CN107531123A - 用于动力机器的行驶稳定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于动力机器(100)的行驶稳定系统(300)，所述动力机器具有可移动地连接到框架(102)的起重臂(116)。液压缸(120)被构造成选择性地控制起重臂相对于框架的移动。蓄能器(340)与液压缸的第一端部选择性连通。压力传感器(325)传送指示液压缸的第一端部处的液压压力的信号。行程稳定回路(330)允许蓄能器与液压缸的第一端部之间的选择性连通。控制器(320)从压力传感器接收信号，并且防止蓄能器与液压缸的第一端部之间连通，直到来自压力传感器的信号指示低于初始压力阈值的压力为止。

Description

用于动力机器的行驶稳定系统
技术领域
本公开涉及用于动力机器的行驶稳定(ride control)系统。为了本公开的目的，动力机器包括为实现特定任务或各种任务而产生动力的任何类型的机器。一种动力机器是作业车辆。作业车辆通常是具有诸如起重臂(尽管一些作业车辆可以具有其他工作装置)的工作装置的机动车辆，其中所述起重臂可以被操纵以执行作业功能。作业车辆动力机器的一些示例包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机，在此仅列举几个。
背景技术
在此使用的术语“行驶稳定”是指允许动力机器的作业装置(例如，起重臂)升高和降低，以消除由于动力机器行驶而在地形中由凸起引起的振动和冲击。行驶稳定器可以提高特别是在具有没有悬挂的固定轴的动力机器中的操作者的舒适度。通常，行驶稳定器通过将一个或多个起重气缸的基部端部暴露给蓄能器来实现。加压的流体在气缸的基部端部与蓄能器之间移动且在储液器和杆端部之间移动，以允许起重臂组件上下摆动。
采用行驶稳定器的动力机器通常包括开/关开关，以用于手动地将基部端部设置成与蓄能器连通/不连通。操作者被训练成在行驶时将开关轻按到开位置，而在执行静止工作(例如，挖掘操作)时将开关轻按到关位置。
上面的讨论仅提供用于一般的背景信息，而不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的保护范围。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种用于动力机器的行驶稳定系统，所述动力机器具有框架、可移动地连接到框架的起重臂、液压动力源。行驶稳定系统包括：液压缸，所述液压缸具有第一端部和第二端部，液压缸被构造成选择性地控制起重臂相对于框架的移动；蓄能器，所述蓄能器与液压缸的第一端部选择性连通；压力传感器，所述压力传感器能够传送指示液压缸的第一端部处的液压压力的信号；和行驶稳定回路，所述行驶稳定回路被构造为允许蓄能器与液压缸的第一端部之间选择性连通。此外，控制器被配置为从压力传感器接收信号。控制器被配置成防止蓄能器与液压缸的第一端部之间连通，直到来自压力传感器的信号指示低于初始压力阈值的压力为止。
在另一个实施例中，公开了一种动力机器。动力机器具有框架、起重臂、液压致动器和动力源，所述起重臂可操作地连接到框架并且能够相对于框架移动，所述液压致动器连接在框架和起重臂之间，使得液压致动器的移动使起重臂相对于框架移动，所述动力源能够选择性地提供加压流体以控制液压致动器的移动。此外，动力机器具有用于缓冲在行驶在支撑面上时引入动力机器中的负载的行驶稳定系统。行驶稳定系统具有：存储装置，所述存储装置能够存储加压流体；切换回路，所述切换回路用于选择性地允许存储装置与液压致动器的第一侧之间连通，使得当允许存储装置和液压致动器的第一侧之间连通时，起重臂能够相对于框架移动；和压力传感器，所述压力传感器能够提供指示液压致动器的第一侧处的压力的信号。控制器与压力传感器和切换回路连通。控制器被配置为在来自压力传感器的信号指示高于最小操作压力阈值的压力时，控制切换回路以允许存储装置与液压缸的第一端部之间连通。
在另一个实施例中，公开了一种提供行驶稳定部件以缓冲在行驶在支撑面上时引入动力机器中的负载的方法。行驶稳定部件选择性地将加压的液压流体从存储装置提供到连接在起重臂和动力机器的框架之间的液压致动器的第一侧，以允许起重臂相对于框架移动。所述方法包括感测液压致动器的第一侧处的压力，并阻止存储装置与致动器的第一侧之间的流动，直到感测到的压力低于初始阈值为止。在感测到压力低于初始阈值之后，当感测到的压力在最小压力阈值和高压力阈值之间时，该方法允许存储装置与致动器的第一侧之间的流动。
在另一个实施例中，公开了一种提供行驶稳定部件以缓冲在行驶在支撑面上时引入动力机器中的负载的方法。所述方法选择性地将加压的液压流体从存储装置提供到连接在动力机器的起重臂和框架之间的液压致动器的第一侧，以允许起重臂相对于框架移动。当感测到的压力在最小压力阈值和高压力阈值之间时，所述方法感测液压致动器的第一侧处的压力，并且允许存储装置和致动器的第一侧之间的流动。
提供本发明内容和摘要，以便以简化形式介绍概念的选择，所述概念在下面的具体实施方式中进一步说明。发明内容和摘要不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的保护范围。
附图说明
图1是根据一个说明性实施例的可以采用行驶稳定系统的类型的代表性动力机器的侧视图；
图2是示出根据一个说明性实施例的行驶稳定系统的一个结构的方框图；
图3是说明根据一个说明性实施例的行驶稳定系统的控制逻辑的流程图；以及
