安全操作。为此目的，所述控制装置与总需求装置连接，所述总需求装置控制液压流体从至少所述第一液压回路向所述第二液压回路流动，所述总需求装置与操作模式信号装置连接，所述操作模式信号装置输出代表所述车辆的操作模式的操作模式信号，其中所述总需求装置根据所述操作模式信号允许或阻止液压流体从一个液压回路向另一个液压回路流动。

Description

车辆的液压系统

技术领域

本发明涉及车辆的液压系统，所述系统包括：具有第一压力源和至少第一液压消耗器的第一液压回路、具有第二压力源和至少第二液压消耗器的第二液压回路、允许液压流体至少从所述第一液压回路向所述第二液压回路的流动的连接装置以及用于控制所述液压消耗器的操作的控制装置。

背景技术

例如在DE102008038793A1中描述了这种液压系统。已知的系统所用于的车辆是具有两个履带牵引装置的挖掘机，每个履带牵引装置都由两个液压回路中的一个驱动。此外，每个液压回路都可以用于操作其他液压消耗器，如用于挖掘机的上部分、用于铲斗等的转向驱动。

在通常情况下，两个液压回路彼此连接。当一个回路中的液压流量需求小于相应的压力源的最大容量并且大于切换需求时，连接装置可以中断该连接。该切换需求例如可以为相应的压力源的最大容量的80％。

挖掘机通常具有相当恒定的操作条件。一般来说，挖掘机很多次重复进行一系列的运动。

其它车辆显示出其它的特性。例如，拖拉机必须在马路上和田野中被驱动。在马路上行驶比在田野中行驶需要更高的速度。此外，拖拉机在马路上的驾驶特性不用于在田野中的特性。在田野中的操作期间，必须致动例如为悬挂机构或前端装载机的液压消耗器。

每个都设置有自己的压力源的不同液压回路的使用在能量消耗和效率方面具有优势。然而，为了满足安全需要，回路之间的流动控制可能是复杂和难处理的。

发明内容

本发明的目的是允许具有较低能耗的液压系统的车辆的安全操作。

该目的在上述的液压系统中通过如下方式得以解决：所述控制装置与总需求装置连接，所述总需求装置控制液压流体从至少所述第一液压回路向所述第二液压回路的流动，所述总需求装置与操作模式信号装置连接，所述操作模式信号装置输出代表所述车辆的操作模式的操作模式信号，其中所述总需求装置根据所述操作模式信号允许或阻止液压流体从一个液压回路向另一个液压回路的流动。

不仅基于不同的液压回路的需求还基于车辆的操作模式来决定现在是否允许液压流体从一个液压回路向另一个液压回路的流动。因此，可以根据车辆的操作模式简化控制，在所有情况下都不允许液压流体的借用。此外，相对于现有技术，泵可以被减小尺寸，以降低能量消耗。

优选地，所述总需求装置或所述控制装置基于所述控制装置的启动计算所述液压消耗器的需求，并且如果所述操作模式信号显示所述车辆的能够允许所述流动的操作模式或实际工作状态，则允许液压流体从一个液压回路向另一个液压回路的流动。控制装置例如可以为操纵杆、方向盘或类似装置。优选地，所述控制装置产生电信号，并且所有或者至少大部分控制装置通过总线，例如，CAN总线，彼此连接，并且与总需求装置连接。这些电信号被用于操作电动液压阀。同时，信号可以被用于确定实际需求，使得在必须驱动致动器之前或者至少同时获知该需求。因此，不需要等待，例如，建立压力源需要响应的压力。这使系统快速并可靠。另一方面，只有当车辆的操作模式允许在两个液压回路之间共用液压流体，所计算的需求才被相应地用于控制总需求装置。

