电动液压阀门的故障隔离和恢复程序制造技术

公开一种用于隔离电动液压系统中的故障或被阻塞工作端口的方法。在一个步骤中，将系统泵设置为第一预定压力，并且命令阀门组件到达中心位置。在另一个步骤中，记录所述阀门的中心位置。在一个步骤中，打开所述阀门组件以便将与所述阀门关联的工作端口置于与所述泵流体连通，此后记录所述阀门的第一末端位置、第一工作端口压力和第一泵供给压力。在另一个步骤中，打开所述阀门组件以便将所述工作端口放置到储油箱，此后记录所述阀门的第二末端位置和与所述工作端口关联的流体压力。然后可以分析所记录和测量的数据，以便标识故障状况或被阻塞工作端口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动液压阀门的故障隔离和恢复程序相关申请本申请于2013年12月23日提交作为PCT国际专利申请，并且要求2012年12月26日提交的序列号为61/745,947的美国专利申请的优先权，该美国专利申请的公开内容在此全部引入作为参考。
技术介绍
诸如叉车、轮式装载机、履带式装载机、挖掘机、挖沟机、推土机和伸缩臂叉车之类的工作机器众所周知。工作机器可以用于移动材料，例如货盘、污物和/或杂物。工作机器通常包括连接到工作机器的工作器械(例如，叉子)。附接到工作机器的工作器械通常由液压系统提供动力。液压系统可以包括液压泵，其由诸如柴油机之类的原动机提供动力。工作机器通常具备依赖于多个输入和输出的电子控制系统，例如压力传感器、位置传感器和阀门致动器。在此类电动液压系统中，对此类组件的更多依赖导致系统故障的发生率增加。这些系统依赖于传感器的准确性以便实现准确的流量控制，并且当传感器不准确时，可以危及其它系统功能和控制性能。尽管可以检测许多此类故障，但故障通常难以标识或隔离，这由于电动液压系统的复杂性所致。因此，需要继续针对故障隔离改进诊断措施。此外，如果致动器未处于安全状态，例如当工作机器将负载悬挂在地面之上时，则某些故障隔离协议的执行能够很危险。因此，有时需要在运行此类诊断之前，将工作机器置于安全状态。还需要在标识被阻塞工作端口以及在标识之后免除阻塞的方面的改进。
技术实现思路
公开一种用于隔离电动液压系统中的故障或被阻塞工作端口的方法。在一个步骤中，将系统泵设置为第一预定压力，并且命令阀门组件到达中心位置。在另一个步骤中，记录所述阀门的中心位置。在一个步骤中，打开所述阀门组件以便将与所述阀门关联的工作端口置于与所述泵流体连通，此后记录所述阀门的第一末端位置、第一工作端口压力和第一泵供给压力。在另一个步骤中，打开所述阀门组件以便将所述工作端口放置到储油箱，此后记录所述阀门的第二末端位置和与所述工作端口关联的流体压力。然后可以分析所记录和测量的数据，以便标识所述故障状况或被阻塞工作端口。还公开一种用于隔离电动液压系统中的被阻塞工作端口的方法。一个步骤涉及配置与致动器的相对端关联的第一阀门和第二阀门，以便根据所述致动器的操作状态在流量控制操作模式和压力控制操作模式之间切换，其中在同一时间，所述阀门中只有一个阀门处于压力控制模式并且所述阀门中只有一个阀门处于流量控制模式。另一个步骤涉及命令与致动器关联的第一阀门和第二阀门沿着第一方向移动所述致动器，以便将所述致动器置于被动状态或过度运转状态。所述方法还可以包括在所述流量控制操作模式下，将设计流速与针对所述阀门的所计算的流速相比较，并且在所述压力控制操作模式下，将系统压力设定点与针对所述阀门的所测量的工作端口压力相比较。还公开一种用于电动液压系统中的被阻塞工作端口的防污染方法。所述方法可以包括提供经由第一和第二工作端口与致动器的相对端关联的第一阀门组件和第二阀门组件。所述方法还可以包括部分打开所述第一阀门组件，并且完全打开与所述致动器的第二端关联的第二阀门组件，以便将所述第二工作端口置于与系统泵流体连通。所述方法的一个步骤可以是在一段时间内缓慢增加所述系统泵的输出以达到最大输出，然后闭合所述第二阀门组件并使所述泵的输出缓慢下降。可以重复这些步骤，直到与所述第二阀门组件关联的所述工作端口摆脱阻塞，或者直到接收到停止上述程序的命令。