图4是说明根据另一个示例性实施例的行驶稳定系统的控制逻辑的流程图。
具体实施方式
在此公开的概念在其应用上不限于以下说明中阐述或以下附图中示出的结构的细节和部件的布置。也就是说，在此公开的实施例本质上是说明性的。这些实施例中所述的概念能够以各种方式来实施或执行。在此使用的术语是为了说明的目的，而不应被视为限制。诸如在此所用的“包括”、“包含”和“具有”及其变型的词表示包括此后列出的项目、其等效形式以及附加项目。
图1是可以采用所公开的实施例的代表性动力机器100的侧视图。图1所示的动力机械100是为滑移装载机形式的作业车辆，但是其他类型的作业车辆，例如履带式装载机、可转向轮式装载机，包括全轮转向装载机、挖掘机、伸缩臂叉装机、自走式装载机、挖沟机和多用途车辆，以及其他动力机器，可以采用所公开的实施例。动力机器100包括支撑动力源104的支撑框架或主框架102，所述动力源在一些实施例中为内燃机。动力转换系统106可操作地连接到电源104。动力转换系统106示例性地从电源104和操作者输入端接收电力，以将接收到的电力转换成动力信号，所述动力信号的形式为被提供给动力机器的功能部件并由所述功能部件使用。在一些实施例中，例如采用图1中的动力机器100，动力转换系统106包括诸如一个或多个液压泵和各种致动器的液压部件以及阀部件，所述阀部件被示例性地用于接收和选择性地提供为加压液压流体形式的动力信号到用于控制动力机器100的功能部件的致动器中的一些或者所有。可选地，动力转换系统106可以包括发电机或者类似装置，以产生用于为电动致动器提供电力的电控制信号。为了简单起见，在此公开的实施例中讨论的致动器主要以电动机和气缸的形式被称为液压或电动液压致动器，但是在一些实施例中也可以采用其他类型的致动器。
能够从动力转换系统106接收动力信号的功能部件中的牵引元件108被示例性地显示为轮子，所述牵引元件被构造成可旋转地接合支撑面以使动力机器移动。动力机器的其他示例可以具有轨道或其他牵引元件而不是轮子。在一个示例性实施例中提供一对液压电动机(图1中未示出)，以将液压动力信号转换成旋转输出。在诸如滑移装载机的动力机器中，单个液压电动机可以可操作地连接到动力机器一侧的两个轮子上。可选地，可以为每个牵引元件设置液压电动机，以允许对机器上的每个牵引元件进行独立的驱动控制。通过将不相等的旋转输出提供给机器一侧而不是另一侧的牵引元件来实现使滑移装载机转向。在一些动力机器中，转向通过其他方式实现，例如可转向的轴或铰接框架。
动力机器100还包括能够相对于框架102升高和降低的起重臂结构114。起重臂结构114示例性地包括以接头118可枢转地安装到框架102的起重臂116。在一些实施例中为被构造成从动力转换系统106接收加压流体的液压缸的致动器120分别以接头122和124可枢转地连接到框架102和起重臂116。致动器120有时被称为起重缸且为可以用在动力机器100中的一种类型的致动器的代表性示例。致动器120的伸出和缩回使得起重臂116围绕接头118枢转，使得整体由接头132(下面更详细地讨论)表示的起重臂116的端部沿着由箭头138近似指示的基本垂直的路径升高和降低。起重臂116代表一种类型的起重臂，所述起重臂可以连接到动力机械100。图1所示的起重臂结构114包括设置在动力机械100的相对侧上的第二起重臂和致动器，图2中未示出。具有不同的几何结构、部件和布置的其他起重臂结构可以连接到动力机器100或者在不背离本说明的保护范围的情况下可以实现在此所讨论的实施例的其他动力机器。例如，动力机器可以具有起重臂，使得接头132在基本沿径向的路径上升高。其他动力机器，例如挖掘机和伸缩臂叉装机，具有与图1所示的动力机器100上的起重臂几何结构和接头基本上不同的起重臂几何结构以及接头。
工具运载件130以接头132可枢转地安装到起重臂116。一个或多个致动器(例如，液压缸136)可枢转地连接到工具运载件130和起重臂结构114，以使工具运载件在动力下响应于操作者输入绕着延伸通过接头132的轴线以箭头128近似表示的弧延旋转。在一些实施例中，枢转地连接到工具运载件130和起重臂组件114的一个或多个致动器为能够从动力转换系统106接收加压的液压流体的液压缸。在这些实施例中，有时被称为摆缸的一个或多个液压缸136为可以用在动力机器100中的致动器的另外的代表性示例。为铲斗152形式的工具被示出为固定到图1中的工具运载件130。然而，工具运载件130根据期望完成特定的工作任务被构造为容纳和固定多个不同工具中的任何一个到动力机器100。其他动力机器可以具有与图1所示不同的类型的工具运载件。另外还有其他动力机器不具有工具运载件，而是允许工具直接连接在起重臂。
除了包括诸如气缸和电动机的各种致动器的图示的铲斗152之外的其他工具也可以被固定到工具运载件130以完成各种任务。可以固定到工具运载件130的工具类型的部分列表包括螺旋钻、刨路机、平地机、组合铲斗、轮锯和类似工具。动力机器100响应于操作者输入在端口134处提供功率和控制信号的来源，所述来源可以连接到工具以控制这种工具上的各种功能。在一个实施例中，端口134包括可连接到工具的液压耦合器，所述液压耦合器用于提供由动力转换系统106提供的加压流体形式的动力信号，以供由可操作地连接到动力机器100的工具使用。可选地或另外，端口134包括电连接器，所述电连接器可以将动力信号和控制信号提供到工具，以控制和启用上述类型的致动器来控制工具上的功能部件的操作。
