CN112513382B - 液压动力划分优先级 - Google Patents

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Abstract

公开的实施例包括动力机械(100、200、300)以及用于动力机械的液压系统，其中控制器(335)被配置为监测机具回路(320)和驱动回路(325)中的每一者的动力并且调节泵(310；315)流，从而管理发动机(305)功耗。

Description

液压动力划分优先级
背景技术
本公开涉及动力机械。更具体地，本公开涉及诸如装载机之类的动力机械的液压系统。
为了本公开的目的，动力机械包括生成用于完成特定任务或各种任务目的的动力的任何类型的机械。一种类型的动力机械是作业车辆。诸如装载机之类的作业车辆通常是自行式车辆，所述自行式车辆具有诸如升降臂之类的作业装置(尽管一些作业车辆可以具有其他作业装置)，该作业装置可以被操纵以执行作业功能。举几个示例，作业车辆包括装载机、挖掘机、多功能车辆、拖拉机和挖沟机。
典型地，动力机械包括框架、至少一个作业元件、以及能够向作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机械是自行式作业车辆。自行式作业车辆是一类包括框架、作业元件和能够向作业元件提供动力的动力源的动力机械。所述作业元件中的至少一个是用于在动力下使动力机械移动的驱动系统或发动系统。典型地，另一作业元件是机具系统，该机具系统包括执行作业功能的机具、和将机具移动到作业位置的升降臂或其他元件。用于向动力机械的作业元件提供动力的动力源典型地包括由动力机械的发动机提供动力的液压系统，该液压系统向驱动系统和机具系统提供经加压的液压流体或油。在某些条件下，油到驱动系统和机具系统的组合流导致比所需要或所期望大的发动机功耗。
上面的讨论仅是为总体的背景信息而提供的，并不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
发明内容
提供本发明内容和摘要以简化形式介绍一些概念，这些概念将在以下在具体实施方式中被进一步描述。该发明内容和摘要不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
公开的实施例包括诸如装载机之类的动力机械、以及液压系统，该液压系统划分机具回路与驱动回路之间的功耗的优先级。一个或多个控制器或计算机的系统可以被配置为通过使软件、固件、硬件或其组合安装在所述系统上来执行特定的操作或动作，所述软件、固件、硬件或其组合在操作中引起或导致该系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，所述指令在由数据处理设备运行时使该设备执行动作。
一个总体方面包括一种动力机械(100；200；300)，该动力机械具有框架(110；210)、由所述框架支撑的发动机(360)，并且所述动力机械还包括：结构(272)，所述结构用于接纳多个可附接机具中的一个，所述多个可附接机具能够由所述动力机械操作；机具回路(320)，所述机具回路将动力选择性地提供给机具，所述机具以可操作的方式联接至所述动力机械；机具泵(310)，所述机具泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第一可变排量流供应给所述机具回路；驱动回路(325)，所述驱动回路包括至少一个驱动马达；驱动泵(315)，所述驱动泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第二可变排量流供应给所述驱动回路；和控制器(335)，所述控制器联接到所述机具泵(310)和所述驱动泵(315)，并且被配置为响应于来自用户输入装置(340)的信号而将动力选择性地提供给所述机具回路和所述驱动回路，所述控制器被配置为监测所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的每一者的动力，并且被配置为生成控制信号，以通过分别控制所述机具泵(310)的第一可变排量流和所述驱动泵(315)的第二可变排量流来控制液压流体流到所述机具回路和到所述驱动回路的优先级，从而管理发动机功耗。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。在所述动力机械中，其中，所述控制器被配置为根据所述动力机械的作业模式来控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
在所述动力机械中，其中，所述控制器被配置为使得：当所述控制器响应于来自用户输入装置的信号使动力可用于所附接的机具时，提供到所述机具回路(320)的动力优先于提供到所述驱动回路(325)的任何动力，并且所述控制器控制所述驱动泵(315)以减小所述驱动泵的第二可变排量流。
所述动力机械还包括：升降臂组件(230)，所述升降臂组件枢转地联接到所述框架；机具承载件(272)，所述机具承载件枢转地联接至所述升降臂组件，并且被配置为使机具联接至所述机具承载件；并且其中所述机具回路还包括：升降致动器(238)，所述升降致动器联接在所述框架与所述升降臂组件之间，并且被配置为升起和降下所述升降臂组件；和倾斜致动器(235)，所述倾斜致动器枢转地联接在所述升降臂组件与所述机具承载件之间，并且被配置为使所述机具承载件相对于所述升降臂组件旋转。