优选地，所述操作模式信号装置包括选择器装置，所述选择器装置可以由所述车辆的操作员操作。所述选择器装置例如可以为开关的形式或者为旋钮的形式，使得可以选择例如至少五个不同的操作模式。操作模式中的一个可以为在马路上行驶。另一个操作模式可以为在田野中工作。第三操作模式可以为卸载拖车等等。车辆的操作员或者司机知道哪种操作模式将被执行，并且可以利用选择器装置选择相应的操作模式。

附加地或者替代地，所述操作模式信号装置与至少一个传感器装置连接，所述传感器装置检测所述车辆的至少一个运行参数。以这种方式，可以自动进行操作模式的选择。例如当车辆的速度超过预定值时，清楚的是车辆没有在田野中而是在马路上行驶。在另一个实例中，车辆处于停止状态并且止动闸被致动。在这种情况下，清楚的是在车辆的操纵中不需要液压流体流。

优选地，所述车辆的所述运行参数从包括如下参数的参数组中选择：所述车辆的速度、所述车辆的电机温度、所述方向盘的转向角度、操纵杆的操纵指令、所述车辆的负载、拖车连接器或悬挂臂处的牵引力、发动机负载、风扇速度、每分钟的电机转动。所有这些参数可以被用于检测车辆的操作模式或者预测另一个操作模式。在某些情况下，车辆的操作模式可以仅由不同参数的组合确定。

优选地，只有所述第一液压回路具有满足所述液压回路的液压流的需要的压力源，其中至少第二液压回路具有尺寸过小的压力源。在这种情况下，第一液压回路为具有最高优先级或最重要的液压回路。该液压回路必须能够在所有环境下工作。第二液压回路甚至能够以其尺寸过小的压力源单独地工作，然而，具有较低的速度。只有当第一液压回路不需要第一液压压力源的全容量时，第二液压回路才可以从第一压力源“借用”液压流量。

在优选的实施例中，所述车辆包括为所述第一液压回路的部分的操纵装置。该操纵装置必须能够在所有的环境下工作。因此，操纵装置的液压回路具有能够满足操纵装置的需要的压力源。

在另一个优选的实施例中，所述车辆包括为所述第二液压回路的部分的作业液压装置。该作业液压装置例如可以为用于联结机构、用于前端装载机、用于拖车的卸载功能等的致动器。当压力源的容量不能满足由各自的控制装置命令的需要时，这些作业液压装置仍然工作，然而，以较低的速度工作。

优选地，所述车辆包括为第三液压回路的部分的液压风扇驱动装置。该液压风扇驱动装置驱动风扇，所述风扇用于产生用于冷却车辆的内燃机的气流。该风扇驱动装置可以以减小的能力工作较短时间。

优选地，所述第三液压回路具有比所述第一液压回路的优先级更低并且比所述第二液压回路的优先级更高的优先级。

附图说明

现在参考附图更详细地描述本发明的优选实例，其中：

图1是第一实施例的示意图；以及

图2是第二实施例的示意图。

具体实施方式

下面使用拖拉机作为具有液压系统的车辆的实例来描述本发明。在附图中未示出拖拉机本身。

拖拉机具有第一液压回路1，第一液压回路包括作为第一压力源的第一泵2和作为第一液压消耗器的液压操纵装置3。第一操纵回路1还包括拖车制动器4。然而，液压操纵装置3具有第一优先级，而拖车制动器4具有第二优先级。

此外，拖拉机具有第二液压回路5。第二液压回路5包括作为第二压力源的第二泵6。

此外，第二液压回路5包括第二液压消耗器7，例如用于拖拉机的悬挂机构的致动器。

两个泵2、6是具有可变排量的泵，例如具有倾斜可以调整的旋转斜盘。第一泵2具有LS端口8，并且第二泵6具有LS端口9。到达LS端口8、9处的压力可以用于调节泵2、6的排量。

第一液压回路1和第二液压回路5通过止回阀10彼此连接，止回阀从第一液压回路1向第二液压回路5打开。因此，从第一液压回路1向第二液压回路5的液压流体的流动是可以的。在本实施例中，不能进行沿相反方向的流动。