动力机器100还示例性地包括驾驶室140，所述驾驶室由框架102支撑并至少部分地限定操作者隔室142。操作者隔室142通常包括操作者座椅、操作者输入装置和显示装置，所述显示装置可从座椅上的就座位置访问和观看(图1中没有示出)。当操作者适当地坐在操作者隔室142内时，操作者可以操纵操作者输入装置来控制诸如驱动动力机器100、升高和降低起重臂结构114、使工具运载件130绕着起重臂结构114旋转以及通过端口134处可用的来源将动力信号和控制信号提供给工具的功能。
动力机器100还包括电子控制器150，所述电子控制器被配置为从至少一些操作者输入装置接收输入信号，并将控制信号提供到动力转换系统106并通过端口134提供给工具。应当理解的是电子控制器150可以是具有存储在存储器装置中的指令和读取并执行指令以接收输入信号并提供全部包含在单个外壳内的输出信号的处理器的单个电子控制装置。可选地，电子控制器150可以被实现为连接在网络上的多个电子装置。所公开的实施例不限于一个或多个电子控制装置的任何单个部件。诸如电子控制器150的所述一个或多个电子装置由所存储的指令进行编程和配置，以便如上所述执行功能和操作。
许多动力机器，例如动力机器100，包括动力转换系统，所述动力转换系统将加压的液压流体作为输出提供给各种致动器以执行各种工作任务。这种致动器的一个示例为电动机，更具体的示例是驱动电动机。驱动电动机接收加压的液压流体并驱动牵引元件，例如牵引元件108。
图2示出根据一个说明性实施例的起重臂控制系统300，所述起重臂控制系统包括致动器120、贮存器160、泵165和起重控制阀170。在此讨论的实施例涉及具有起重臂致动器的动力机器，所述起重臂致动器伸出以升高起重臂以及缩回以降低起重臂。在其他实施例中，起重臂的几何结构使得起重致动器的伸出导致起重臂的下降。致动器120为液压缸，所述液压缸包括具有基部端部230a和杆端部230b的缸体230。缸体230容纳可与缸体一起移动的活塞210。杆220连接到活塞210并从缸体230的杆端部230b延伸。活塞210在缸体230内移动以使杆220沿着其轴线线性移动，使得所述杆可以从缸体中伸出以及缩回到缸体中。
图2中所示的贮存器160、泵165和起重控制阀170可以是上述的动力转换系统106的一部分。贮存器160容纳用于致动致动器120的液压流体。泵165将液压流体从贮存器160中抽出并对液压流体加压，以将流体提供到起重控制阀170，所述起重控制阀进而选择性地将加压的液压流体提供到致动器120。泵165可以是例如将液压流体提供到上述的动力机器100的工具的液压泵。
图2中所示的升降控制阀170为简化的控制阀，所述控制阀被显示为示出如何允许液压流体在泵165和致动器120之间流动以及加压流体是否流动到基部端部230a或杆端部230b，其中流体从相对侧返回容器。升降控制阀170可以以各种方式实现，包括作为多阀芯开中心系列阀的一部分。为了该讨论的目的，升降控制阀170具有中心位置171、左侧位置172和右侧位置173。当升降控制阀170处于中心位置171处(如图3所示)时，升降控制阀170阻挡液压流体流动通过升降控制阀。在该位置处，致动器120通常不能移动(通常意味着下述的行驶稳定系统不允许致动器120移动)，这是因为液压流体不能从气缸体230的任一端部230a、230b流出。当移动到右侧位置173时，升降控制阀170将液压流体从泵165引导到致动器230的基部端部230a，并且提供允许液压流体从杆端部230b流回到贮存器160的路径。为了本公开的目的，将升降控制阀170移动到右侧位置171将“向上起动”起重臂。在右侧位置173处，致动器120使杆220伸出并提升起重臂116。当移动到左侧位置172处时，升降控制阀170将液压流体从泵165引导到杆端部230b并使液压流体从基部端部230a返回到贮存器160，使得杆220缩回到缸体230中。为了本公开的目的，将升降控制阀170移动到左侧位置172将“向下起动”起重臂，起重臂116下降。
图2还示出与致动器120一起使用的行驶稳定系统300的一个实施方式或结果。当动力机器100在牵引元件108的影响下在地带上移动时，地带中的凸起对框架102产生振动和冲击(统称为“冲击负载”)。即使在机器处于静止状态(即不移动)时，也可以通过连接的作业工具或起重臂本身的移动来将其他冲击负载施加到框架102。冲击负载可以传播到整个动力机器100并进入操作者隔室142，引起操作者隔室142中的操作者的不适。行驶稳定系统300允许活塞210和杆220在缸体230内移动，使得起重臂116可以反作用于冲击负载上下移动。起重臂的移动产生与冲击负载相反的反作用负载，以消除或减轻冲击负载并提高操作者的舒适度。
行驶稳定系统300包括启用开关310、控制器320、压力传感器325、行驶稳定液压回路330、蓄能器340或能够存储加压的液压流体的其他适当的存储装置以及贮存器350。启用开关310是优选地位于操作者隔室142中的手动操作开关。当操作者希望打开或关闭行驶稳定功能时，操作者手动地将启用开关310分别调节到“启用”和“停用”位置。控制器320可以是用于行驶稳定系统300的专用控制器，或者可以是上述动力机器100的整个电子控制器150的一部分。在致动器的伸出使起重臂升高的该实施例中，压力传感器325感测与一个端部(缸体230的基部端部230a)连通的液压流体的压力。