在所述动力机械中，所述控制器进一步被配置为使得：当所述控制器没有任何来自于用户输入装置的用于向以可操作的方式联接至所述动力机械的机具提供动力的信号时，提供到所述驱动回路(325)的动力优先于提供到所述机具回路(320)的动力，并且所述控制器控制所述机具泵(310)以减小所述机具泵的第一可变排量流。
在所述动力机械中，所述控制器被配置为在动力机械操作期间的所有时间内控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
在所述动力机械中，所述控制器被配置为：仅当操作者使用所述用户输入命令以被提供给所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者的动力大于所述发动机(305)的容量时，控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
所述动力机械还包括第一传感器(345)和第二传感器(350)，所述第一传感器被配置为监测所述机具回路(320)中的动力，所述第二传感器被配置为监测所述驱动回路(325)中的动力，所述第一传感器和所述第二传感器将反馈提供给控制器(335)以用于生成用于控制机具泵(310)和驱动泵(315)的控制信号。
一个总体方面包括一种动力机械(100；200；300)，所述动力机械包括：框架(110；210)；发动机(360)；升降臂组件(230)，所述升降臂组件枢转地联接到所述框架；和机具承载件(272)，所述机具承载件枢转地联接到所述升降臂组件，并且被配置为使机具联接到所述机具承载件。动力机械还包括机具回路(320)，所述机具回路包括：升降致动器(238)，所述升降致动器联接在所述框架与所述升降臂组件之间，并且被配置为升起和降下所述升降臂组件；和倾斜致动器(235)，所述倾斜致动器枢转地联接在所述升降臂组件与所述机具承载件之间，并且被配置为使所述机具承载件相对于所述升降臂组件旋转；和辅助液压部件，所述辅助液压部件包括联接到所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器；动力机械还包括机具泵(310)，所述机具泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第一可变排量流供应给所述机具回路；驱动回路(325)，所述驱动回路包括至少一个驱动马达；驱动泵(315)，所述驱动泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第二可变排量流供应给所述驱动回路；和控制器(335)，所述控制器联接到所述机具泵(310)和所述驱动泵(315)，所述控制器被配置为生成控制信号以控制所述机具泵和所述驱动泵，从而通过分别控制所述机具泵的第一可变排量流和所述驱动泵的第二可变排量流来划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在动力机械总，其中，所述控制器被配置为生成控制信号以控制所述机具泵和所述驱动泵，从而根据所述动力机械的作业模式划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
在动力机械中，其中，所述控制器被配置为使得：当包括联接至所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器的所述辅助液压部件被开启时，或者当液压流体流正在被引导至所述辅助液压部件时，提供到所述机具回路(320)的动力优先于提供到所述驱动回路(325)的动力，并且所述控制器生成控制信号以控制所述驱动泵(315)，从而减小所述驱动泵的所述第二可变排量流。
在动力机械中，其中，所述控制器被进一步配置为使得：当包括联接至所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器的所述辅助液压部件被关断且液压流体流没有被引导至所述辅助液压部件时，提供到所述驱动回路(325)的动力优先于提供到所述机具回路(320)的动力，并且所述控制器生成所述控制信号以控制所述机具泵(310)，从而减小所述机具泵的所述第一可变排量流。
动力机械还包括用户输入(340)，所述用户输入联接到所述控制器(335)，并被配置为命令动力以液压流体流的形式被供应至所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者。
在动力机械中，其中，所述控制器被配置为在动力机械操作期间的所有时间内划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
在动力机械中，其中，所述控制器被配置为：仅当操作者使用所述用户输入命令被提供给所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者的动力大于所述发动机(305)的容量时，划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
动力机械还包括第一传感器(345)和第二传感器(350)，所述第一传感器被配置为监测所述机具回路(320)中的动力，所述第二传感器被配置为监测所述驱动回路(325)中的动力，所述第一传感器和所述第二传感器将反馈提供给控制器(335)以用于生成用于控制机具泵(310)和驱动泵(315)的控制信号。
公开的实施例包括动力机械和用于动力机械的液压系统，其中控制器被配置为监测机具回路和驱动回路中的每一者中的动力并调节泵流，从而管理发动机功耗。
附图说明
图1是示出了可以在其上有利地实施本公开的实施例的代表性动力机械的功能系统的框图。