止回阀10定位于其中的连接管线11与液压操纵装置3下游的第一液压回路1连接，使得在任何情况下都能够向液压操纵装置3供应所需的流量，以获得具有第一泵2的全容量的操纵功能。

总需求装置12与第二泵的LS端口9和换向阀13连接，其中换向阀13的输出端与第一泵2的LS端口8连接。换向阀13的另一输出端与来自操纵装置3的LS管线14连接。

此外，管线11连接到所述总需求装置12，所述总需求装置12连接到所述第二液压回路。

总需求装置12与单元15连接，在单元15中组合多个功能。每个功能都可以通过单独的装置以被执行。然而，也可以通过例如微处理器或微控制器的相同装置实现两个或多个功能。

首先，单元15与控制装置(未示出)连接，其中每个控制装置都被提供用来控制液压消耗器3、4、7。用于操纵装置3的控制装置例如可以为方向盘或操作杆。用于拖车制动器4的控制装置可以为制动踏板。用于液压消耗器7的控制装置例如可以为操纵杆或类似装置。液压消耗器7例如可以为用于拖拉机的悬挂机构的液压缸、用于前端装载机的双动式液压缸或者类似装置。

在盒16中一起示出了作为单元15的部分的这些控制装置。此外，单元15包括操作模式信号装置17。操作模式信号装置17与选择器装置18和/或传感器装置19连接。选择器装置18可以为一个或多个开关的形式或者为转轮的形式，使用开关或者转轮可以选择例如拖拉机的五个或六个或更多的不同操作模式。一个操作模式可以在马路上行驶。第二操作模式可以在田野中工作。第三操作模式可以为拖车的卸载。第四操作模式可以与前端装载机等一起工作。这些操作模式可以由拖拉机的司机或操作员选定。

此外，传感器装置19同样可用于自动选定操作模式。例如当拖拉机的速度高于预定速度时，那么非常确定的是拖拉机没有在田野中工作，而是行驶在马路上。当止动闸被致动时，非常清楚的是拖拉机没有行驶在马路上。传感器装置19可以具有多个传感器以检测多个参数，包括拖拉机的速度或速率、拖拉机的电机温度、方向盘的转向角度、操纵杆的操纵指令、拖拉机的负载、拖车连接器或悬挂臂处的牵引力、发动机负载、用于拖拉机的电机的冷却风扇的速度。其它的参数可以为耗油量、电机的噪音、拖拉机的加速度和减速度、环境温度等。单元15可以基于这些参数或基于这些参数中的一些参数的组合确定拖拉机的操作模式。例如当拖拉机的加速度和减速度超过预定值时，例如非常清楚的是拖拉机在田野中工作而非在马路上行进。

总需求装置12接收第二泵6的LS端口9处的压力，并且因此接收第二液压回路5的负载压力。总需求装置因此可以切换，使得两个液压回路1、5被连接或者不被连接。

在本实施例中，只有第一泵2能够完全满足其第一液压回路1的流量需要。第二泵6不能完全满足其第二液压回路5的流量需要。当控制器16检测到第二液压回路5具有大于第二泵6能够满足的流量需要时，控制器16增大第一泵2的LS端口8处的压力。然而，仅在拖拉机的操作模式允许第二液压回路5从第一液压回路1借用液压流体时执行该压力增加。即，例如，拖拉机在田野中工作的情况，更确切地说在田野操作过程中在地头转向期间。在这种情况下，悬挂机构或其它消耗器需要在可能的最高速度的情况下被致动。另一方面，操纵装置3需要尽可能大的流量以便也在最高可能速度的情况下操纵方向盘。例如，当操纵装置需要比悬挂机构的提升更少的时间时，只要方向盘不需要转向移动或者只要方向盘由于较低的RPM(转每分)而满足于流量，那么可以通过从第一液压回路1向第二液压回路5提供液压流体来执行悬挂机构的提升。