控制器320将来自启用开关310的“启用”或“停用”信号和来自压力传感器325的压力信号作为输入。输入信号可以是电子信号或适用于特定应用的另一种类型的信号(例如，压力信号或机械信号)。来自启用开关的启用信号开启行驶稳定系统300。当行驶稳定系统300开启时，来自控制器320的信号通过启动和停用行驶稳定液压回路330来选择性地致动行驶稳定部件。当行驶稳定液压回路330被启动时，致动器120被放置成与蓄能器340和贮存器350连通。当行驶稳定液压回路330被停用时，致动器120不与蓄能器340和贮存器350连通。因此，使行驶稳定系统300开启不一定表示致动器120与蓄能器340和贮存器350连通。相反，当行驶稳定系统开启时，控制器320将根据动力机器上的感测状态选择性地启动行驶稳定部件，这将在下面更详细地讨论。相反，当控制器320从启用开关310接收到“停用”信号时，行驶稳定系统300被关闭，并且蓄能器340和贮存器350不被放置成与致动器120连通。
如图2所示的行驶稳定液压回路330包括类似于蓄能器340与致动器120之间的开关作用的第一液压回路330a和类似于贮存器350与致动器120之间的开关作用的第二液压回路330b。液压回路330a、330b可以是选择性地允许流过其的任何结构，包括两位二通阀，所述阀允许在一个位置流动而在另一位置阻止流动。可以采用任何数量的不同的液压回路。底侧液压回路330a打开和关闭气缸230的基部端部230a和蓄压器340之间的连通，并且杆侧液压回路330b打开和关闭杆端部230b和贮存器350之间的连通。对于启动行驶稳定，必须启动第一液压回路330a和第二液压回路330b。因此，行驶稳定液压回路330可以从控制器320接收单个输入以同时启动回路330a、330b。贮存器350可以是专用罐或者可以与贮存器160连通或者是贮存器160的一部分。
当行驶稳定部件启动时，引入动力机器100的冲击负载将使起重臂116上下移动。当行驶稳定部件启动时，液压流体通过底侧液压回路330a在基部端部230a和蓄能器340之间移动。同时，液压流体通过杆侧液压回路330b在贮存器350与杆侧230b之间移动。当液压流体在杆220缩回到缸体230中时被迫使进入蓄能器340中时，蓄能器340中的压力增加。随着杆220上的力和蓄能器340中的压力的变化，蓄能器340能够迫使液压流体回到基部端部230a中。
压力传感器325测量缸体230的基部端部230a处的压力。压力读数是起重臂116上的负载的指示，所述指示可以指出起重臂116是否升高到最低位置(即，机械停止)的上方，或者起重臂116是否已经降低。所述指示还可以指出工具(例如，铲斗152)是否正在承载大的负载。当行驶稳定系统启动且根据控制器320从压力传感器325接收到的信号所指示满足特定条件时，控制器320被编程有逻辑以激活和停用行驶稳定部件。
图3是根据一个说明性实施例的方法400的逻辑流程图，其中控制器320可以实现行驶稳定系统。方法400假定已经由启用开关310向控制器320提供启用信号，这是因为否则行程稳定部件不能被激活。图3的流程图示出编程到控制器的存储器中的几个压力设置点：S0(初始压力阈值)、S1(最小压力阈值)、S2(高压力阈值)和S3(极高的压力阈值)。控制器320监测压力传感器325处的压力，并响应于压力传感器325处测量的压力来控制液压回路330。在一个示例性设置中，S0可以是700psi，S1可以是500psi，S2可以是2400psi，S3可以是2800psi。这些值仅作为示例提供，并且可以根据特定动力机器的液压系统而广泛变化。虽然图3所示的实施例示出四个不同的压力设置点并且示出四个不同水平的示例压力，但是在一些实施例中也可以存在不同数量的压力设置定点或者一个或多个压力设置点可以具有相同的值。例如，S0和S1可以具有相同的值。
控制器320根据压力传感器325处测量的压力与这些设置点和其他状态的比较来启动和停止行驶稳定。除非另有说明，否则术语“压力”在下文中将指压力传感器325处(即，升降致动器120的基部端部230a处)的压力。
方法400以方框410开始，其中行驶稳定部件被停用且用于控制行驶稳定部件的程序重新初始化。该方法以判定点420处示出的初始压力检查开始。在方框420处，控制器320将压力与S0进行比较。在压力小于S0之前，控制器320将不会进入逻辑流程图的主要部分。所述逻辑继续循环并查询压力，直到所述压力低于S0为止；该初始压力检查循环在图3中被识别为L1。
逻辑回路L1的目的是为了在基部端部230a中获得与蓄能器340中相同或几乎相同的压力。因此，S0应该被设定为等于或接近蓄能器340预期要装载的水平的压力。当控制器320启动行驶稳定部件时，蓄能器340和基部端部230a被放置成经由液压回路330彼此连通。如果蓄能器340中的压力与基部端部230a处的压力之间有足够大的差异，则当蓄能器340和基部端部230a被放置成彼此连通时，可能存在起重臂116的短暂的无意的移动。
低于S0的压力指示起重臂116被断电或者在起重臂116上具有最小的负载。相对较低压力的这种周期为在行驶稳定系统在方法400的方框410中已经被初始化之后第一次启动行驶稳定部件的期望时间。有效地，S0要求操作者在行驶稳定部件可以被启动之前对起重臂116断电或者具有最小的负载。当起重臂116没有连接工具时，当相对较轻的工具连接到起重臂116(例如，其中没有物质的铲斗)时，或者起重臂完全降低到机械止动件上时，这可能发生。如果起重臂116正在降低，则可以在起重臂116的预期断电期间使压力相等(在蓄能器340和基部端部230a之间)。