图2是可以在其上有利地实施本文公开的实施例的动力机械的前视立体图。
图3是图2中所示的动力机械的后视立体图。
图4是包括液压动力优先级系统的动力机械的部件系统的框图。
具体实施方式
通过参考说明性实施例来描述和说明在此讨论中公开的概念。然而，这些概念在其应用中不限于说明性实施例中的构造细节和部件的布置，并且能够以各种其他方式被实施或实践。本文中的术语用于描述说明性实施例，并且不应被视为进行限制。如本文所使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”之类的词及其变型旨在涵盖这些词之后列出的项目、所列项目的等同物以及附加项目。
公开的实施例涉及具有液压系统的动力机械，该液压系统将液压动力引导至包括升降臂和辅助机具功能的机具系统或回路，并且液压系统将液压动力引导至驱动系统或回路。在示例性实施例中，电子控制器监测该机具回路和驱动回路中的每一者中的动力，并调节泵送流以管理发动机功耗。
这些概念可以在如下文所述的各种动力机械上被实施。在图1中以框图的形式示出了可以实施实施例的代表性动力机械，并且在公开任何实施例之前，在图2至图3中示出并且在下文中描述了这种动力机械的一个示例。为了简洁起见，仅示出和讨论了一种动力机械(即，滑移转向装载机)作为代表性动力机械。然而，如上所述，下面的实施例可以在包括与图2至图3所示的代表性动力机械不同类型的动力机械的各种类型的动力机械上被实施。
为了本讨论的目的，动力机械包括框架、至少一个作业元件、和能够向作业元件提供动力以完成作业任务的动力源。一种类型的动力机械是自行式作业车辆。自行式作业车辆是一类包括框架、作业元件和能够向作业元件提供动力的动力源的动力机械。所述作业元件中的至少一个是用于使动力机械在动力下移动的发动系统。
图1示出了说明动力机械100的基本系统的框图，该动力机械上可以有利地结合下文讨论的实施例，并且可以是多种不同类型的动力机械中的任何一种。图1的框图标识了动力机械100上的各种系统以及各种部件和系统之间的关系。如上所述，在最基本的层面上，用于本讨论的目的的动力机械包括框架、动力源和作业元件。动力机械100具有框架110、动力源120和作业元件130。因为图1中所示的动力机械100是自行式作业车辆，因此所述动力机械100还具有牵引元件140和操作者站150，该牵引元件140本身是被设置成使动力机械在支撑表面上移动的作业元件，该操作者站150提供用于控制动力机械的作业元件的操作位置。控制系统160被设置成与其他系统相互作用，从而至少部分地响应于由操作者提供的控制信号来执行各种作业任务。
某些作业车辆具有能够执行专门任务的作业元件。例如，一些作业车辆具有升降臂，诸如铲斗之类的机具例如通过销钉连接装置附接到该升降臂。为了本讨论的目的，词语“机具”是指这些类型的可附接机构。机具一词不包括操纵该升降臂的致动器。为了执行任务的目的，作业元件(即，升降臂)可以被操纵以定位机具。在某些情况下，机具可以例如通过相对于升降臂使铲斗旋转而相对于作业元件定位，从而进一步定位该机具。在这样的作业车辆的正常操作下，铲斗旨在被附接并且处在使用中。通过拆卸机具/作业元件组合并代替原始的铲斗重新组装另一机具，这样的作业车辆能够接受其他机具。然而，其他作业车辆旨在与各种各样的机具一起使用，并且具有诸如图1所示的机具接口170之类的机具接口。最基本地，机具接口170是框架110或作业元件130与机具之间的连接机构，该连接机构可以简单地是用于将机具直接附接到框架110或作业元件130的连接点，或者可以更加复杂，如下文所讨论的。
在一些动力机械上，机具接口170可以包括机具承载件，该机具承载件是可移动地附接到作业元件的物理结构。机具承载件具有接合特征和锁定特征，以接受多个机具中的任何一个并将所述多个机具中的任何一个固定到作业元件。这种机具承载件的一个特性是，一旦机具被附接到该机具承载件，该机具承载件便被固定到该机具(即，不能相对于机具移动)，并且当机具承载件相对于作业元件移动时，机具与机具承载件一起移动。如本文中所使用的术语“机具承载件”不仅仅是枢转连接点，而且是特别地用于接受并被固定到各种不同的机具的专用装置。机具承载件本身可安装到诸如升降臂之类的作业元件130或框架110。机具接口170还可以包括一个或多个动力源，所述动力源用于向机具上的一个或多个作业元件提供动力。一些动力机械可以具有带有机具接口的多个作业元件，每个作业元件可以但不必都具有用于接纳机具的机具承载件。一些其他动力机械可以具有带有多个机具接口的作业元件，使得单个作业元件可以同时接受多个机具。这些机具接口中的每一个可以但不必都具有机具承载件。
框架110包括物理结构，所述物理结构可以支撑被附接到该框架110或被定位在该框架110上的各种其他部件。框架110可以包括任意数量的单个部件。一些动力机械具有刚性框架。即，该框架的任何部位都不能相对于该框架的另一部位移动。其他动力机械具有能够相对于框架的另一部分移动的至少一个部分。例如，挖掘机可以具有相对于下框架部分旋转的上框架部分。其他作业车辆具有铰接框架，使得框架的一部分相对于另一部分(所谓的铰接框架)枢转以实现转向功能。
框架110支撑动力源120，该动力源能够向包括一个或多个牵引元件140的一个或多个作业元件130提供动力，并且在一些情况下，该动力源能够经由机具接口170来提供被附接的机具所使用的动力。来自动力源120的动力可以被直接提供至作业元件130、牵引元件140和机具接口170中的任一者。可替代地，来自动力源120的动力可以被提供至控制系统160，该控制系统又选择性地向能够使用该动力以执行作业功能的元件提供动力。用于动力机械的动力源典型地包括诸如内燃机之类的发动机、和诸如机械变速器或液压系统之类的动力转换系统，该动力转换系统能够将来自发动机的输出转换成可被作业元件使用的动力形式。可以将其他类型的动力源结合到动力机械中，所述其他类型的动力源包括电源或通常被称为混合动力源的动力源组合。
