CN107829997A - 静液压系统 - Google Patents

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Abstract

一种静液压系统包括液压系统和至少一个传感器，该至少一个传感器被构造成监视液压系统的参数，至少一个传感器包括被构造成基于参数而产生无线发射的无线发射器。静液压系统还包括电子控制箱，电子控制箱包括被构造成接收通过至少一个传感器产生的无线发射的无线接收器。电子控制箱被构造成至少部分地基于接收到的无线发射而控制液压系统。

Description

静液压系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月16日递交的美国临时专利申请第62/395,400号的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种包括诸如泵和马达的静液压单元的静液压系统。
背景技术
静液压系统包括诸如泵、马达等的静液压单元，而且，静液压系统通常在机动液压设备和车辆中使用的。
静液压单元通常具有各种传感器，诸如压力传感器、速度传感器、角度传感器、温度传感器等。这些传感器被接线到控制形成静液压系统的那个单元或多个单元的电子控制箱。该电子控制箱可直接安装到静液压单元，直接安装到形成静液压系统的多个单元中的一个或多个单元，或可远距离地安装在车辆系统内侧的另一位置。
参照图1A和图1B，示出了具有两个压力传感器12和一个速度传感器14的示例性静液压单元10。压力传感器12和速度传感器14通过具有有利于连接传感器12的连接器20的电缆或电线线束被接线到电子控制箱16。
特别地随着在静液压单元周围、在静液压单元上和在静液压单元内的传感器的使用增加，由于空间和布线限制，而导致这些电缆或电线线束18在生产和维护中难以操作。通常，线束18阻碍接入主机室的部件和/或妨碍发动机舱的其他组件，这可导致通过意外引起线束18和/或连接器20与传感器12断开。例如，图2示出了安装在车辆中的静液压单元10的图，以箭头指示静液压单元的两个传感器12。
电线线束18的连接器20为与液压系统的可靠性问题的共源，因为连接器20和传感器12之间的连接需要防水，甚至抵抗来自例如高压冲洗机的直接水压，使得在使用静液压单元10的车辆的发动机舱内和设备内普遍存在的水传播和固体污染不会引起传感器故障。在静液压单元10和系统通常被收容且直接安装到发动机的情况下，发动机舱中的泥土、水分、极限温度(-40℃至+100℃)以及类似污染物是对该环境共同作用的。因此，如果连接器20尽可能保持为不受干扰，则是最佳的。
另外，除了可靠性问题以外，传感器数量的增加还增加了电线线束的数量和连接器的添加成本。
发明内容
本公开提供一种克服上述电线线束和连接器问题的静液压单元。
根据本公开，一种静液压系统包括静液压单元，该静液压单元具有液压系统，该液压系统为静液压系统的不可缺少的一部分。静液压系统包括至少一个传感器，该至少一个传感器被构造成监视静液压单元的一个或多个参数，至少一个传感器包括被构造成基于参数而产生无线发射的无线发射器。静液压系统还包括电子控制箱，该电子控制箱包括被构造成接收由至少一个传感器产生的无线发射的无线接收器。该电子控制箱被构造成至少部分地基于接收到的无线发射而控制静液压系统。
根据本公开，静液压系统还可包括设置有静液压单元的至少一部分的壳体。至少一个传感器可安装到壳体。电子控制箱还可安装到壳体或可从壳体拆卸。
根据本公开，至少一个传感器可包括压力传感器。至少一个传感器可包括速度传感器。静液压系统还可包括多个传感器，该多个传感器包括一个或多个压力传感器和/或一个或多个速度传感器。
根据本公开，静液压单元可包括至少一个泵和/或马达，或多个泵和/或马达。
根据本公开，电子控制箱还可包括被构造成产生逆向无线发射的无线发射器，并且至少一个传感器还包括被构造成接收由电子控制箱产生的逆向无线发射的无线接收器。至少一个传感器还可包括电池，逆向无线发射包括电力以对电池充电。