一旦控制器320感测到已经满足方框420处的初始压力条件，则控制器320然后将压力与设置点S1进行比较，所述设置点是可以启动行驶稳定部件的最小压力。这在方框430处示出。不大于S1的压力可以指示起重臂116完全降低或几乎完全降低，这是因为刚好在完全降低的位置上方的某个点处的负载可以减小。例如，当起重臂116几乎完全降低时，诸如后拖拖动的应用(即，使用铲斗的边缘在向后驱动动力机器时拖动材料)可以对起重臂施加拉伸载荷，从而减小气缸基部处的压力。在这种情况下，有利的是临时停止行驶稳定部件。当发生这种情况时，如方框440所示，行驶稳定部件被停用，直到压力升高到高于S1为止。控制器320关掉行驶稳定系统并等待压力上升到高于S1的循环被称为循环L2。在此所述的方法400由于以下原因是有利的：当逻辑确定正在执行不同的操作时(即，当逻辑对下降到低于S1的压力做出反应时)，行驶稳定系统被自动地启动和停止；只要行驶稳定系统300启动，操作者就不需要在不同的操作期间手动地停用行驶稳定部件。
如果控制器320确定压力大于S1，则控制器320接下来在方框450处将压力与S2设置点进行比较。如果压力不大于S2，则控制器320启动行驶稳定部件，如方框460所示，并循环回来以检查设置点S1和S2的压力。只要压力大于S1且不大于S2，则行驶稳定部件保持被启动。应当注意的是当行驶稳定部件被启动时，无论升降控制阀170的位置如何，所述行驶稳定部件保持被启动。换句话说，当起重臂气缸120通过加压来自泵160的流体而能量上升或下降时，行驶稳定部件可以是被启动的。该循环在图3中被标记为L3，并且为使行驶稳定在通常的动力机器操作期间作用的循环。
如果当方法400处于循环L3中时，压力降到低于S1，则所述方法下降回到循环L2中。在循环L2中，行驶稳定部件如上所述被停用，并且控制器320继续监测压力，直到所述控制器再次超过S1为止。如果在循环L3中，压力上升到高于S2，则控制器320启动定时器，并且方法400移动到方框470。定时器继续运行直到压力下降到低于S2为止。
在方框470处，控制器320将压力与S3进行比较。如果压力不超过S3，则控制器320在方框480处查询当前是否启动行驶稳定部件。如果行驶稳定部件被停用，则方法400进入循环L4。当压力在关闭行驶稳定(在480处)的情况下大于S1(在430处)、大于S2(在450处)但不大于S3(在470处)时，方法400将保持在循环L4中。
如果行驶稳定部件在方框480处被启动，则控制器320将查询压力首次超过S2时开始的定时器。如果压力未超过S2长于时间段T1，则方法400进入循环L5。当压力大于S2但不大于S3时，方法400将保持在循环L5中，控制器320观察定时器。
如果方法400保持在循环L5中超过时间段T1，则控制器320将在方框500处停用行驶稳定部件并进入循环L6。如果压力在方框470处超过S3，则方法400将在方框500处关闭行驶稳定，并且在不检查定时器的情况下进入或保持在循环L6内。方法400将保持在循环L6中，直到压力不再大于S2(此时，所述压力落入循环L3中，行驶稳定在460处开启)为止。如果压力进一步下降到不大于S1的点，则所述方法将关闭行驶稳定并落入循环L2中。
总而言之，除非启用开关被设定为“启用”，并且压力通过初始压力检查(即，压力被测量在小于S0的水平下)，使得蓄能器340和基部端部230a处于大致相同的压力下，否则图3所示以及以上详述的用于行驶稳定系统300的方法400不会开始。一旦通过初始压力检查，则控制器320将根据来自压力传感器325的输入来判定是启动还是停用行驶稳定部件，其中所述压力传感器测量升降致动器120的基部侧230a上的压力。在初始压力检查之后，当压力大于最小压力(S1)且不大于高压力(S2)时，行驶稳定部件将被启动。方法400将保持行驶稳定开启(循环L3)，直到满足特定条件为止。如果压力下降到低于最小压力(S1)，则行驶稳定将被关闭。如果压力超过高压力(S2)超过预设时间段(T1)或者压力超过极高压力(S3)，则行驶稳定关闭。
值S0、S1、S2、S3和T1可以被预先编程到控制器的存储器中、或者可选地由控制器计算或者由动力机器操作者手动编程。对于不同尺寸和类型的动力机器、应用或操作员偏好，这些值可以不同。例如，当使用特定的工具时，可能有利的是改变这些值中的至少一个以适应工具及其重量。
图4是根据另一个示例性实施例的方法500的逻辑流程图，其中控制器320可以实施行驶稳定系统。方法500假定已经从启用开关310向控制器320提供启用信号，否者行驶稳定部件不能被启动。图4的流程图示出编程到控制器的存储器中的几个压力设置点：S0(初始压力检查)、S1(最小压力)、S2(高压力)和S3(极高压力)。控制器320监测压力传感器325处的压力，并且响应于压力传感器325处测量的压力来控制液压回路330。在一个示例性设置中，S0可以是700psi，S1可以是400psi，S2可以是3600psi，S3可以是4300psi。这些值仅作为示例提供，并且可以根据特定动力机器的液压系统和液压部件而广泛变化。虽然图4所示的实施例中示出四个不同的压力设置点，并且示出四个不同水平的示例压力，但在一些实施例中也可以具有不同数量的压力设置点或者一个或多个压力设置点可以具有相同的值。
