CN106930990A - 用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统 - Google Patents

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Abstract

在一个方面中，本发明涉及用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统，其可以大致包括泵、与泵联接的控制阀、以及与控制阀的输出端口流动连通的第一和第二流体管线。该系统还可以包括设置成与第二流体管线流动连通的压力控制阀，其被构造成用以调节供应到器具的液压缸的液压流体的流体压力。另外，该系统可以包括旁路流体管线和负荷感测管线，该旁路流体管线被构造成用以提供泵和第二流体管线之间的与控制阀无关的液压流体流动路径，该负荷感测管线被构造成用以提供供应到液压缸的液压流体的流体压力的指示。

Description

用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统
技术领域
本发明整体涉及作业车辆，更具体地，本发明涉及尤其是在器具以恒定下压模式操作时用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统。
背景技术
诸如牵引机和其它农业车辆的作业车辆包括液压系统，该液压系统被构造成用以控制液压流体供应到各种车载液压部件和/或各种辅助液压部件，例如包含在由车辆牵引的器具中的一个或多个液压马达和/或液压缸。常规的液压系统利用压力补偿流量控制阀部段来调节液压流体流动到各种辅助液压部件。在这些常规系统中，泵被构造成用以将加压流体供应到流量控制阀，该流量控制阀调节液压流体流动到给定液压部件。然后，在流量控制阀处感测到的负荷用来调节泵的输出压力。
当将液压流体供应到不需要压力控制的辅助液压部件时，这样的常规液压系统能够非常有效地操作。然而，当将液压流体供应到需要压力控制的辅助液压部件时，常规的液压系统具有某些缺陷。例如，许多器具(例如种植机和播种机)包括压力调节阀，以用于调节从车辆的液压系统供应到器具的液压流体的压力，以允许器具以恒定下压模式操作。器具上这样的压力控制通常导致车辆的液压系统无法正确地操作。具体地，因为泵根据在流量控制阀处感测到的负荷进行操作，所以车辆的液压系统不能够适应下游压力控制。这导致泵以显著降低的效率操作，并且还导致过度发热。例如，因为常规液压系统中的流量控制阀被构造成用以提供恒定的流量，所以泵通常被驱动直至其最大压力输出，以试图在辅助液压部件由于下游压力控制而需要较小的流量的情况下保持这样的流量。
因此，在技术上将会欢迎当作业车辆器具包括一个或多个液压部件时用于控制液压流体供应到作业车辆器具的改进的系统，其中该液压部件在以一个或多个模式操作时采用压力控制。
发明内容
本发明的各方面和优点将在以下的描述中部分地说明，或者可以从说明书中是明显的，或者可以通过实施本发明而得以获悉。
在一个方面中，本发明的主题涉及用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统，其中该器具包括液压缸，该液压缸具有第一腔室和第二腔室。系统可以大致包括泵和控制阀，该泵被构造成用以通过泵输出管线提供处于压力下的液压流体，该控制阀与泵输出管线流动连通。控制阀可以被构造成用以调节液压流体到液压缸的供应。所述系统还可以包括设置成与控制阀的第一输出端口流动连通的第一流体管线以及与控制阀的第二输出端口流动连通的第二流体管线。控制阀可以被构造成用以通过第一流体管线将液压流体供应到液压缸的第一腔室，以用于使器具的至少一个接地部件相对于地面升高，并且可以被构造成用以将液压流体通过第二流体管线供应到液压缸的第二腔室，以用于使接地部件相对于地面降低。另外，系统可以包括设置成与第二流体管线流动连通的压力控制阀。压力控制阀可以被构造成用以调节供应到液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力。此外，该系统可以包括旁路流体管线和负荷感测管线，该旁路流体管线被构造成用以提供泵和第二流体管线之间的与控制阀无关的液压流体流动路径，该负荷感测管线被构造成用以提供从压力控制阀供应到液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力的指示。当通过压力控制阀从泵供应液压流体时，泵的操作可以至少部分地根据供应到液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力而被控制。
在另一个方面中，本发明的主题涉及用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统，其中该器具包括液压缸，该液压缸具有第一腔室和第二腔室。系统可以大致包括泵和控制阀，该泵被构造成用以通过泵输出管线提供处于压力下的液压流体，该控制阀与泵输出管线流动连通。控制阀可以被构造成用以调节液压流体到液压缸的供应。所述系统还可以包括设置成与控制阀的第一输出端口流动连通的第一流体管线以及与控制阀的第二输出端口流动连通的第二流体管线。控制阀可以被构造成用以通过第一流体管线将液压流体供应到液压缸的第一腔室，以用于使器具的至少一个接地部件相对于地面升高，并且可以被构造成用以将液压流体通过第二流体管线供应到液压缸的第二腔室，以用于使接地部件相对于地面降低。另外，系统可以包括设置成与第二流体管线流动连通的压力控制阀。压力控制阀可以被构造成用以调节供应到液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力。此外，系统可以包括旁路流体管线和旁路阀，该旁路流体管线被构造成用以提供用于在所述泵和所述第二流体管线之间的液压流体的独立于所述控制阀的流动路径，该旁路阀设置成与旁路流体管线流动连通。旁路阀可以被构造成用以当从控制阀通过第一流体管线供应液压流体以使至少一个接地部件相对于地面升高时切断由旁路流体管线限定的流动路径。