鉴于如附图所示的实施方案的详细描述，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A是现有技术的静液压单元的前立体图；
图1B是图1所示现有技术的静液压单元的后立体图；
图2是安装在车辆中的现有技术的静液压单元的俯视图；
图3A是根据本公开的静液压单元的后立体图；
图3B是图3A所示静液压单元的前立体图；以及
图4是示出图3A和图3B的静液压单元的传感器和控制箱的示意图。
具体实施方式
参照图3A和图3B，图中示出了根据本公开的静液压系统22。静液压系统22包括至少一个静液压单元23，该至少一个静液压单元23可以为通常在机动液压设备和/或车辆的部件中使用的诸如泵、马达或其他类似液压组件的液压系统。
静液压系统22包括两个压力传感器24、一个速度传感器26和控制相应的静液压系统22的电子控制箱28。尽管被示出为电子控制箱28直接安装到静液压单元23的壳体，但是电子控制箱28可以可选地远距离地安装在如上所述的在车辆内侧的另一位置处。另外，尽管为了示例性目的仅示出了压力传感器和速度传感器，但是应当容易理解的是，静液压系统22可包括除了压力传感器和速度传感器之外的各种传感器，诸如检测单元位移的角度传感器、温度传感器等。这些各种传感器可提供泵和/或马达特定的传感器数据，该数据可相应地用于提供用于使静液压系统22在机动液压设备和/或车辆中运行的特定控制功能。这些控制功能被包括在如下车辆控制系统内或可被转换到如下车辆控制系统中：该车辆控制系统需要来自传感器的感测到的数据，作为它们相应的处理的一部分。
例如，压力数据流分别用于控制泵增压(pump charging pressure)和限制高压。高压的控制可以是最大压力的限制，其中在闭合电路液压系统中，变量泵(variabledisplacement pump)应当将其排量减少到特定的测量值，从而限制遍及特定减压阀的能量耗散和/或保护系统免受压力过增(pressure overshoot)影响。在连接到变量泵的变量马达的情况下，压力信号被用于控制输出扭矩和/或优化示例静液压发射的效率，从而在期望的压力范围内或沿着限定的压力轮廓运行。
显著地，从静液压系统22去除了将传感器连接到电子控制箱的电缆或电线线束和连接器。
参照图4，各传感器24、26与电子控制箱28无线通信。具体地，各传感器24、26包括无线发射器32，该无线发射器32作为无线发射30将来自传感器24、26的传感器信号发射到电子控制箱28。电子控制箱28包括用于从传感器24、26接收无线发射30的至少一个接收器34。电子控制箱28可包括用于所有传感器24、26的单个接收器34，或者可包括多个接收器34，其中多个接收器中的每个接收器34与不同的传感器24、26相关联。无线发射器32和至少一个接收器34如此提供在传感器24、26和电子控制箱28之间的单向通信。
电子控制箱28还包括所有的必要的电子件、软件、存储器、储存器、数据库、固件、逻辑/状态机器、微处理器、通信链路和根据需要和/或对于车辆期望的控制静液压系统22的任何其他输入/输出界面。例如，电子控制箱28可包括一个或多个处理器和存储器或与一个或多个处理器和存储器通信，所述存储器可包括系统存储器，系统存储器包括被构造成根据期望控制静液压单元23和/或液压系统或静液压系统22和/或车辆的随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
如图4所示，替代地，传感器24、26和电子控制箱28可以是双向通信。例如，各传感器24、26还可包括接收器36和/或电池38，电子控制箱28还可包括发射器40，其用于除了从传感器24、26至电子控制箱28的无线发射30以外，还有利于从电子控制箱28至传感器24、26的逆向无线发射42。由于用于静液压单元22的传感器24、26的能量消耗通常非常低，因此对传感器24、26供应电力必需的能量可通过发射器40和接收器36从电子控制箱28被发射到传感器24、26，因此可省略电池38。