图1示出了被指定为作业元件130的单个作业元件，但是各种动力机械可以具有任意数量的作业元件。典型地，作业元件附接到动力机械的框架并且在执行作业任务时可相对于框架移动。另外，牵引元件140是作业元件的特殊情况在于，牵引元件的作业功能通常是使动力机械100在支撑表面上移动。牵引元件140被示出为与作业元件130分离，这是因为许多动力机械具有除了牵引元件之外的额外的作业元件，尽管并非总是这种情况。动力机械可以具有任意数量的牵引元件，所述牵引元件中的一些或全部可以从动力源120接收动力以推进该动力机械100。牵引元件可以是例如履带组件、附接到轴的轮、和类似部件。牵引元件可以安装到框架，使得牵引元件的移动被限制为围绕轴的旋转(使得通过滑移动作来实现转向)，或者可替代地，牵引元件枢转地安装到框架以通过使牵引元件相对于框架枢转来完成转向。
动力机械100具有包括操作位置的操作者站150，操作者可以从该操作位置控制动力机械的操作。在一些动力机械中，操作者站150由封闭的驾驶室或部分封闭的驾驶室限定。可以实施所公开的实施例的一些动力机械可能没有上述类型的驾驶室或操作者室。例如，步行自走式装载机可以没有驾驶室或操作者室，而是具有用作操作者站的操作位置，从该操作者站可以正确操作动力机械。更广泛地，除了作业车辆之外，动力机械可以具有不必类似于上面提到的操作位置和操作者室的操作者站。此外，诸如动力机械100和其他的一些动力机械即使具有操作者室或操作者位置，也可以作为对位于动力机械上的操作者站或与动力机械相邻的操作者站的替代或附加，所述一些动力机械能够被远程操作(即，从远程定位的操作者站)。这可以包括如下应用，在该应用中，动力机械的操作者控制的功能中的至少一些功能可以从与联接至动力机械的机具相关联的操作位置被操作。可替代地，对于一些动力机械可以设置远程控制装置(即，远离动力机械和与动力机械联接的任何机具两者)，该远程控制装置能够控制动力机械上的操作者控制的功能中至少一些功能。
图2至图3示出了装载机200，该装载机是图1中示出的动力的一个示例，其中可以有利地采用下文所讨论的实施例。装载机200是滑移转向装载机，该滑移转向装载机是具有牵引元件(在这种情况下为四个轮)的装载机，该牵引元件经由刚性轴安装至装载机的框架。此处，术语“刚性轴”是指如下事实：滑移转向装载机200不具有可以旋转或转向以帮助该装载机完成转弯的任何牵引元件。取而代之的是，滑移转向装载机具有驱动系统，该驱动系统独立地为装载机每一侧的一个或多个牵引元件提供动力，使得通过向每一侧提供不同的牵引信号，该机械将往往会在支撑表面上滑移。这些变化的信号甚至可以包括向装载机一侧的牵引元件(一个或多个)提供动力以使装载机在向前的方向上移动、以及向装载机另一侧的牵引元件(一个或多个)提供动力以使装载机在相反的方向上运行，使得该装载机将围绕装载机自身印迹为中心的半径进行转弯。术语“滑移转向”传统上是指具有如上所述的以轮作为牵引元件的滑移转向的装载机。然而，应该说明的是，许多履带式装载机即使没有轮也可以通过滑移来完成转弯，并且在技术上也是滑移转向装载机。出于本讨论的目的，除非另有说明，否则术语“滑移转向”不应视为将讨论的范围限制于以轮作为牵引元件的那些装载机。
装载机200不应被认为尤其是对于装载机200在本文已经描述的特征描述的限制，这些特征对于所公开的实施例不是必不可少的，并因此可以被包括或可以不被包括在除了可以有利地实施下文公开的实施例的装载机200之外的动力机械中。除非另外特别说明，否则下文公开的实施例可以在各种动力机械上被实施，且装载机200仅是这些动力机械中的一个。例如，仅举几个示例，下文讨论的概念中的一些或全部概念可以在诸如各种其他装载机、挖掘机、挖沟机和推土机之类的许多其他类型的作业车辆上被实施。
装载机200包括支撑动力系统220的框架210，该动力系统可以生成或以其他方式提供动力以操作该动力机械上的各种功能。动力系统220以框图形式示出，但是该动力系统220位于框架210内。框架210还支撑由动力系统220提供动力以执行各种作业任务的呈升降臂组件230形式的作业元件。由于装载机200是作业车辆，因此框架210还支撑牵引系统240，所述牵引系统240由动力系统220提供动力，以在支撑表面上推进该动力机械。可以从该机械的后部访问动力系统220。后挡板280覆盖开口(未示出)，当后挡板处于打开位置时，该开口允许访问动力系统220。升降臂组件230继而支撑机具接口270，该机具接口270提供用于将机具联接到升降臂组件的附接结构。
装载机200包括限定操作者站255的驾驶室250，其中操作者可以从该操作者站255操纵各种控制装置260以使动力机械执行各种作业功能。驾驶室250可以围绕延伸穿过安装件254的轴向后枢转，以根据维护和修理的需要来提供对动力系统组件的访问。操作者站255包括操作者座椅258和多个操作输入装置，该操作输入装置包括操作者可以操纵以控制各种机械功能的控制杆260。操作者输入装置可以包括按钮、开关、杆、滑块、踏板、和可以是诸如手动操作杆或脚踏板之类的独立装置或结合到手柄或显示面板中的类似装置，包括可编程输入装置。操作者输入装置的致动可以生成电信号、液压信号和/或机械信号形式的信号。响应于操作者输入装置生成的信号被提供至动力机械上的各种部件，以控制动力机械上的各种功能。经由动力机械100上的操作者输入装置被控制的功能中包括对牵引元件219、升降臂组件230、机具承载件272的控制，以及向以能够操作的方式联接至该机具的任何机具提供信号。