在另一个方面中，本发明的主题涉及用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统，其中该器具包括液压缸，该液压缸具有第一腔室和第二腔室。该系统可以大致包括：控制阀，该控制阀被构造成用以调节液压流体到液压缸的供应；以及第一和第二流体管线，该第一和第二流体管线设置成分别与控制阀的第一和第二输出端口流动连通。控制阀可以被构造成用以通过第一流体管线将液压流体供应到液压缸的第一腔室，以用于使器具的至少一个接地部件相对于地面升高，并且可以被构造成用以将液压流体通过第二流体管线供应到液压缸的第二腔室，以用于使接地部件相对于地面降低。该系统还可以包括压力传感器，该压力传感器被构造成用以提供供应到液压缸的第二腔室的液压流体的输入压力的指示。另外，该系统可以包括可通信地联接到压力传感器的控制器。控制器可以存储与用于供应到液压缸的第二腔室的液压流体的操作者选择的压力值相关联的压力设定。控制器可以被构造成用以根据从压力传感器接收到的压力测量值主动地调节控制阀的操作，使得液压流体的输入压力等于或大于操作者选择的压力值。
参考以下的说明书和所附的权利要求，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。被并入本文中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
参考附图，在说明书中描述了针对本领域普通技术人员的本发明的完全和全部公开，包括其最佳模式，其中：
图1示出了根据本发明各方面的作业车辆的一个实施例的侧视图，该作业车辆牵引器具；
图2示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统的一个实施例的简化示意图；
图3示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统的另一个实施例的简化示意图；以及
图4示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统的另一个实施例的简化示意图。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明的实施例，在附图中示出了这些实施例的一个或多个实例。每个例子都提供为解释本发明，而非限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明范围或精神的前提下对本发明作出各种修改和变化。例如，示出为或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例，从而又得到另一个实施例。因而，拟由本发明涵盖这些修改和变更，只要这些修改和变更落入后附的权利要求书及其等同物的范围即可。
整体上，本发明的主题涉及用于控制液压流体供应到作业车辆器具的改进的系统。具体地，在若干实施例中，该系统可以被构造成用以允许器具以恒定下压模式操作，同时避免常规液压系统所通常经历的系统无效性和过度发热。例如，如以下将要描述的，该系统可以包括负荷感测管线，其被构造成用以提供位于系统的流量控制阀下游的压力控制装置(例如压力调节阀)的输出压力的指示。这样，与感测流量控制阀处的负荷的常规系统不同的是，本发明所公开的系统可以允许根据下游系统压力进行泵控制，这可以允许根据与控制阀连接的负荷或限制的变化而驱动通过控制阀的流动。因此，可以显著提高该系统的效率。此外，考虑到下游负荷感测，还可以减少发热，原因在于泵将不必被驱动至其最大压力输出。
应当理解，在若干实施例中，本文所述的多种系统部件和流体管线可以大致用来形成液压回路，该液压回路提供改进的液压效率并减少发热。这样，单独的系统部件和流体管线可以以允许形成这种液压回路的任何合适的方式大致相对于彼此安装和/或定位在作业车辆和/或其相关联的器具上。具体地，在一个实施例中，多种系统部件和流体管线可以组装成使得在器具上执行下游压力控制。例如，压力控制装置和相关联的流体管线可以结合到安装于器具上的器具阀体或壳体中。作为另外一种选择，与器具相比之下，多种系统部件和流体管线可以组装成使得在作业车辆上执行下游压力控制。例如，压力控制装置和其相关联的流体管线可以与多种其它系统部件和/或流体管线一起结合到车辆阀体或壳体中。在这样的实施例中，车辆阀体可以以任何合适的方式安装在作业车辆上，例如通过替换作业车辆的现有的阀体或者通过将阀体作为模块化部件安装到现有的分段阀组上。
现在参考附图，图1示出了根据本发明各方面的作业车辆10的一个实施例的侧视图，该作业车辆牵引器具12。如图所示，作业车辆10被构造成农业牵引车。然而，在其它实施例中，作业车辆10可以被构造成在本领域中是已知的被构造成用以牵引器具的任何其它合适的作业车辆，例如各种其它农业车辆和/或类似物。
如图1所示，作业车辆10包括一对前轮14、一对后轮16以及联接到车轮14、16并由车轮支撑的底盘18。操作者的驾驶舱20可以由底盘18的一部分支撑，并且可以容纳多种控制装置(例如，杠杆、踏板、控制面板和/或类似物)，以用于允许操作者控制作业车辆10和/或器具12的操作。另外，作业车辆10可以包括安装在底盘16上的发动机22和变速箱24。变速箱24能够可操作地联接到发动机22，并且能够提供无极调节的传动比，以用于将发动机的动力经由差速器26传递到车轮14。发动机22、变速器24以及差速器26可以共同限定作业车辆10的传动系。
作业车辆10还可以包括与发动机22联接的一个或多个辅助系统。例如，如图1所示，作业车辆10可以包括车辆液压系统30，该车辆液压系统用来提供加压液压流体源，以用于向各种液压部件(例如致动器、马达等)提供动力，这些液压部件用来控制器具12和/或其它可拆卸设备的操作。在若干实施例中，液压系统30可以包括一个或多个阀或阀体，以用于控制(例如经由液压管线32)供应到器具12的液压流体的流动。