在传感器24、26和电子控制箱28之间的无线发射30和/或逆向无线发射42可使用射频识别(RFID)技术等来进行。例如，RFID技术包括可在变化的距离存储和播放数据的有源、半无源和无源RFID标签。由于在静液压系统22中，在传感器24、26和电子控制箱28之间的距离通常相对短，因此不考虑控制箱28是否安装到静液压单元23或远距离地安装在车辆中，RFID技术将有利地不受外部电子噪声的影响。
另外，在担心干扰的情况下，可使用屏蔽部(shielding)来保护传感器24、26周围的发射‘带/结(zone/nodal)’区域，从而确保在传感器24、26和电子控制箱28之间的空气没有干扰。例如，可以以与屏蔽部如何用于保护传统静液压单元周围的传感器和电线线束的方式类似的方式使用屏蔽部。屏蔽部可例如为塑料、金属、复合材料或呈现所需的屏蔽性能的任何其他材料。
在传感器24、26和电子控制箱28之间的无线发射30和/或逆向无线发射42还可用于各种其他目的，诸如例如提供传感器健康检查功能，从而验证传感器24、26的完整性(integrity)和/或对于控制系统提供能力，以使传感器24、26上的校正程序和设定程序在传感器控制系统和/或任何其他子系统上运行。
作为无线发射30，将来自传感器24、26的传感器信号无线发送到电子控制箱28，无论电子控制箱28是否直接安装到静液压单元23或者远离静液压单元23地安装在车辆内侧的其他部位，都通过去除通常将传感器连接到用于静液压单元的电子控制箱所必需的电缆或电线线束和连接器，由此消除与电缆或电线线束和连接器相关的各种问题，而有利地提高可靠性。由于传感器在静液压单元中的使用增加，因此将无线传感器24、26并入到静液压系统22中可特别有利，否则由此会使在车辆生产中难以处理的更多个电线线束和连接器成为必需。另外，无线传感器24、26消除了对于在将静液压系统或单元安装到发动机之后安装传感器的任何需求，试图保护线束和/或连接器不受损伤，这是由于无线传感器24、26没有包括这种线束和连接器。因此，在单个制造或组装厂中，在静液压系统22的组装过程中，无线传感器24、26有利地允许所有传感器24、26安装在静液压系统22的一个或多个静液压单元上。
尽管无线传感器24、26可能比传统有线传感器成本高，但是附加的成本会被与传统有线传感器相关联的电线线束和连接器的附加成本以及由于配线复杂性所引起附加组装、‘运行’维修和使用期维护成本所抵消，配线复杂性的所有问题被无线传感器24、26消除。另外，去除将传感器连接到电子控制箱正常所需要的连接器和线束，本公开的静液压系统22还有利地释放出车辆内的在电子控制箱28周围的空间。
本公开的无线传感器24、26通过具有灵活度而有利地改善了数据管理并提供了适应性，以将数据发射到静液压系统中的对于与泵和马达相关的数据的访问需求增加的不同位置。例如，在当从车辆拆卸静液压系统22或静液压系统22的静液压单元23时的静液压系统22或静液压系统22的静液压单元23的检测过程中，来自无线传感器24、26的传感器信号可作为无线发射30被发射到具有不同控制器或远程信息处理系统的检查系统，而无需将电线线束连接到检查系统。
尽管在此已描述了本公开的原理，但是对于本领域技术人员理解的是：仅借助于示例进行了该描述，该描述不作为对于本公开的范围的限制。除了在此所示和所述的示例性实施方案以外，其他实施方案也预期在本公开的范围内。由本领域技术人员的变型和替代被认为在本公开的范围内。例如，尽管已与RFID技术连同地描述了无线发射，但是对于本领域技术人员应当理解的是：诸如Wi-Fi、蓝牙、4G、5G等的其他形式的无线技术在考虑空间、电力消耗和/或类似需求的情况下可用于产生无线发射。类似地，本公开构思：被发射的信号可例如通过为带宽或频率中的交织的信号而是多路复用的。

Claims (20)

1.一种静液压系统，包括：
静液压单元；
至少一个传感器，所述传感器被构造成监视所述静液压单元的参数，所述至少一个传感器包括被构造成基于所述参数而产生无线发射的无线发射器；以及