当第一泵2的LS端口8处的压力增大时，第一泵2的输出压力同样增大，使得止回阀10打开并且允许液压流体从第一回路1流向第二回路5。

在本实施例中，泵2、6都示出为变量泵。然而，可以将一个或两个泵2、6替换为固定泵。在这种情况下，固定泵应当具有用于压力和流量的控制的其它可能性。

图2示出了拖拉机的液压系统的第二实施例。拖拉机本身又没有被示出。与图1中的元件相同的元件使用相同的附图标记示出。

图2的实施例示出了具有作为第三压力源的第三泵21的第三液压回路20。第三泵21也为变量泵，通过LS端口22接收负载感测信号。此外，第三液压回路20具有用于发动机或车辆冷却系统的液压风扇驱动装置23。风扇驱动装置23为第三液压消耗器。

总需求装置12通过LS管线24从第二液压回路5的液压消耗器7接收负载感测信号，并且通过LS管线25从风扇驱动装置22接收负载感测信号。此外，如果总需求装置12的LS压力大于操纵装置3的LS压力，那么总需求装置12向第三泵21的LS端口22、第二泵6的LS端口9和第一泵2的LS端口8提供LS信号。

图2还示出了作为单独的部件的控制器26。然而，该控制器26还可以为单元15的一部分。控制器26基于控制装置16的输出信号计算每个液压回路1、5、20的流量需要。以这种方式，在泵2、6、21必须对液压消耗器的压力或流量需要作出响应的情况下，液压回路1、5、20的液压消耗器可以响应更快。

在图2所示的实施例中，总需求装置不仅组合LS信号，如果需要总需求装置还组合或共用从第一液压回路1到第二液压回路5和/或第三液压回路20的液压流量。

在第一液压回路1中的操纵装置3具有最高的优先级。在第三液压回路20中的风扇驱动装置23具有第二优先级，并且液压消耗器7的在第二液压回路5中的工作液压具有最低的优先级。在第一液压回路1中，泵2具有标称尺寸，即，泵2可以完全100％地满足第一液压回路中的液压流量需要。第二液压回路5和第三液压回路20中的泵6、20具有较小的尺寸。如果液压回路5、20必须满负荷或全速运行，则这些液压回路5、20必须从第一液压回路1或者对应的其他液压回路20、5接收液压流体的流量。

第一液压回路1的输入信号可以为用于液压操纵装置3的操纵信号和根据车辆速度的信号。第二液压回路5的输入可以为用于液压消耗器7的液压制动器的控制信号还和车辆速度。第三液压回路20的输入可以为冷却剂温度和风扇速度。此外，发动机负载和液压负载(即，压力和流量)也可以为输入参数。

例如，当拖拉机在马路上行驶时，需要较高冷却能力，从而风扇驱动装置23必须以最高可能速度以被操作。由于操纵装置3不需要第一泵2的满负载并且液压消耗器，例如悬挂主动阻尼装置，需要较小的流量，风扇驱动装置23可以从第一液压回路1和第二液压回路2获得补充流量。然而，单元15必须检测到操作模式为“马路行驶”模式。

当在另一实例中必须执行前端装载机时，需要中等的冷却能力。然而，供给装载机致动器，液压消耗器7，的较高流量是必要的，并且供给快速操纵模式的较高流量也是必要的。

在这种情况下，风扇驱动装置23以中等速度工作，使得泵21可以被操作以产生比风扇驱动装置23所需要的流量更高的流量。该额外的流量可以被传送到第二液压回路5，使得前端装载机致动器可以以更高的速度被驱动。虽然在前端装载机工作过程中，通常对用于操纵装置3的液压流量有更大需求，但是仅在方向盘实际上被移向另一角位置的非常短的时间内需要较高流量。在方向盘的这些运动之间的暂停期间，存在也有可能被传送到第二液压回路的由第一泵2产生的额外流量。