如图1所示，器具12对应于种植机，该种植机被构造成横跨地面34被牵引在作业车辆10后方。在若干实施例中，器具12可以包括框架36以及联接到框架36并由框架支撑的多个种植机单元38。如一般地理解的，种植机单元38可以被构造成用以将种子和/或肥料沉积在土壤表面下方期望深度处，由此形成种植的种子行。这样，每个种植机单元38可以包括被构造成用以接合或以其它方式接触地面34的一个或多个接地工具或部件。例如，在一个实施例中，每个种植机单元38可以包括一对侧向间隔开的开沟盘40、一对侧向间隔开的垄沟盘42和压轮44。种子、肥料和/或其它农业物料可以经由单独的料斗46和/或大体积填充料斗48供应到每个种植机单元38。
另外，器具12可以包括器具液压系统50，该器具液压系统被构造成用以接纳来自车辆液压系统30(例如经由管线32)的液压流体，并且将该流体供应到与器具12相关联的任何数量的液压部件。例如，在一个实施例中，器具12可以包括多个液压缸，这些液压缸被构造成用以相对于地面34升高和降低种植机单元38的一个或多个接地部件。在所述实例中，从车辆液压系统30接纳的液压流体可以经由器具液压系统50分配到各个缸。此外，器具12可以包括被构造成用以接纳液压流体的多种其它的液压部件，例如一个或多个液压马达，其可以用来驱动器具12的风扇和/或排种器和/或可以用来将器具12调节到输送构造(例如，通过框架36的翼部部段中的折叠)。
应当理解，以上所述和图1所示的作业车辆10的构造仅仅是用来说明本发明的示例性应用领域。因此，应当理解，本发明可以容易地适应于任何种类的作业车辆构造。例如，在可供选择的实施例中，可以设置有单独的框架或底盘，发动机22、变速箱24和差速器26联接到该单独的框架或底盘，这是较小型的牵引车中通常采用的构造。其它构造可以使用铰接式底盘以使作业车辆10转向，或者依靠轨道而不是轮胎。
还应当理解，图1所示和以上所述的器具12的构造仅仅是用于示例性的目的。因此，应当理解，本发明可以容易地适应于任何种类的器具构造。具体地，器具12可以大致对应于任何合适类型的器具，被构造成用以接纳来自作业车辆10的液压流体，以便操作与器具12相关联的一个或多个液压部件。如以下将要描述的，本发明所公开的系统可以尤其有利地用于包括需要某些形式的压力控制的液压部件的器具，例如种植机、播种机和/或其它合适的液压装备的器具，这些器具被构造成以恒定或自动下压模式操作。
现在参考图2，其示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统100的一个实施例的示意图。整体上，将在本文中参考以上参照图1所述的作业车辆10和器具12来描述系统100。然而，应当理解，一般来讲，系统100可以用于任何合适的作业车辆和/或器具。
如图2所示，系统100可以包括位于器具12上的多个液压缸102。在若干实施例中，液压缸102可以用来相对于地面升高和降低器具12的一个或多个接地部件(在图2中用虚线框104表示)，例如上述开沟盘40、垄沟盘42和/或压轮44。如图示实施例中所示，每个缸102可以包括杆侧或第一腔室106以及活塞侧或第二腔室108，其中第一腔室106流体地联接到系统100的第一流体管线110，第二腔室108流体地联接到系统100的第二流体管线112。如以下将要描述的，液压流体可以经由第一流体管线110供应到每个缸102的第一腔室106，以允许器具12的接地部件104相对于地面升高。相似地，液压流体可以经由第二流体管线112供应到每个缸102的第二腔室108，以允许接地部件104相对于降低。此外，根据本发明的各方面，当器具12以恒定下压模式操作时，供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的压力可以保持大致恒定，以允许接地部件104相对地面或垄沟施加大致恒定的下压力。
另外，系统100可以包括位于器具12上的器具阀壳体或阀体114，该器具阀壳体或阀体被设置成与第一和第二流体管线110、112流动连通。如图2所示，器具阀体114可以包括压力控制阀116，该压力控制阀被构造成用以调节经由第二流体管线112供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的压力。在若干实施例中，压力控制阀116可以对应于可调节的压力调节阀，其被构造成用以将供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的压力保持为大致恒定的压力。例如，压力控制阀116可以手动地或电子地调节，以允许操作者选择供应到每个缸102的第二腔室108的流体压力。该压力可以由操作者例如基于田地或土壤条件进行选择，以允许相对地面或垄沟施加期望的下压力。
应当理解，如在此所用的，当供应到第二腔室108的液压流体的压力在给定的时间段内变化小于+/-15％，例如小于+/-10％，或者小于+/-5％或小于+/-2％时，供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的压力在该给定的时间段内保持“大致恒定”。
器具阀体114也可以结合有各种其它的部件和/或流体管线。例如，如图2所示，第一返回管线118和相关联的止回阀120可以设置在压力控制阀116和第一流体管线110之间。相似地，第二返回管线122和相关联的止回阀124可以与第二流体管线112相关联地设置，以允许液压流体在流出每个缸102的第二腔室108之外时绕过压力控制阀116。
此外，如图2所示，系统100可以包括位于作业车辆10上的泵126，该泵被构造成用以经由泵输入管线128接纳来自流体源(例如罐130)的液压流体，并且将该流体加压以经由泵输出管线132输出到一个或多个系统部件。如图示实施例中所示，车辆阀壳体或阀体134可以设置成与泵输出管线132流动连通。在若干实施例中，车辆阀体134可以定位在作业车辆10上，并且可以包括控制阀136，该控制阀被构造成用以选择性地调节泵126以及第一和第二流体管线110、112之间的液压流体流动供应。例如，如图2所示，控制阀136的第一输出端口138可以设置成与第一流体管线110流动连通，控制阀136的第二输出端口140可以设置成与第二流体管线112流动连通。
