斜盤位置傳感器裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于確定可樞轉地附接至可變排量液壓泵的斜盤的實際斜盤角的傳感器裝置，涉及用于確定可樞轉地附接至可變排量液壓泵的斜盤的實際斜盤角的測量方法，涉及用于控制可變排量液壓泵的控制柱塞的致動的控制器，以及涉及可變排量液壓泵。
【背景技術】
[0002]可變排量液壓泵比如可變排量軸向柱塞泵廣泛應用在液壓系統中，用于為各種應用場合提供加壓的液壓流體。例如，液壓土方和工程機械如挖掘機、推土機、裝載機等嚴重依賴液壓系統進行工作，因此常采用可變排量液壓泵來提供所需加壓流體。這些泵由機械軸例如發動機驅動，并且通過控制可樞轉地安裝至泵的斜盤的角度來調節排出流率，從而調節壓力。然而，泵的運行面臨著負載需求的變化所導致的壓力和輸出流量的變化。人們希望以不變的方式維持泵的排出流率，以使液壓系統的運行表現良好并可預測。因此，有人嘗試設立控制程序，其包括用感測斜盤旋轉角度的旋轉傳感器來感測斜盤位置的步驟，該旋轉角度與泵行程有關，因而與排出流率有關。
[0003]美國專利號6，623，247 B2中公開了一種用于控制可變排量液壓泵的方法和設備，該泵具有可樞轉地附接至泵的斜盤。所述方法和設備包括:確定作為泵功率極限的函數的理想斜盤角；確定實際斜盤角；確定泵的排出壓力值；使伺服滑閥運動至作為理想斜盤角、實際斜盤角和排出壓力的函數的理想位置；以及響應性地使斜盤運動至理想斜盤角位置。用于確定實際斜盤角的裝置被配置成使用斜盤角傳感器例如旋轉變壓器或應變計來確定斜盤角。
[0004]控制環路包括通過控制器致動的比例閥，比例閥驅動控制柱塞，控制柱塞通過定位件轉動斜盤并最終感測出斜盤的旋轉角度，以此作為饋送至控制器的反饋信號，這種控制環路帶來了問題，因為控制環路中的間隙數量會導致控制程序的運行不穩定。
【發明內容】
[0005]本發明旨在提供一種更穩定的對可變排量液壓泵的控制。
[0006]所述目的通過根據獨立權利要求的傳感器裝置和測量方法實現。優選和有利的實施例參照從屬權利要求。
[0007]根據本發明，用于確定可樞轉地附接至可變排量液壓泵的斜盤的實際斜盤角的傳感器裝置包括可操作以控制斜盤相對于泵的角度的控制柱塞、布置在控制柱塞上的位置標記和沿控制柱塞布置用于檢測位置標記的運動的傳感器。通過使用這種傳感器裝置，控制環路中的所有間隙均有利地得到消除。與現有設計相比，這允許形成更穩定的泵控制。
[0008]根據一優選實施例，傳感器配置成以非接觸方式檢測位置標記的運動。非接觸式傳感器裝置有利地提供了完全無磨損的設計。
[0009]進一步優選地，傳感器布置成與控制柱塞的運動方向大體平行或同軸。特別地，傳感器是線性磁致伸縮位置傳感器，位置標記是磁體。
[0010]根據本發明，用于確定可樞轉地附接至可變排量液壓泵的斜盤的實際斜盤角的測量方法，其中控制柱塞可操作以控制斜盤相對于泵的角度，該方法包括通過沿控制柱塞布置的傳感器檢測布置在控制柱塞上的位置標記的位置的步驟，以及根據位置標記相對于傳感器的移位來確定控制柱塞的直線位移的步驟。特別地，斜盤的實際斜盤角根據控制柱塞的直線位移確定。優選地，使用根據本發明的傳感器裝置。
[0011]本發明的另一目的涉及用于控制可變排量液壓泵的控制柱塞之致動的控制器，控制柱塞可操作以控制斜盤相對于泵的角度，其中實際斜盤角利用根據本發明的傳感器裝置和/或通過根據本發明的方法確定。優選地，控制柱塞通過比例閥被致動。
[0012]本發明的又一目的涉及可變排量液壓泵，其中控制柱塞可操作以控制斜盤相對于泵的角度，包括根據本發明的控制器。
[0013]更多優點和細節將從根據本發明的實施例中得到顯現，該實施例將參照附圖進行描述。
【附圖說明】
[0014]附圖中:
[0015]圖1示出具有根據現有技術的旋轉傳感器的可變排量液壓泵的剖視圖；
[0016]圖2示出具有根據本發明的傳感器裝置實施例的可變排量液壓泵的剖視圖；
[0017]圖3詳細示出傳感器裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參見附圖，圖1中繪出具有根據現有技術的旋轉傳感器S的可變排量液壓泵10的X-Y平面剖視圖。根據本發明的傳感器裝置將參照圖2進行描述，其中以Y-Z平面剖視圖繪出相同的可變排量液壓泵10。以下描述涉及根據本發明的方法和設備二者。
[0019]特別參見圖1和圖2，可變排量液壓泵10 (以下也稱泵10)優選是軸向柱塞式斜盤液壓泵10，其具有多個柱塞11，例如七個或九個，位于缸體8內的圓形陣列中。優選地，柱塞11圍繞布置在缸體8縱向中心軸線上的軸6以相等間距隔開。缸體8通過缸體彈簧14緊壓在閥板20上。閥板包括流入口 24和排出口 26。每個柱塞11均連接至滑塊12，優選通過球窩接頭23連接。每個滑塊12均保持接觸斜盤I。斜盤I被可傾斜地安裝至泵10，傾角能以受控方式調節。繼續參見圖1和圖2，示出泵10的運行。缸體8以恒定角速度旋轉。借此，每個柱塞11均周期性地經過閥板20的流入口和排出口 24、26中的每個。斜盤I的傾角導致柱塞11發生進出缸體8的振蕩位移，從而將液壓流體抽進作為低壓口的流入口 24并將液壓流體從作為高壓口的排出口 26中抽出。在優選實施例中，斜盤I的傾角關于在X方向上斜盤樞轉軸線傾斜，并由控制柱塞2控制。控制柱塞2操作以增大斜盤I的傾角，從而增大泵10的行程。泵10將加壓的液壓流體供送至閥板20的排出口 26。
[0020]現在參見圖1，根據現有技術，用于確定實際斜盤角的裝置被配置成確定斜盤I的角度。圖1中，用于確定實際斜盤角的裝置包括斜盤角傳感器S，該傳感器在所示實例中是連接至斜盤I的旋轉變壓器。
[0021]現在參照圖2描述根據本發明的傳感器裝置。傳感器裝置包括可操作以控制斜盤I相對于泵10的角度的控制柱塞2、布置在控制柱塞2上的位置標記3以及沿控制柱塞2布置用于檢測位置標記3運動的傳感器4。在所示實施例中，傳感器4平行于控制柱塞2的中心軸線定位。替代地，傳感器4可在控制柱塞2的內部同軸布置。通過采用這種傳感器裝置，控制環路中的所有間隙均有利地得到消除。與現有設計相