装载机可以包括人机界面，该人机界面包括设置在驾驶室250中的显示装置，以操作者可以感知的形式给出与动力机械的操作相关的信息的指示，例如，声音指示和/或视觉指示。声音指示可以被形成蜂鸣、铃铛等形式或通过口头交流来进行。视觉指示可以被形成图形、灯、图标、仪表、字母数字符号等形式。显示器可以专用于提供专用指示，例如警告灯或仪表；或者可以动态地提供可编程信息，包括诸如各种尺寸和功能的监测器之类的可编程显示装置。显示装置可以提供诊断信息、故障排除信息、指导信息、以及帮助操作者对动力机械或联接至该动力机械的机具进行操作的各种其他类型的信息。还可以提供对操作者可能有用的其他信息。诸如步行自走式装载机之类的其他动力机械可以没有驾驶室、操作者室或座椅。通常相对于操作者最适合操纵操作者输入装置的位置来限定在这样的装载机上的操作者位置。
包括下文讨论的实施例和/或与下文讨论的实施例相互作用的各种动力机械可以具有支撑各种作业元件的各种框架部件。本文讨论的框架210的元件是出于说明性目的而提供的，并且框架210不是可以在其上实施实施例的动力机械可以采用的唯一框架类型。本文讨论的框架210的元件是出于说明性目的而提供的，并且不必是可以在其上实施实施例的动力机械可以采用的唯一框架类型。装载机200的框架210包括框架的底架或下部分211和框架的由底架支撑的主框架或上部分212。装载机200的主框架212例如通过紧固件或通过将底架焊接到主框架而附接到底架211。主框架212包括位于主框架的任一侧并且朝向该主框架的后部的一对直立部分214A和214B，所述一对直立部分214A和214B支撑升降臂结构230，并且该升降臂结构230可枢转地附接到所述一对直立部分214A和214B。升降臂结构230示例性地销钉连接到直立部分214A和214B中的每一个。出于本讨论的目的，升降臂结构230和直立部分214A和214B上的安装特征以及安装硬件(包括用于将升降臂结构销钉连接到主框架212的销钉)的组合统称为接头216A和216B(一个接头位于每个直立部分214上)。接头216A和216B沿着轴线218对准，使得升降臂结构能够相对于框架210围绕轴线218枢转，如下文所讨论的。其他动力机械可以不包括在框架的任一侧的直立部分，或者可以没有可安装到位于框架的任一侧并朝向框架的后部的直立部分的升降臂结构。例如，一些动力机械可以具有单个臂，该单个臂安装到动力机械的单侧或安装到动力机械的前端部或后端部。其他机械可以具有包括多个升降臂的多个作业元件，所述升降臂中的每一个都以其自身的配置安装至该机械。框架210还支撑位于装载机200的任一侧上的呈轮219A至219D(统称为219)形式的牵引元件。
图2至图3所示的升降臂组件230是可以附接到动力机械的许多不同类型的升降臂组件的一个示例，其中所述动力机械例如是装载机200或可以在其上实施本讨论的实施例的其他动力机械。升降臂组件230是所谓的竖直升降臂，这意味着升降臂组件230在装载机200的控制下相对于框架210沿着升降路径237可移动(即，升降臂组件可以被升起和降下)，该升降路径237形成大致竖直路径，尽管该路径实际上可能不是完全竖直的。其他升降臂组件可以具有不同的几何形状，并且可以以各种方式联接到装载机的框架，从而提供与升降臂组件230的径向路径不同的升降路径。例如，其他装载机上的一些升降路径提供径向升降路径。其他升降臂组件可以具有可伸缩部分。其他动力机械可以具有附接到所述动力机械的框架的多个升降臂组件，其中每个升降臂组件都是彼此独立的。除非另有特别说明，否则本讨论中阐述的发明构思均不受联接至具体动力机械的升降臂组件的类型或数量的限制。
升降臂组件230具有设置在框架210的相反侧的一对升降臂234。升降臂234中的每一个的第一端部在接头216处枢转地联接到动力机械，并且升降臂中的每一个的第二端部232B在处于如图2所示的降下位置时定位在框架210的前方。接头216朝向装载机200的后部定位，使得升降臂沿着框架210的侧部延伸。当升降臂组件230在最小高度和最大高度之间移动时，升降路径237由升降臂234的第二端部232B的行进路径限定。
升降臂234中的每一个都具有第一部分234A和第二部分234B，每个升降臂234的第一部分234A在所述接头216中的一个接头处可枢转地联接到框架210，该第二部分234B从与第一部分234A的连接部延伸到升降臂组件230的第二端部232B。升降臂234每一个都联接至横向构件236，该横向构件236附接至第一部分234A。横向构件236为升降臂组件230提供增加的结构稳定性。一对致动器238(所述致动器在装载机200上是被配置成从动力系统220接收加压流体的液压缸)在装载机200的任一侧分别在可枢转接头238A和238B处枢转地联接至框架210和升降臂234两者。致动器238有时被单独统称为升降缸。致动器238的致动(即，伸出和缩回)使升降臂组件230绕接头216枢转，并由此沿着箭头237所示的固定路径被升起和降下。一对控制连杆217中的每一个控制连杆在框架210的任一侧枢转地安装到框架210和升降臂232中的一个升降臂。控制连杆217有助于限定升降臂组件230的固定的升降路径。
一些升降臂(最明显的是挖掘机上的升降臂，但也可能是装载机上的升降臂)可以具有以可控制的方式相对于另一段枢转而不是像图2所示的升降臂组件230中的情况那样一致地(即，沿着预定路径)移动的部分。一些动力机械具有带有单个升降臂的升降臂组件，例如在挖掘机，甚至一些装载机和其他动力机械中是已知的。其他动力机械可以具有多个升降臂组件，每个升降臂组件是彼此独立的。