如在此所用的，术语“第一流体管线”大致指的是控制阀136的第一输出端口138和每个缸102的第一腔室106之间限定的流动路径。因此，应当理解，第一流体管线110可以由单个流体导管或彼此联接多个流体导管形成，以形成期望的流体路径。例如，如图2所示，可以设有第一快速连接联接器142，以允许第一流体管线110的分开的部分联接在一起，以形成连续流动路径。
相似地，如在此所用的，术语“第二流体管线”大致指的是控制阀136的第二输出端口140和每个缸102的第二腔室108之间限定的流动路径。因此，应当理解，第二流体管线112可以由单个流体导管或彼此联接多个流体导管形成，以形成期望的流体路径。例如，如图2所示，可以设有第二快速连接联接器144，以允许第二流体管线110的分开的部分联接在一起，以形成连续流动路径。此外，第二流体管线112的分开的部分可以经由压力控制阀116联接在一起，以沿着该流体管线112形成连续流动路径。
另外，根据本发明的各方面，系统100可以包括旁路流体管线146，该旁路流体管线被构造成用以提供用于从泵126输出的加压流体的流动路径，该流动路径绕过控制阀136。例如，如图2所示，旁路流体管线146可以包括与泵输出管线132联接的第一端部148以及与在控制阀136和压力控制阀116之间延伸的第二流体管线112的一部分(例如在位置152处)联接的第二端部150。这样，旁路流体管线146可以提供用于在泵输出管线132和压力控制阀116之间引导的液压流体的独立于控制阀136的流动路径。
此外，如图2所示，系统100可以包括旁路阀156，该旁路阀设置成与旁路流体管线146流动连通。一般来讲，当液压流体沿着第一流体管线110在泵126和每个缸102的第一腔室106之间被引导以允许接地部件104相对于地面升高时，旁路阀156可以被构造成用以关闭或切断由旁路流体管线146形成的流动路径。如图2所示，在一个实施例中，旁路阀156可以对应于先导操作的止回阀，该止回阀经由先导管线158流体地联接到第一流体管线110。在该实施例中，当通过第一流体管线110供应高压力流体时，一部分流体可以通过先导管线158被引导到旁路阀156以关闭该阀，由此切断液压流体通过旁路流体管线146的流动。作为另外一种选择，旁路阀156可以对应于任何其它合适的阀或类似阀的装置。例如，在可供选择的实施例中，旁路阀156可以对应于电子控制的切断阀，该切断阀被构造成用以在接地部件104相对于地面升高时自动地关闭(例如经由合适的控制器)。
如在此所用的，术语“旁路流体管线”大致指的是泵126和绕过控制阀136的第二流体管线112之间限定的流动路径。因此，应当理解，旁路流体管线146可以由单个流体导管或彼此联接多个流体导管形成，以形成期望的流体路径。例如，如图2所示，可以设有第三快速连接联接器154，以允许旁路流体管线146的分开的部分联接在一起，以形成连续流动路径。此外，旁路流体管线146的分开的部分可以经由旁路阀156联接在一起，以沿着该流体管线146形成连续流动路径。
仍然参考图2，系统100还可以包括负荷感测管线160，该负荷感测管线被构造成用以提供从压力控制阀116供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的流体压力的指示。例如，如图示实施例中所示，负荷感测管线160可以联接到在压力控制阀116和缸102之间延伸的第二流体管线112的一部分。这样，当加压流体经由第二流体管线112从压力控制阀116供应到每个缸102的第二腔室108时，小部分的液压流体可以改道通过负荷感测管线160，以提供与压力控制阀116的输出压力相关联的反馈。另外，如图2所示，止回阀162可以设置成与负荷感测管线160相关联，以防止低压力流体被引导通过一部分管线160(例如，当流体从每个缸102的第二腔室108返回到罐130中时)。
在若干实施例中，经由负荷感测管线160提供的压力反馈可以用来控制泵126的操作。具体地，如果压力控制阀116的输出压力对应于从泵126供应液压流体的最大压力(与经由泵126供应的用于任何其它基于液压的部件的所需压力负荷相比)，那么泵126的输出压力可以根据压力控制阀116的输出压力进行选择。例如，泵126的输出压力可以选择成对应于压力控制阀116的输出压力加上预定压力裕量。
如图2所示，在一个实施例中，被引导通过负荷感测管线160的加压流体可以被供应到泵126的负荷感测回路或控制器164。在一个实施例中，负荷感测控制器164可以被构造成用以基于经由负荷感测管线160接收到的压力反馈液压地控制泵126的操作。例如，负荷感测控制器164可以被装备成用以检测泵126的输出压力和压力控制阀116的输出压力之间的压差。基于该压差，控制器164可以根据需要调节泵的操作，以确保泵126的输出压力保持在期望水平。
应当理解，作为基于液压的控制器的替代形式，控制器164可以对应于基于电子处理器的装置。在这样的实施例中，负荷感测管线160可以设置成与压力传感器(未示出)流动连通，该压力传感器可通信地联接到电子控制器。在这样的实施例中，控制器164可以被构造成用以根据从压力传感器接收到的压力测量值电子地控制泵126的操作。
如在此所用的，术语“负荷感测管线”大致指的是在第二流体管线112(也就是，在沿着流体管线112的在压力控制阀116和缸102之间延伸的部分的位置处)和泵126(或压力传感器)之间限定的流动路径。因此，应当理解，负荷感测管线160可以由单个流体导管或彼此联接多个流体导管形成，以形成期望的流体路径。例如，如图2所示，可以设有第四快速连接联接器166，以允许负荷感测管线160的分开的部分联接在一起，以形成连续流动路径。另外，负荷感测管线160的分开的部分可以经由止回阀162联接在一起，以沿着该流体管线160形成连续流动路径。
在系统100操作期间，控制阀136可以在多个位置之间被致动，以允许器具112的接地部件104升高和降低，并且允许器具112以恒定下压模式操作。例如，控制阀136可以运动到升高位置(由框136R表示)，以允许接地部件104相对于地面升高。具体地，在升高位置136R处，从泵126供应的液压流体可以从控制阀136经由第一输出端口138输出，并且通过第一流体管线110被引导到每个缸102的第一腔室106，由此允许接地部件104相对于地面升高。此外，如上所述，在一个实施例中，被引导通过第一流体管线110的液压流体的一部分可以供应到旁路阀156(例如经由先导管线158)，以关闭该阀156并切断流体通过旁路流体管线146的流动。此外，当控制阀136处于升高位置136R时，容纳在每个缸102的第二腔室108内的液压流体可以经由第二流体管线112和第二返回管线122被引导返回通过控制阀136，以允许该流体经由罐返回管线168返回到罐130。