方法500包括初始化部分510和操作部分520。在所述方法的初始化部分中，行驶稳定部件已经通过启动启用开关310例如响应于指示启动行驶稳定部件的需求的操作者输入从停用状态移动到启动状态。在一些实施例中，同样地可以通过启动的启用开关310启动机器；所述方法的初始化部分510在机器启动时开始。初始化部分510在方框512处通过停用行动稳定部件以及用于控制重新被初始化的行驶稳定部件的程序而开始。所述方法以判定点514处所示的初始压力检查开始。在方框514处，控制器320将压力与S0进行比较。控制器320将不会进入方法500的操作部分520，直到压力小于S0。
方法500的初始化部分510的目的是在基部端部230a中获得与蓄能器340中相同或几乎相同的压力。因此，S0应该被设置到要加载的等于或接近蓄能器340被预期的水平的压力。当控制器320启动行驶稳定部件时，蓄能器340和基部端部230a被放置成经由液压回路330彼此连通。如果蓄能器340中的压力与基部端部230a处的压力之间具有足够大的差值，则当蓄能器340和基部端部230a被放置成彼此连通时，可能存在起重臂116的短暂的无意移动。
下降到低于S0的压力指示起重臂116的动力被降低或者起重臂116上具有最小负载。相对较低的压力的这种时间段为行驶稳定系统在方法400的方框410中已经被初始化之后第一次启动行驶稳定部件的期望时间。有效地是S0要求操作者在行驶稳定部件可以被启动之前降低起重臂116的动力或者具有最小的负载。当起重臂116没有连接工具时，当相对较轻的工具连接到起重臂(例如，其中没有物质的铲斗)时，或者起重臂完全降低到机械止动件上时，这可能发生。如果起重臂116正在降低，则可以在起重臂116的预期动力下降期间使压力相等(在蓄能器340和基部端部230a之间)。
一旦控制器320已经感测到已经满足方框514处的初始压力条件，则所述方法移动到由节点522表示的方法的操作部分520的开始。所述方法从节点522移动到方框530，其中控制循环控制器320然后将压力与设置点S1和设置点S2进行比较，所述设置点S1为可以启动行驶稳定部件的最小压力阈值，所述设置点S2为高压力阈值。如果压力在设置点S1和S2之间，则所述方法移动到方框540，其中行驶稳定部件被启动，并且所述方法返回到节点522，以用于通过方法的操作部分520的另一个运行。
在设置点S1以下操作行驶稳定部件是不利的，这是因为在这样的低压力下，起重臂116可以在完全降低的位置的上方的某些点可能会减少负载时完全降低或接近完全降低。例如，当起重臂116几乎完全降低时，诸如后拖动(即，在向后驱动动力机器时使用铲斗的边缘拖动物质)的应用可以对起重臂施加拉伸载荷，从而减小气缸基部处的压力。在这种情况下，临时停止行驶稳定部件是有利的。因此，在方框532处，如果判定压力低于设置点S1，则所述方法移动到方框550，其中如果行驶稳定部件尚未被停用，则被设置为不启动。所述方法从此处移动到方框522，以用于通过方法的操作部分520进行另一个运行。
如果在方框532处判定压力大于设置点S1，则所述方法移动到方框534，其中所述方法检查压力是否大于设置点S2。如果压力不大于设置点S2，则所述方法移动到方框522以进行方法的操作部分520的另一个运行。然而，如果压力大于设置点S2，则所述方法移动到方框536以看到压力大于设置点S3。另外，在方框534处，如果首先检测到压力已经升高到高于设置点S2，则起动定时器。如果压力不大于设置点S3，则方法进行到方框538以判定定时器是否已经启用时间段D1。如果压力大于设置点S3，则所述方法进入方框539以判定定时器是否已经启用时间段D2。延迟时间段D1和D2允许行驶稳定系统允许在不关闭的情况下有轻微的压力峰值。在一些实施例中，D1和D2分别是不同的时间，例如200毫秒和100毫秒。可以根据需要为D1和D2选择其他值。如果定时器在方框538处达到D1或者在方框539处达到D2，则所述方法移动到方框550，其中行驶稳定部件不启动。所述方法从此处移动到方框522，以用于通过方法的操作部分520进行另一个运行。然而，在一些实施例中，一旦定时器达到D1或D2，则所述方法可能要求在行驶稳定部件被重新启动之前，压力降低到低于S2的值。换句话说，代替立即返回方框522，在一些实施例中，所述方法将要求压力在返回到方框522之前降到比S2低的水平。可选地或另外，在一些实施例中，所述方法将要求压力在行驶稳定部件重新启动之前的设定量的时间内下降到低于S2或某些其他阈值水平。这种滞后可以有利地防止诸如蓄能器340的部件上的过度循环，这可能导致过早的故障。方框534、536、538和539共同表示过压循环560。在循环560中，所述方法允许系统在高压力状态之间不同，这可能会损坏部件和临时峰值，所述峰值可以被吸收而不会中断行驶稳定部件。
根据上述的基本概念，变化以及附加的特征也可以被添加到上述的实施例。例如，行驶稳定系统可以具有根据升降气缸位置建立以及启动或停用行驶稳定部件的气缸位置循环。这可以进一步提高机器的稳定性和挖掘性能。例如，如果升降气缸的位置是已知的，则可能需要在起重臂上升到超过给定的升高高度时启动行驶稳定部件。行驶稳定系统可以被编程为不重新启动行驶稳定部件，直到起重臂下降到低于设置点为止。如果起重臂在距离其最低可能的位置最小的可接受距离内，则行驶稳定系统还可以停用行驶稳定部件，以避免起重臂撞击用于起重臂的机械止动件。具有可以用于感测起重臂高度的许多已知的传感器，并且可以使用任何适当的一个传感器。