机具接口270被定位成紧邻升降臂组件234的第二端部232B。机具接口270包括机具承载件272，该机具承载件能够接受各种不同的机具并将所述机具固定到升降臂230。这样的机具具有被配置为与机具承载件272接合的互补的机械接口。机具承载件272可枢转地安装在臂234的第二端部232B处。机具承载件致动器235以可操作的方式联接升降臂组件230和机具承载件272，并且可操作以使机具承载件相对于升降臂组件旋转。机具承载件致动器235示例性地为液压缸，并且通常被称为摆缸。
通过具有能够附接到多个不同机具的机具承载件，可以相对容易地完成从一个机具到另一个机具的改变。例如，具有机具承载件的机械可以在机具承载件和升降臂组件之间设置致动器，使得对机具进行移除或附接并不涉及从机具移除或附接致动器，也不涉及从升降臂组件移除或附接机具。机具承载件272设置用于将机具容易地附接到升降臂(或动力机械的其他部分)的安装结构，使得没有机具承载件的升降臂组件没有该安装结构。
一些动力机械可以具有机具或附接到该动力机械的机具类装置，例如通过销钉连接到具有倾斜致动器的升降臂，该倾斜致动器还直接联接到机具或机具类结构。这种以可旋转的方式销钉连接到升降臂的机具的常见示例是铲斗，其中一个或多个摆缸附接到托架，所述托架(例如通过焊接或利用紧固件)被直接固定在铲斗。这样的动力机械没有机具承载件，而是在升降臂和机具之间具有直接连接。
机具接口270还包括机具动力源274，该机具动力源可用于连接至升降臂组件230上的机具。机具动力源274包括加压液压流体端口，机具可以以可移除的方式联接至该加压液压流体端口。该加压液压流体端口选择性地提供加压液压流体以为机具上的一个或多个功能或致动器提供动力。机具动力源还可以包括电源，所述电源用于为机具上的电致动器和/或电子控制器提供动力。机具动力源274还示例性地包括电导管，该电导管与挖掘机200上的数据总线通信，以允许机具上的控制器与装载机200上的电子装置之间的通信。
出于说明性目的，以上提供了对动力机械100和装载机200的描述，以提供可以在其上实施下文讨论的实施例的说明性环境。尽管所讨论的实施例可以在例如总体由图1的框图中所示的动力机械100描述的动力机械上被实施，并且更具体地在诸如滑移转向装载机200的装载机上被实施，但是除非另外说明或陈述，否则下文讨论的概念并不旨在将其应用限于以上具体描述的环境。
现在参考图4，示出了包括根据一个示例性实施例的发动机优先级系统的动力机械300的部件的框图，该动力机械300例如是上述动力机械100和200。图4示出了动力机械300的发动机305，该发动机305使用发动机的旋转输出轴或构件307来驱动机具液压泵310并驱动系统液压泵315。发动机305是内燃机，但是在其他实施例中，可以采用其他类型的发动机或动力源。驱动泵315是可变排量静液压泵，所述可变排量静液压泵被配置以向驱动马达供应液压动力从而行进。如下文所讨论的，响应于来自于控制器335的电信号来控制驱动泵315。尽管在图4中被示出并在以下被论述为驱动泵，但是许多实施例可以具有多个驱动泵。例如，滑移转向装载机通常具有两个驱动泵，一个驱动泵用于驱动装载机的左侧，而另一个驱动泵用于驱动装载机的右侧。为了简单起见，即使许多实施例具有至少两个驱动泵，下文的讨论也只涉及单个驱动泵。驱动马达和相关的部件被示为驱动回路325。代替传统的恒定排量齿轮泵，机具泵310是可变排量液压泵，所述可变排量液压泵被配置在系统中用于向致动器提供液压动力以用于升降臂结构的升降和机具倾斜功能，以及用于提供与所附接的机具一起使用的辅助液压动力源。响应于由控制器335提供的电信号来控制所公开的实施例中的机具泵310的排量。辅助动力可以用在诸如割草机、吹雪机、抓斗等各种机具上。提供给机具的辅助液压动力和升降臂致动器被示出为机具回路320。如上所述，词语“机具”仅指那些附接的机具，诸如铲斗、抓斗等。然而，术语“机具回路”不仅包括控制这些机具的回路，而且还可以包括控制升降臂致动(包括升降臂致动器和倾斜致动器)的电路。用于泵310和315的液压油可以从罐330提供并被返回到罐330，尽管在具有静液压驱动系统的机械上，来自驱动马达的流体因为封闭的驱动环路而返回到驱动泵315，并且油通过驱动泵315和驱动回路325中的泄漏从驱动环路返回到罐330。尽管在图4中未示出，加料泵从罐330中抽取液压流体并将该液压流体提供给驱动泵315，以补充通过泄漏从封闭环路损失的流体。液压油到泵310和315的路径、以及经过机具回路320和驱动回路325的路径、和起始于机具回路320和驱动回路325的路径可以包括各种其他组件，并且处于与图4所示的配置不同的配置。提供图4的配置作为示例，并且不旨在将公开的实施例限制为特定配置。