相似地，当使器具12的接地部件104降低时，控制阀136可以运动到降低位置(由框136L表示)。具体地，在降低位置136L处，从泵126供应的液压流体可以从控制阀136经由第二输出端口140输出，并且通过第二流体管线112(和压力控制阀116)被引导到每个缸102的第二腔室108，由此允许接地部件104相对于地面降低。另外，当处于降低位置136L时，控制阀136可以切断泵126和第一流体管线110之间限定的流动路径，由此打开旁路阀156并允许流体流过旁路流体管线146。这种旁路流动可以与从控制阀136(例如在位置152处)输出的流体流动组合，以输送到每个缸102的第二腔室108。此外，当控制阀136处于降低位置136L时，容纳在每个缸102的第一腔室106内的液压流体可以经由第一流体管线110被引导返回通过控制阀136，以允许该流体经由罐返回管线168返回到罐130。
此外，当期望以恒定下压模式操作器具12时，控制阀136可以运动到修改的浮动位置(由框136F表示)，使得从泵126通过控制阀136引导的加压流体供应被切断。在这样的操作模式中，通过第二流体管线112引导到每个缸102的第二腔室108的流体供应可以仅仅来自于旁路流体管线146。具体地，来自泵126的流体可以通过旁路流体管线146引导到压力控制阀116，该压力控制阀可以用来将流体的压力调节至操作者选择的合适的输出压力。然后，该流体可以被引导到每个缸102的第二腔室108，以允许由器具12的接地部件104施加基本上恒定的下压力。另外，容纳在每个缸102的第一腔室106内的液压流体可以经由第一流体管线110被引导返回通过控制阀，以允许该流体经由罐返回管线168返回到罐130。此外，在压力控制阀116的输出压力超过操作者选择的值的情形下，通过压力控制阀116的流动路径可以进行调节，以允许容纳在每个缸102的第二腔室108内的一部分流体通过第一返回管线118(和对应的止回阀120)被引导到第一流体管线110，以用于输送回到流体罐130。
应当理解，控制阀136可以运动到任何其它合适的位置。例如，如图2所示，控制阀136可以运动到中立位置(由框136N表示)，使得通过控制阀136引导的流体供应被完全切断。
现在参考图3，其示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统200的另一个实施例的简化示意图。一般来讲，系统200可以被构造成与以上参考图2所述的系统100类似，因此可以包括上述部件和流体管线的全部或大部分。例如，如图3所示，系统200可以包括泵126、控制阀136、旁路阀156、压力控制阀116和各种止回阀120、124、162。另外，系统200可以包括在控制阀136和每个液压缸102的第一腔室106之间延伸的第一流体管线110以及在控制阀136和每个液压缸102的第二腔室108之间延伸的第二流体管线112。此外，系统200可以包括：旁路管线146，其被构造成用以提供泵126和第二流体管线112之间的与控制阀136无关的旁路流动路径；负荷感测管线160，其被构造成用以提供从压力控制阀116排出的液压流体的流体压力的指示；以及多种次级管线(例如，第一和第二返回管线118、122和先导管线158)。
然而，与图2所示实施例不同的是，系统200包括位于作业车辆10上的阀壳体或阀体134，该阀壳体或阀体被构造成用以结合或以其它方式包括多个系统部件和流体管线。例如，如图3所示，控制阀136、旁路管线146和旁路阀156可以均结合在车辆阀体134内。此外，与定位在器具12上(例如，定位在图2所示的器具阀体114内)相对的是，压力控制阀116、止回阀118、124、162以及多种次级管线118、122、158也可以结合到车辆阀体134中。此外，如图3所示，一部分或者一段负荷感测管线160可以结合到阀体134中。
系统部件和流体管线这样的划分可以大致降低系统200的整体复杂度。例如，如图3所示，与以上参考图2所述的四个快速连接联接器142、144、154、166相比之下，系统200可以仅仅包括两个快速连接联接器142、144以用于将车辆侧部件联接到器具侧部件。具体地，如图示实施例中所示，第一快速连接联接器142可以被构造成用以将第一流体管线110的在控制阀136和联接器142之间延伸的部分联接到第一流体管线110的在联接器142和每个缸102的第一腔室106之间延伸的部分。相似地，第二快速连接联接器144可以被构造成用以将第二流体管线112的在控制阀136和联接器144之间延伸的部分联接到第二流体管线112的在联接器144和每个缸102的第二腔室108之间延伸的部分。
应当理解，在其它实施例中，系统部件和/或流体管线的任何其它合适的组合可以结合到车辆阀体134中。例如，在一个实施例中，除了控制阀136之外，旁路管线146和旁路阀156可以结合在车辆阀体134中。在这样的实施例中，压力控制阀116、止回阀120、124、162、相关的次级管线118、122以及负荷感测管线160的一部分可以例如保持在器具12上(例如，类似于图2所示的实施例)。