电子控制箱，所述电子控制箱包括被构造成接收通过所述至少一个传感器产生的无线发射的无线接收器和被构造成至少部分地基于接收到的所述无线发射而控制所述静液压系统的处理器。
2.根据权利要求1所述的静液压系统，所述静液压系统还包括壳体，所述壳体包含所述静液压单元，
其中，所述至少一个传感器被安装到所述壳体。
3.根据权利要求2所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱被安装到所述壳体。
4.根据权利要求2所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱能从所述壳体拆卸。
5.根据权利要求1所述的静液压系统，其中，所述至少一个传感器包括压力传感器。
6.根据权利要求1所述的静液压系统，其中，所述至少一个传感器包括速度传感器。
7.根据权利要求6所述的静液压系统，还包括至少一个另外的传感器，
其中，所述至少一个另外的传感器包括压力传感器。
8.根据权利要求1所述的静液压系统，其中，所述静液压单元包括泵。
9.根据权利要求1所述的静液压系统，其中，所述静液压单元包括马达。
10.根据权利要求1所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱还包括被构造成产生逆向无线发射的无线发射器；并且
其中，所述至少一个传感器还包括被构造成接收由所述电子控制箱产生的所述逆向无线发射的无线接收器。
11.根据权利要求10所述的静液压系统，其中，所述至少一个传感器还包括电池。
12.根据权利要求11所述的静液压系统，其中，所述逆向无线发射包括电力以对所述电池充电。
13.一种静液压系统，包括：
壳体；
液压系统，所述液压系统包括至少部分设置在所述壳体内的泵；
至少一个传感器，所述至少一个传感器通过所述壳体被安装且被构造成监视所述液压系统的参数，所述至少一个传感器包括被构造成基于所述参数而产生无线发射的无线发射器；以及
电子控制箱，所述电子控制箱包括被构造成接收通过所述至少一个传感器产生的无线发射的无线接收器和被构造成至少部分地基于接收到的所述无线发射而控制所述液压系统的处理器。
14.根据权利要求13所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱被安装到所述壳体。
15.根据权利要求13所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱能从所述壳体拆卸。
16.根据权利要求13所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱还包括被构造成产生逆向无线发射的无线发射器；并且
其中，所述至少一个传感器还包括被构造成接收由所述电子控制箱产生的所述逆向无线发射的无线接收器。
17.根据权利要求16所述的静液压系统，其中，所述至少一个传感器还包括电池；并且
其中，所述逆向无线发射包括电力以对所述电池充电。
18.一种静液压系统，包括：
壳体；
液压系统，至少部分设置在所述壳体内；
多个传感器，所述多个传感器通过所述壳体被安装，且所述多个传感器中的各传感器被构造成监视所述液压系统的参数，所述多个传感器包括具有被构造成基于监视到的所述参数而产生无线发射的无线发射器的至少一个传感器；以及
电子控制箱，所述电子控制箱包括被构造成接收通过所述至少一个传感器产生的无线发射的无线接收器和被构造成至少部分地基于接收到的所述无线发射而控制所述液压系统的处理器。
19.根据权利要求18所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱被安装到所述壳体。
20.根据权利要求18所述的静液压系统，其中，所述电子控制箱还包括被构造成产生逆向无线发射的无线发射器；并且
其中，所述至少一个传感器还包括被构造成接收由所述电子控制箱产生的所述逆向无线发射的无线接收器。
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