然而，从第三液压回路20向第二液压回路5和从第一液压回路1向第二液压回路5的液压流体的供应要求单元15检测到拖拉机处于前端装载机工作操作模式。

另一个可能的模式是在田野操作过程中的地头转向模式，例如，气力播种机的操作。在这种情况下，需要较高冷却能力和供给液压消耗器7，例如所述气力播种机，的较高流量。此外，液压操纵装置3也需要用于快速操纵模式的较高流量。

由于地头转向通常需要小于一分钟的时间，因此可以降低冷却能力并减小传送给风扇驱动装置23的流量，使得可以从第三液压回路20向悬挂机构致动器传送额外的液压流量。此外，气力播种机电机可以持续转动但是可以在速度上略微降低。虽然如此，仍然需要较高流量。正如在前端装载机工作中，操纵装置3在快速操纵模式被操作，因而需要较高流量。然而，在方向盘的转向移动之间的时间内，可以传送从第一液压回路到第二液压回路的液压流体的额外流量。

例如当悬挂机构被操作时并且同时操纵装置3以快速操纵模式工作时，可以通过单元15检测地头转向操作。

另一种可能性将是拖车被卸载。在这种情况下，止动闸被致动，这可以通过传感器被检测到。当止动闸被致动时，清楚的是操纵装置3需要较小的流量或者不需要流量。因此，由第一泵2产生的流量可以被用于非常快速地提升拖车平台。

Claims (10)

1.车辆的液压系统，所述系统包括：

第一液压回路(1)，所述第一液压回路具有第一压力源(2)和至少第一液压消耗器(3、4)；

第二液压回路(5)，所述第二液压回路具有第二压力源(6)和至少第二液压消耗器(7)；

连接装置(10、11)，所述连接装置允许液压流体至少从所述第一液压回路(1)向所述第二液压回路(5)的流动；以及

控制装置(16)，所述控制装置用于控制所述液压消耗器(3、4、7)的操作，

其特征在于：

所述控制装置(16)与总需求装置(12)连接，

所述总需求装置(12)控制液压流体从至少所述第一液压回路(1)向所述第二液压回路(5)的流动，

所述总需求装置(12)与操作模式信号装置(17)连接，所述操作模式信号装置输出代表所述车辆的操作模式的操作模式信号，

其中，所述总需求装置(12)根据所述操作模式信号允许或阻止液压流体从一个液压回路(1)向另一个液压回路(5)的流动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述总需求装置(12)或所述控制装置(16)基于所述控制装置(16)的启动以计算所述液压消耗器(3、4、7)的需求，并且

如果所述操作模式信号显示所述车辆的能够允许这种流动的操作模式或实际工作状态，则允许液压流体从一个液压回路(1)向另一个液压回路(5)的流动。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：

所述操作模式信号装置(17)包括选择器装置(18)，所述选择器装置能够由所述车辆的操作员操作。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于：

所述操作模式信号装置(17)与至少一个传感器装置(19)连接，所述传感器装置(19)检测所述车辆的至少一个运行参数。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述车辆的所述运行参数从包括如下参数的参数组中选择：

所述车辆的速度、所述车辆的电机温度、方向盘的转向角度、操纵杆的操纵指令、所述车辆的负载、拖车连接器或悬挂臂处的牵引力、发动机负载、风扇速度、每分钟的电机转动。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于：

仅所述第一液压回路(1)具有满足所述液压回路的液压流体的需要的压力源(2)，

其中至少第二液压回路(5)具有尺寸过小的压力源(6)。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

所述车辆包括为所述第一液压回路(1)的部分的操纵装置(3)。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于：

所述车辆包括为所述第二液压回路(5)的部分的作业液压装置(7)。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的系统，其特征在于：

所述车辆包括为第三液压回路(20)的部分的液压风扇驱动装置(23)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述第三液压回路(20)具有比所述第一液压回路(1)的优先级更低并且比所述第二液压回路(5)的优先级更高的优先级。