应当理解，图3所示的各种部件和流体管线可以大致被构造成用以执行与以上参考图2所述的对应部件和流体管线相同的或类似的功能。例如，泵126可以被构造成用以经由泵输入管线128接纳来自流体源(例如罐130)的液压流体，并且将该流体加压以经由泵输出管线132输出到控制阀136和旁路流体管线146。相似地，控制阀136可以被构造成用以选择性地调节通过第一和第二流体管线110、112分别流到每个液压缸102的第一和第二腔室106、108的液压流体供应(例如，通过调节阀136在其升高位置136R、其降低位置136L和其修改的浮动位置136F之间的位置)。例如，当在升高位置136R处时，阀136可以提供泵126和第一流体管线110之间的流动路径，以用于将流体引导到每个液压缸102的第一腔室106(以及任选地经由先导管线158引导到旁路阀156以切断流体通过旁路流体管线146的流动)，由此允许器具12的接地部件104相对于地面升高。相似地，当在降低位置136L处时，阀136可以提供泵126和第二流体管线112之间的流动路径，以用于将流体引导到每个液压缸102的第二腔室108，由此允许接地部件104相对于地面降低。
此外，当在修改的浮动位置136F处时，阀136可以切断泵126和第二流体管线112之间限定的流动路径，使得液压流体在泵126和压力控制阀116之间仅仅通过旁路流体管线146供应，这可以允许器具12以其恒定下压模式操作。例如，操作者可以调节压力控制阀116的设定，以选择供应到每个缸102的第二腔室108的流体压力。然后，压力控制阀116可以被构造成用以将供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的压力保持为操作者选择的压力。
另外，与以上所述的类似，负荷感测管线160可以被构造成用以提供从压力控制阀116供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的流体压力的指示。然后，经由负荷感测管线160提供的压力反馈可以用来控制泵126的操作。例如，如图3所示，被引导通过负荷感测管线160的加压流体可以被供应到泵126的负荷感测回路或控制器164，该负荷感测回路或控制器可以被构造成用以根据压力反馈控制泵126的操作。
现在参考图4，其示出了根据本发明各方面的用于控制液压流体供应到作业车辆器具的系统300的另一个实施例的简化示意图。一般来讲，系统300可以被构造成与以上参考图2和3所述的系统100、200类似，因此可以包括上述部件和流体管线的全部或大部分。例如，如图4所示，系统300可以包括泵126、具有控制阀136的车辆阀体134、以及第一和第二快速连接联接器142、144。另外，系统300可以包括在控制阀136和每个液压缸102的第一腔室106之间延伸的第一流体管线110以及在控制阀136和每个液压缸102的第二腔室108之间延伸的第二流体管线112。
应当理解，图4所示的各种部件和流体管线可以大致被构造成用以执行与以上参考图2和3所述的对应部件和流体管线相同的或类似的功能。例如，泵126可以被构造成用以经由泵输入管线128接纳来自流体源(例如罐130)的液压流体，并且将该流体加压以经由泵输出管线132输出到控制阀136。相似地，控制阀136可以被构造成用以选择性地调节通过第一和第二流体管线110、112分别流到每个液压缸102的第一和第二腔室106、108的液压流体供应(例如，通过调节阀136在其升高位置136R和其降低位置136L之间的位置)。例如，当在升高位置136R处时，阀136可以提供泵126和第一流体管线110之间的流动路径，以用于将流体引导到每个液压缸102的第一腔室106，由此允许器具12的接地部件104相对于地面升高。相似地，当在降低位置136L处时，阀136可以提供泵126和第二流体管线112之间的流动路径，以用于将流体引导到每个液压缸102的第二腔室108，由此允许接地部件104相对于地面降低。
另外，如图4所示，系统300还可以包括控制器382，该控制器被构造成用以电气地控制控制阀136的操作。通常，控制器382可以对应于本领域已知的任何合适的基于处理器的装置，例如计算装置或计算装置的任何合适的组合。因此，在若干实施例中，控制器382可以包括被配置成用以执行各种计算机应用功能的一个或多个处理器384和相关的存储装置386。如在此所用的，术语“处理器”不仅涉及在本领域中包含在计算机中的集成电路，而且还涉及控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其它可编程电路。另外，控制器382的存储装置386整体上可以包括存储元件，包括但不限于计算机可读介质(例如随机访问存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如闪存存储器)、软盘、只读光盘存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字化光盘(DVD)和/或其它合适的存储元件。这样的存储装置386可以大致被构造成用以存储合适的计算机可读指令，当由处理器384执行时，这些计算机可读指令将控制器382构造成用以执行各种计算机应用功能，例如通过根据感测的压力主动地控制该控制阀136的操作。此外，控制器382还可以包括各种其它合适的成分，例如通信电路或模块、一个或多个输入/输出通道、数据/控制总线和/或类似物。
应当理解，控制器382可以对应于作业车辆10的现有的控制器，或者控制器382可以对应于单独的处理装置。例如，在一个实施例中，控制器382可以形成全部或部分单独的插件模块，其可以安装在作业车辆10中，以允许本发明所公开的系统能够在不需要将额外的软件上载到车辆10的现有控制装置上的情况下进行实施。
在若干实施例中，控制器382可以可通信地联接到一个或多个压力传感器388，以用于监测通过第二流体管线112供应的液压流体的流体压力。例如，如图4所示，系统300可以包括(例如经由通信连接装置392)与控制器382联接的压力传感器388，该压力传感器被构造成用以感测沿着第二流体管线112的在控制阀136和每个液压缸102的第二腔室108之间延伸的部分供应的液压流体的流体压力。这样，通过从压力传感器388接收测量信号，控制器可以被构造成用以监测供应到每个液压缸102的第二腔室108的液压流体的输入压力。应当理解，压力传感器388可以在控制阀136下游的任何合适位置处与第二流体管线112流体连通。例如，如图示实施例中所示，压力传感器388定位在第二流体管线112的车辆侧上。然而，在其它实施例中，压力传感器388可以定位在第二流体管线112的器具侧上。