在其他实施例中，行驶稳定系统还可以将特定的操作者输入(电子操纵杆、升降、倾斜或辅助命令)和/或阀芯位置作为判定因素来开启和关闭行驶稳定。这可以使用压力传感器来替代(至少部分地替代)，这是因为这将是一种知道吊杆在哪以及其是否已降低动力的方法。仍然还需要用于检测高压力和极高压力状态的压力传感器。
在其他实施例中，行驶稳定系统可以在判定开启和关闭行驶稳定时以连接类型为考虑因素。一些可连接的工具具有被构造为将电子识别信号提供到工具所连接到的动力机器上的控制器的电子模块。行驶稳定系统可以使用该识别信息来判定是启动或还是停用行驶稳定部件以最大化连接性能。例如，当行驶稳定部件被启动时，特定的工具可以正常工作或者可能无法正常工作。另外，行驶稳定系统可以根据连接类型来改变行驶稳定参数以提高性能。
在其他实施例中，行驶稳定系统使用泵冲程的百分比作为开启和关闭行驶稳定的因素。通过知道泵冲程，控制器可以判定装载机正在“道路上行驶”(在地带上行进)还是正在挖掘，并且在该装载机不提供任何悬挂类型的优点而只会降低挖掘作用的有效性时可以在挖掘期间关闭行驶稳定。当在道路上行驶的状态期间，泵冲程不会像挖掘时一样大。通过监测用于控制行进和其他机器功能并将所述机器功能与泵冲程状态进行比较的操作者输入，行驶稳定系统判定车辆处于在道路上行驶状态还是挖掘状态。也就是说，在道路上行驶状态下，操作者将可能不会操作升降和倾斜或者连接功能，而在挖掘操作中，操作者可能正在这样做。
在另外的实施例中，压力传感器325与机器显示器结合使用在操作者的综合重量记录/负载指示器中以测量例如铲斗中的负载。在一些实施例中，该信息用作尖端指示器，以通过不允许操作者超过负载来提高机器的稳定性。
在其他实施例中，在控制阀的入口处以及在气缸处具有压力传感器将允许控制器知道升降缸何时正在被降低或增加动力。具有该信息允许控制器在启动和停用行驶稳定部件时作出决定。更具体地，每当起重臂通过升降控制阀被致动时，或者至少在起重臂正在被致动时的一些情况下，行驶稳定部件可以被停用。在一些动力机器中，控制器主动地控制升降控制阀，并且将知道升降缸在有这样的附加压力传感器的情况下何时被致动。在这些类型的动力机器中，当起重臂正在被致动时，控制器可以做出类似的决定来停用行驶稳定部件。
虽然主题已经以结构特征和/或方法动作特有的语言说明，但是应当理解的是所附权利要求中限定的主题不一定限于上述的具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。例如，在各种实施例中，可以将不同类型的动力机器构造成实现控制阀组件和动力转换系统及方法。此外，虽然示出特定的控制阀组件结构和操作功能，但是也可以使用其他阀结构和操作功能的类型。在不背离所公开的概念的保护范围的情况下，所公开的概念的修改的其他示例也是可以的。

Claims (23)

1.一种用于动力机器的行驶稳定系统，所述动力机器具有框架、可移动地连接到所述框架的起重臂、和液压动力转换系统，所述行驶稳定系统包括：
液压缸，所述液压缸具有第一端部和第二端部，所述液压缸被构造成选择性地控制所述起重臂相对于所述框架的移动；
蓄能器，所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部选择性的连通；
压力传感器，所述压力传感器能够传送指示所述液压缸的所述第一端部处的液压的信号；
行驶稳定回路，所述行驶稳定回路被构造成允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间选择性连通；和
控制器，所述控制器被配置为从所述压力传感器接收所述信号，其中所述控制器被配置为在来自所述压力传感器的所述信号指示低于初始压力阈值的压力之前防止所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间的连通。
2.根据权利要求1所述的行驶稳定系统，其中，所述控制器被配置成在所述压力传感器先前已经指示低于初始压力阈值的压力并随后指示高于最小操作压力阈值的压力时，允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
3.根据权利要求2所述的行驶稳定系统，其中，所述最小操作压力阈值为比所述初始阈值压力值低的压力。
4.根据权利要求2所述的行驶稳定系统，其中，所述控制器被配置成当所述压力在所述最小操作压力阈值和高压力阈值之间时，允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
5.根据权利要求4所述的行驶稳定系统，其中，所述控制器被配置为当所述压力在有限时间段内高于所述高压力阈值时，允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
6.根据权利要求5所述的行驶稳定系统，其中，所述有限时间段为第一有限时间段，并且其中所述控制器被配置成当所述压力在第二有限时间段内高于极高压力阈值时允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通，其中所述第二有限时间段比所述第一有限时间段短。
7.根据权利要求5所述的行驶稳定系统，其中，所述控制器被配置成当所述压力在所述有限时间段内已经高于所述高压力阈值时阻止所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间的连通，并且其中所述控制器被配置为在所述压力低于一阈值量时重新允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