例如操纵杆控制器、开关或其他输入装置形式的用户输入340可以被动力机械的操作者操纵以控制该动力机械的操作模式。例如，用户输入340允许用户控制动力机械的行进、控制升降臂组件的运动以将所附接的机具放置在期望的作业位置、以及控制机具本身的运动或功能。电子控制器335接收用户输入，并且以响应的方式控制可变排量泵310和315以命令加压液压油的所需流并完成所命令的任务。控制器335还可以控制机具回路320和驱动回路325内的阀或其他装置以完成所命令的任务。在一些实施例中，传感器345和350可以用于向控制器335提供反馈，以用于生成对泵310和315或回路320和325进行控制的控制信号。例如，传感器345和350可以是压力传感器、位置传感器、或用于监测所述回路320和325中的动力的其他类型的传感器。然而，并非在所有实施例中都需要传感器345和350，并且控制器335可以被配置为仅基于用户输入340而将控制信号提供给泵310和315以及提供给回路320和325。此外，控制器335例如通过生成用于控制发动机控制器360的控制信号来控制发动机305的输出。控制器335和发动机控制器360在图4中被示出单独的块，但是在图4的框图中的这些单独的块旨在显示功能。在各种实施例中，可以采用任意适当数量的控制器来完成针对控制器335和360所描述的功能。这些控制器可以根据需要以单个部件、两个单独的部件或三个或更多个部件被实施。
在示例性实施例中，电子控制器335被配置成(例如，通过测量所述泵的出口处的压力和泵的排量)监测机具回路320和驱动回路325中的每一者中的动力，并对泵310和315中的泵流进行调节，从而管理发动机功耗。在一个这样的示例中，因为可以单独地控制泵310到机具回路320的排量和泵315到驱动回路325的排量，所以控制器335的配置允许控制器通过单独控制泵的排量来控制油到两个回路的流动的优先级。在示例性实施例中，动力的优先级取决于机械的当前作业模式，例如根据以下标准。
当机具或附接件正在被操作时(通过辅助液压被“接通”或辅助流被引导至所附接的机具而发出信号)，动力被优先提供给机具回路320。换句话说，首先通过降低泵315的输出而从驱动回路325中取出动力；并且当辅助液压被“断开”时(当辅助流没有被引导至所附接的机具时)，动力被优先提供给驱动回路325，并首先通过降低泵310的输出而从机具回路310中取出动力。这些动力优先级可以一直有效，或者在其他实施例中，当用户命令的动力大于发动机的容量时，这些动力优先级可以一直有效。因此，通过正在使用机具时向机具回路提供动力，如果向驱动回路提供更多的动力，则动力机械可以比其他方式更有效地操作机具的功能。同样地，在不使用机具的情况下，更加有力的是为驱动功能提供动力。该控制标准确定了一种为有效机具使用有效地优先提供动力的方法。
尽管上面描述了用于优先提供动力以及控制单独的机具和驱动泵的一套控制标准，但也可以使用其他标准或用其他标准来替代。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上进行改变。

Claims (14)

1.一种动力机械(100；200；300)，所述动力机械具有框架(110；210)、由所述框架支撑的发动机(305)，并且所述动力机械还包括：
结构，所述结构用于接纳多个可附接机具中的一个，所述多个可附接机具能够由所述动力机械操作；
机具回路(320)，所述机具回路被配置成将动力选择性地提供给机具，所述机具以能够操作的方式联接至所述动力机械；
机具泵(310)，所述机具泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第一可变排量流供应给所述机具回路；
驱动回路(325)，所述驱动回路包括至少一个驱动马达；
驱动泵(315)，所述驱动泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第二可变排量流供应给所述驱动回路；
控制器(335)，所述控制器联接到所述机具泵(310)和所述驱动泵(315)，并且被配置为响应于来自用户输入装置(340)的信号而将动力选择性地提供给所述机具回路和所述驱动回路，所述控制器被配置为监测所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的每一者的动力，并且被配置为生成控制信号，以通过分别控制所述机具泵(310)的所述第一可变排量流和所述驱动泵(315)的所述第二可变排量流来控制液压流体流到所述机具回路和到所述驱动回路的优先级，从而管理发动机功耗，其中，所述控制器进一步被配置为使得：当所述控制器没有任何来自于用户输入装置的用于向以能够操作的方式联接至所述动力机械的机具提供动力的信号时，提供到所述驱动回路(325)的动力优先于提供到所述机具回路(320)的动力，并且所述控制器控制所述机具泵(310)以减小所述机具泵的所述第一可变排量流。
2.根据权利要求1所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为根据所述动力机械的作业模式来控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
3.根据权利要求2所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为使得：当所述控制器响应于来自用户输入装置的信号使动力能够用于所附接的机具时，提供到所述机具回路(320)的动力优先于提供到所述驱动回路(325)的任何动力，并且所述控制器控制所述驱动泵(315)以减小所述驱动泵的所述第二可变排量流。
4.根据权利要求1所述的动力机械，还包括：
升降臂组件(230)，所述升降臂组件枢转地联接到所述框架；
机具承载件(272)，所述机具承载件枢转地联接至所述升降臂组件，并且被配置为使机具联接至所述机具承载件；和
其中所述机具回路还包括：
升降致动器(238)，所述升降致动器联接在所述框架与所述升降臂组件之间，并且被配置为升起和降下所述升降臂组件；和
倾斜致动器(235)，所述倾斜致动器枢转地联接在所述升降臂组件与所述机具承载件之间，并且被配置为使所述机具承载件相对于所述升降臂组件旋转。