根据监测到的系统压力，控制器382可以被构造成用以主动地控制该控制阀136的操作，以便调节通过第二供应管线112供应到缸102的液压流体的压力。当期望以恒定下压模式操作器具12时，这样的主动压力控制可以是尤其有利的。例如，操作者可以被允许选择供应到每个缸102的第二腔室108的液压流体的期望流体压力，例如通过允许操作者将压力设定输入到控制器382中(例如，经由驾驶舱内的合适的输入装置)。然后，操作者提供的压力设定可以存储在控制器382的存储器386中。然后，根据从传感器388提供的压力反馈，控制器382可以被构造成用以根据需要主动地调节控制阀136的操作，以确保供应到缸102的流体的输入压力等于或大于操作者选择的压力设定。例如，在一个实施例中，控制器382可以控制该控制阀136的操作，使得供应到缸102的输入压力等于操作者选择的压力设定加上预定压力裕量。
书写的说明书利用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它例子。如果这样的其它例子具有与权利要求的文字语言不是不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言差别不太明显的等同结构元件，那么它们将处于权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于控制液压流体供应到作业车辆的器具的系统，所述器具包括具有第一腔室和第二腔室的液压缸，所述系统包括：
泵，所述泵被构造成用以通过泵输出管线提供处于压力下的液压流体；
控制阀，所述控制阀与所述泵输出管线流动连通，所述控制阀被构造成用以调节液压流体到所述液压缸的供应；
第一流体管线，所述第一流体管线设置成与所述控制阀的第一输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第一流体管线供应到所述液压缸的第一腔室，以用于使所述器具的至少一个接地部件相对于地面升高；
第二流体管线，所述第二流体管线设置成与所述控制阀的第二输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第二流体管线供应到所述液压缸的第二腔室，以用于使所述至少一个接地部件相对于地面降低；
压力控制阀，所述压力控制阀设置成与所述第二流体管线流动连通，所述压力控制阀被构造成用以调节供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力；
旁路流体管线，所述旁路流体管线被构造成用以提供用于在所述泵和所述第二流体管线之间的液压流体的独立于所述控制阀的流动路径；以及
负荷感测管线，所述负荷感测管线被构造成用以提供从所述压力控制阀供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力的指示，
其中，当通过所述压力控制阀从所述泵供应液压流体时，所述泵的操作被构造成至少部分地根据供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力而被控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括设置成与所述旁路流体管线流动连通的旁路阀，所述旁路阀被构造成用以当从所述控制阀通过所述第一流体管线供应液压流体以使所述至少一个接地部件相对于地面升高时切断由所述旁路流体管线限定的流动路径。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述旁路阀对应于先导操作止回阀，所述第一流体管线流体地联接到所述先导操作止回阀，使得当从所述控制阀通过所述第一流体管线供应液压流体以使所述至少一个接地部件相对于地面升高时所述先导操作止回阀关闭。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制阀包含在位于所述作业车辆上的阀体内，其中所述压力控制阀或所述旁路阀中的至少一者包含在所述阀体内。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制阀包含在位于所述作业车辆上的阀体内，其中所述旁路阀定位在所述阀体的外部，所述压力控制阀定位在所述器具上。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述负荷感测管线联接在所述泵的负荷感测控制器和所述第二流体管线的在所述压力控制阀和所述液压活塞的第二腔室之间延伸的部分之间，所述负荷感测控制器被构造成用以调节所述泵的输出压力。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制阀能够在升高位置、降低位置和修改的浮动位置之间调节，其中所述控制阀被构造成用以当处于所述升高位置时提供所述泵和所述第一流体管线之间的流动路径并且当处于所述降低位置时提供所述泵和所述第二流体管线之间的流动路径，所述控制阀被构造成用以当处于所述修改的浮动位置时切断从所述泵到所述第一流体管线和第二流体管线的流体供应。
8.根据权利要求7所述的系统，其中当所述控制阀处于所述修改的浮动位置时，液压流体在所述泵和所述压力控制阀之间经由所述旁路流体管线被引导，所述压力控制阀被构造成用以根据操作者选择的压力值将供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力保持大致恒定。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体管线限定了所述控制阀的第一输出端口和所述液压缸的第一腔室之间的流动路径，并且其中所述第二流体管线限定了所述控制阀的第二输出端口和所述液压缸的第二腔室之间的流动路径，其中所述旁路流体管线包括第一端部和第二端部，所述第一端部与所述泵出口管线流动连通，所述第二端部与所述第二流体管线的在所述控制阀和所述压力控制阀之间延伸的部分流动连通。
10.一种用于控制液压流体供应到作业车辆的器具的系统，所述器具包括具有第一腔室和第二腔室的液压缸，所述系统包括：