8.根据权利要求7所述的行驶稳定系统，其中，所述阈值量低于所述高压力阈值。
9.根据权利要求7所述的行驶稳定系统，其中，所述控制器被配置成在所述压力在给定的时间量内低于所述阈值量时重新允许所述蓄能器与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
10.一种动力机器，包括：
框架；
起重臂，所述起重臂可操作地连接到所述框架，所述起重臂能够相对于所述框架移动；
液压致动器，所述液压致动器连接在所述框架和所述起重臂之间，使得所述液压致动器的移动引起所述起重臂相对于所述框架移动；
动力转换系统，所述动力转换系统能够选择性地提供加压流体以控制所述液压致动器的移动；和
行驶稳定系统，所述行驶稳定系统用于在动力机器行驶在支撑面上时缓冲被引入所述动力机器中的负载，所述行驶稳定系统包括：
存储装置，所述存储装置能够存储加压流体；
切换回路，所述切换回路用于选择性地允许所述存储装置与所述液压致动器的第一侧之间连通，使得当允许所述存储装置和所述液压致动器的所述第一侧之间连通时，所述起重臂能够相对于所述框架移动；
压力传感器，所述压力传感器能够提供指示所述液压致动器的所述第一侧处的压力的信号；和
控制器，所述控制器与所述压力传感器和所述切换回路连通，所述控制器被配置为在来自所述压力传感器的信号指示高于最小操作压力阈值的压力时，控制所述切换回路以允许所述存储装置与所述液压缸的所述第一端部之间连通。
11.根据权利要求10所述的动力机器，其中，所述控制器被配置为初始化所述行驶稳定系统，并且控制所述切换回路以在所述压力传感器指示低于初始压力阈值的压力之前阻止所述存储装置与所述液压致动器的所述第一端部之间的连通为止。
12.根据权利要求10所述的动力机器，其中，所述控制器被配置为无论所述动力转换系统是否提供加压流体以控制所述液压致动器的移动，均控制所述切换回路以允许所述存储装置与所述液压致动器的所述第一端部之间连通。
13.根据权利要求10所述的动力机器，其中，所述控制器被配置成控制所述切换回路，以在所述压力传感器指示高于高压力阈值的压力时阻止所述存储装置与所述液压致动器的所述第一端部之间的连通。
14.根据权利要求13所述的动力机器，其中，所述控制器被配置成控制所述切换回路，以在所述压力传感器指示低于高压力阈值的压力时重新允许所述存储装置与所述液压致动器的所述第一端部之间连通。
15.一种提供行驶稳定特征的方法，用于通过将加压的液压流体从蓄能器选择性地提供到连接在起重臂和动力机器的框架之间的液压致动器的第一侧以允许所述起重臂相对于所述框架移动，而在动力机器行驶在支撑面上时缓冲引入到所述动力机器中的负载，所述方法包括：
感测所述液压致动器的所述第一侧处的压力；和
在感测到的所述压力低于初始阈值之前阻止所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
在感测到压力低于所述初始阈值之后，当感测到的所述压力在最小压力阈值和高压力阈值之间时，允许所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
当感测到的所述压力高于高压力阈值时，阻止所述蓄能器与所述致动器的所述第一侧之间的流动。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：
当感测到的所述压力在一定时间段内高于高压力阈值时，阻止所述蓄能器与所述致动器的所述第一侧之间的流动。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：
当感测到的所述压力返回到在所述最小压力阈值和所述高压力阈值之间的水平时，允许所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
当感测到的所述压力返回到在所述最小压力阈值和为比所述高压力阈值低的压力的一阈值之间的水平时，允许所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
当感测到的所述压力在一时间段内返回到在所述最小压力阈值和为比所述高压力阈值低的压力的一阈值之间的水平时，允许所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
22.一种提供行驶稳定特征的方法，用于通过将加压的液压流体从蓄能器选择性地提供到连接在起重臂和动力机器的框架之间的液压致动器的第一侧以允许所述起重臂相对于所述框架移动，而在动力机器行驶在支撑面上时缓冲引入到所述动力机器中的负载，所述方法包括：
感测所述液压致动器的所述第一侧处的压力；和
当感测到的所述压力高于最小压力阈值时，允许所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
23.一种提供行驶稳定特征的方法，用于通过将加压的液压流体从蓄能器选择性地提供到连接在起重臂和动力机器的框架之间的液压致动器的第一侧以允许所述起重臂相对于所述框架移动，而在动力机器行驶在支撑面上时缓冲引入到所述动力机器中的负载，所述方法包括：
感测所述液压致动器的所述第一侧处的压力；和
当感测到的所述压力高于高压力阈值时，阻止所述蓄能器和所述致动器的所述第一侧之间的流动。
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