5.根据权利要求1所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为在动力机械操作期间的所有时间内控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
6.根据权利要求1所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为：仅当操作者使用所述用户输入装置命令被提供给所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者的动力大于所述发动机(305)的容量时，控制液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
7.根据权利要求1所述的动力机械，还包括第一传感器(345)和第二传感器(350)，所述第一传感器被配置为监测所述机具回路(320)中的动力，所述第二传感器被配置为监测所述驱动回路(325)中的动力，所述第一传感器和所述第二传感器将反馈提供给控制器(335)以用于生成用于控制机具泵(310)和驱动泵(315)的控制信号。
8.一种动力机械(100；200；300)，所述动力机械包括：
框架(110；210)；
发动机(305)；
升降臂组件(230)，所述升降臂组件枢转地联接到所述框架；
机具承载件(272)，所述机具承载件枢转地联接到所述升降臂组件，并且被配置为使机具联接到所述机具承载件；
机具回路(320)，所述机具回路包括：
升降致动器(238)，所述升降致动器联接在所述框架与所述升降臂组件之间，并且被配置为升起和降下所述升降臂组件；和
倾斜致动器(235)，所述倾斜致动器枢转地联接在所述升降臂组件与所述机具承载件之间，并且被配置为使所述机具承载件相对于所述升降臂组件旋转；和
辅助液压部件，所述辅助液压部件包括联接到所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器；
机具泵(310)，所述机具泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第一可变排量流供应给所述机具回路；
驱动回路(325)，所述驱动回路包括至少一个驱动马达；
驱动泵(315)，所述驱动泵由所述发动机驱动，并且被配置为将加压的液压流体的第二可变排量流供应给所述驱动回路；
控制器(335)，所述控制器联接到所述机具泵(310)和所述驱动泵(315)，所述控制器被配置为生成控制信号以控制所述机具泵和所述驱动泵，从而通过分别控制所述机具泵的所述第一可变排量流和所述驱动泵的所述第二可变排量流来划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级，其中，所述控制器被进一步配置为使得：当包括联接至所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器的所述辅助液压部件被关断且液压流体流没有被引导至所述辅助液压部件时，提供到所述驱动回路(325)的动力优先于提供到所述机具回路(320)的动力，并且所述控制器生成所述控制信号以控制所述机具泵(310)，从而减小所述机具泵的所述第一可变排量流。
9.根据权利要求8所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为生成控制信号以控制所述机具泵和所述驱动泵，从而根据所述动力机械的作业模式来划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
10.根据权利要求9所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为使得：当包括联接至所述机具承载件的所述机具的任何机具致动器的所述辅助液压部件被开启时，或者当液压流体流正在被引导至所述辅助液压部件时，提供到所述机具回路(320)的动力优先于提供到所述驱动回路(325)的动力，并且所述控制器生成控制信号以控制所述驱动泵(315)，从而减小所述驱动泵的所述第二可变排量流。
11.根据权利要求8所述的动力机械，还包括用户输入装置(340)，所述用户输入装置联接到所述控制器(335)，并被配置为命令动力以液压流体流的形式供应至所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者。
12.根据权利要求11所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为在动力机械操作期间的所有时间内划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
13.根据权利要求11所述的动力机械，其中，所述控制器被配置为：仅当操作者使用所述用户输入装置命令被提供给所述机具回路(320)和所述驱动回路(325)中的一者或两者的动力大于所述发动机(305)的容量时，划分液压流体流到所述机具回路(320)和到所述驱动回路(325)的优先级。
14.根据权利要求8所述的动力机械，还包括第一传感器(345)和第二传感器(350)，所述第一传感器被配置为监测所述机具回路(320)中的动力，所述第二传感器被配置为监测所述驱动回路(325)中的动力，所述第一传感器和所述第二传感器将反馈提供给控制器(335)以用于生成用于控制机具泵(310)和驱动泵(315)的控制信号。
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