[发明专利]能连续调整的液压阀门装置的操控方法和液压阀门装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于操控能够连续调整的液压阀门装置的方法和用于实施该方法的液压阀门装置。

背景技术

能够连续调整的液压阀门装置用于控制压力介质体积流。通常为此使用能够按比例调整的阀门，其阀门机构被设计成能够液压或电气地连续调整，以便设定压力介质体积流的流通断面。在能够电气调整的比例调节阀中能够利用脉冲宽度调制(PWM)来设定操作磁体上的电流。脉冲宽度调制的频率在此方面设定得小于阀门的最大切换频率调整。PWM脉冲在操作磁体的线圈内修整成平均值。阀芯通过弹簧而逆向于操作磁体的作用方向地得到加载。调整时出现的弹簧力相当于弹簧并从而阀芯所经过的与电流相应的行程的力。弹簧这样设计，使其在最大程度通电时能够调整到相当于阀芯最大打开位置的位置中。

最近几年开创了所谓的数字液压系统，其中取代比例调节阀使用通过脉冲按照PWM形式操控的切换阀。概念“切换阀”在这里特别是指具有可运动的阀门机构的阀门，该阀门机构借助弹簧向基本位置(例如关闭)的方向上预紧并能够调整到切换位置(例如打开)上。该切换位置通过对操作磁体通电而占据。在此方面的前提是，在额定通电时将阀门机构向基本位置的方向上预紧的弹簧与操作磁体的力相比非常小，从而仅需要比较短的时间(对于快速切换阀来说2ms)来在向操作磁体施加电流后将切换阀转换到切换位置。

通过选择脉冲频率和脉冲持续时间于是就能够通过这种切换阀类似于在能够按比例调整的阀门中那样设定压力介质体积流。

能够按比例调整的方向阀的功能于是就能够通过连接多个这种切换阀实现。这种解决方案例如在WO2002/086327A1中有所展示。

相对于采用能够按比例调整的方向阀的传统解决方案，这种数字技术的优点在于，由于使用结构比较简单、尽可能构造相同的切换阀而需要比较少的成本开支。另一个优点在于，通过使用以座阀技术构成的切换阀能够实现相对于得到操控的负载的无泄漏地闭锁。通过使用这种切换阀，确定从泵到负载或从该负载到储箱的压力介质体积流的控制边缘能够彼此独立得到操控，从而通过独立操作能够避免例如由于同时和快速关闭压力和储箱接口而在储箱管道内出现空穴作用。通过控制边缘的独立性同样能够优化能耗。数字液压系统的另一个优点在于，通过用多个切换阀塑造多向阀来使得这些切换阀中单个的故障能够通过相应操控其他切换阀而尽可能地得到补偿，从而由此对功能仅产生很小的局限性，而在能够按比例调整的方向阀失灵时后果则要严重得多。

数字液压系统中使用的切换阀此外的优点是，它们在比较小和比较大的控制信号下在动态方面具有基本相同的特性。传统的方向阀在比较大的控制信号下比在比较小的控制信号下具有明显较小的动态。

数字液压系统的基础在文章“A novel model for optimized development and application of switching valves in closed loop control”，2011年11月第12卷第3章，www.fluidpower.net中有所公开，从而在该基础方面参阅上述文章。

该公开文献中还介绍了按照弹道式的脉冲宽度调制操控切换阀。弹道式工作方式的通常定义在于，脉冲如此短，以致于由此操控的阀门从其弹簧预紧的基本位置实施打开升程，但在未到达其完全切换的打开位置情况下就重新返回关闭的基本位置。也就是说，弹道式的操控脉冲具有高于各切换阀最大切换频率的PWM基频。

之前尝试表明，产生的切换脉冲在体积流量较大的情况下示有明显的缺点。发明内容

与此相对本发明的目的在于，提供用于操控能够连续调整的液压阀门装置的方法和能够连续调整的液压阀门装置，通过其能够更精确和连续地设定预先确定的压力介质体积流。

该目的在方法方面通过权利要求1的特征组合并且在阀门装置方面通过并且权利要求8的特征组合得以实现。

本发明具有优点的改型是从属权利要求的主题。

依据本发明的方法用于操控能够连续调整的液压阀门装置，该阀门装置具有电气操作的切换阀，其操作磁体按照脉冲宽度调制(PWM)的形式得到操控，以便将阀门机构从基本位置带入切换位置。依据本发明，脉冲持续时间在脉冲宽度调制期间能够根据阀门机构的工作参数例如所达到的最终位置改变。

通过这种操控策略能够这样操控切换阀，从而出现几乎连续的阀门流通断面，从而能够以高精度和非常小的装置技术开支设定压力介质体积流。

在起初所述的采用恒定脉冲宽度调制的解决方案中，不能或只能不足够地设定这种连续的打开。