泵，所述泵被构造成用以通过泵输出管线提供处于压力下的液压流体；
控制阀，所述控制阀与所述泵输出管线流动连通，所述控制阀被构造成用以调节液压流体到所述液压缸的供应；
第一流体管线，所述第一流体管线设置成与所述控制阀的第一输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第一流体管线供应到所述液压缸的第一腔室，以用于使所述器具的至少一个接地部件相对于地面升高；
第二流体管线，所述第二流体管线设置成与所述控制阀的第二输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第二流体管线供应到所述液压缸的第二腔室，以用于使所述至少一个接地部件相对于地面降低；
压力控制阀，所述压力控制阀设置成与所述第二流体管线流动连通，所述压力控制阀被构造成用以调节供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力；
旁路流体管线，所述旁路流体管线被构造成用以提供用于在所述泵和所述第二流体管线之间的液压流体的独立于所述控制阀的流动路径；以及
旁路阀，所述旁路阀与所述旁路流体管线流动连通，所述旁路阀被构造成用以当从所述控制阀通过所述第一流体管线供应液压流体以使所述至少一个接地部件相对于地面升高时切断由所述旁路流体管线限定的流动路径。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述旁路阀对应于先导操作止回阀，所述第一流体管线流体地联接到所述先导操作止回阀，使得当从所述控制阀通过所述第一流体管线供应液压流体以使所述至少一个接地部件相对于地面升高时所述先导操作止回阀关闭。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制阀包含在位于所述作业车辆上的阀体内，其中所述压力控制阀或所述旁路阀中的至少一者包含在所述阀体内。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制阀包含在位于所述作业车辆上的阀体内，其中所述旁路阀定位在所述阀体的外部，所述压力控制阀定位在所述器具上。
14.根据权利要求10所述的系统，其还包括负荷感测管线，所述负荷感测管线被构造成用以提供从所述压力控制阀供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力的指示，其中，当通过所述压力控制阀从所述泵供应液压流体时，所述泵的操作被构造成至少部分地根据供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力而被控制。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述负荷感测管线联接在所述泵的负荷感测控制器和所述第二流体管线的在所述压力控制阀和所述液压活塞的第二腔室之间延伸的部分之间，所述负荷感测控制器被构造成用以调节所述泵的输出压力。
16.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制阀能够在升高位置、降低位置和修改的浮动位置之间调节，其中所述控制阀被构造成用以当处于所述升高位置时提供所述泵和所述第一流体管线之间的流动路径并且当处于所述降低位置时提供所述泵和所述第二流体管线之间的流动路径，所述控制阀被构造成用以当处于所述修改的浮动位置时切断从所述泵到所述第一流体管线和第二流体管线的流体供应。
17.根据权利要求16所述的系统，其中当所述控制阀处于所述修改的浮动位置时，液压流体在所述泵和所述压力控制阀之间经由所述旁路流体管线被引导，所述压力控制阀被构造成用以根据操作者选择的压力值将供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的流体压力保持大致恒定。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体管线限定了所述控制阀的第一输出端口和所述液压缸的第一腔室之间的流动路径，并且其中所述第二流体管线限定了所述控制阀的第二输出端口和所述液压缸的第二腔室之间的流动路径，其中所述旁路流体管线包括第一端部和第二端部，所述第一端部与所述泵出口管线流动连通，所述第二端部与所述第二流体管线的在所述控制阀和所述压力控制阀之间延伸的部分流动连通。
19.一种用于控制液压流体供应到作业车辆的器具的系统，所述器具包括具有第一腔室和第二腔室的液压缸，所述系统包括：
控制阀，所述控制阀被构造成用以调节液压流体到所述液压缸的供应；
第一流体管线，所述第一流体管线设置成与所述控制阀的第一输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第一流体管线供应到所述液压缸的第一腔室，以用于使所述器具的至少一个接地部件相对于地面升高；
第二流体管线，所述第二流体管线设置成与所述控制阀的第二输出端口流动连通，所述控制阀被构造成用以将液压流体通过所述第二流体管线供应到所述液压缸的第二腔室，以用于使所述至少一个接地部件相对于地面降低；
压力传感器，所述压力传感器被构造成用以提供供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的输入压力的指示；以及
控制器，所述控制器可通信地联接到所述压力传感器，所述控制器存储与用于供应到所述液压缸的第二腔室的液压流体的操作者选择的压力值相关联的压力设定，所述控制器被构造成用以根据从所述压力传感器接收到的压力测量值主动地调节所述控制阀的操作，使得液压流体的输入压力等于或大于所述操作者选择的压力值。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制器被构造成用以根据从所述压力传感器接收到的压力测量值主动地调节所述控制阀的操作，使得液压流体的输入压力等于所述操作者选择的压力值加上预定压力裕量。
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