附图说明参考以下附图描述非限制性和非穷举的实施例，这些附图不一定按比例绘制，其中在不同附图中相似的参考标号指相似的部件，除非另外指定。这些附图是：图1是具有作为根据本公开原理的各方面的实例的特性的控制架构的示意图；图2是可以针对其使用图1的控制架构的工作机器的透视图；图3是可以与图2的工作机器关联的液压系统和电子控制系统的示意图；图4是示出可以使用图2的工作机器实施的安全降低程序的过程流程图；图5是示出其中在故障隔离程序中将图3所示系统中的压力传感器确定为基准传感器的程序的过程流程图；图6是示出由图5所示程序产生的可能分析结果和对应操作的表；图7是图6所示表的继续；图8是示出其中可以隔离故障的程序的过程流程图；图9是图8所示程序的继续；图10是示出由图8和9所示程序产生的可能分析结果和对应操作的表；图11是可以与图3的液压系统一起使用的控制阀门组件的示意图；图12是示出用于隔离与可能与图3的液压工作电路相关的被卡提升阀门(poppet)关联的工作端口的程序的过程流程图；图13是示出用于释放与图3的液压电路关联的被卡阀门或提升阀门的程序的过程流程图。具体实施方式将参考附图详细描述不同实施例，其中在数个图中相似的参考标号表示相似的部件和组件。对不同实施例的引用并未将所附权利要求的范围限于这些实施例。此外，本说明书中给出的任何实例并非旨在进行限制，而仅是针对所附权利要求给出许多可能实施例中的一部分。总体架构概述本公开一般地涉及用于液压致动系统中的故障隔离方案。在某些实施例中，使用一种模块化和分布式的控制系统架构。通过使用模块化方法，所述系统可以降低复杂性并且可以提供增强的灵活性。通过使用具有重叠和冗余故障检测策略的分布式架构，增强故障隔离。包括在所述系统中的控制器包括过程和非瞬时性存储介质或存储器，例如RAM、闪存驱动器或硬盘驱动器。存储器用于存储可执行代码、操作参数和来自操作员接口的输入，而处理器用于执行所述代码。图1示出根据本公开原理的实例故障检测、隔离和重新配置(FDIR)架构20。FDIR架构20(也可以被称为控制系统20)适合于提供车辆(例如工程车辆)的液压致动系统的控制。在一个实例实施例中，FDIR架构20可以用于控制工作机器或轮式装载机22(参见图2)的液压致动系统。FDIR架构20包括监督控制器24，其适合于与轮式装载机22的主控制器26对接。监督控制器24处于液压致动系统的监督控制级别。例如，监督控制器24监督在FDIR架构20的节点级别的多个控制节点(例如控制模块、控制子系统等)，并且与这些控制节点对接。配置FDIR架构20以便所有节点通过监督控制器24返回报告。在某些实施例中，节点之间没有直接交叉通信。相反，节点与用于协调不同节点的操作的监督控制器24垂直对接。如图1中所示，节点可以包括泵控制节点28、倾斜油缸控制节点30、升降油缸控制节点32、悬臂系统控制节点34、油箱控制单元节点36以及一个或多个其它辅助节点38。用于应用重新校准程序的实例车辆图2示出作为可以应用本公开各方面的一种工程车辆的实例的轮式装载机22。轮式装载机包括在车轮54上支撑的底架或框架52。在框架52上支撑驾驶室56。支臂58可枢转地连接到框架52。升降油缸60用于相对于框架52向上和向下枢转支臂58。铲斗62可枢转地安装在支臂58的端部处。倾斜油缸64用于相对于支臂58枢转铲斗62。实例架构示意图图3示出适合于用于控制轮式装载机22的液压致动系统的系统架构的示意图。所述架构包括监督控制器24，其与泵控制节点28、倾斜油缸控制节点30、升降油缸控制节点32、悬臂系统控制节点34以及油箱控制单元节点36(辅助节点未被示出)对接。泵控制节点28控制满足倾斜油缸控制节点30、升降油缸控制节点32和悬臂系统控制节点34的流量和压力要求所需的液压流体压力和流速。油箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于隔离电动液压系统中的故障状况或被阻塞工作端口的方法，所述方法包括：(a)将系统泵设置为第一预定压力；(b)命令阀门组件到达中心位置；(c)记录所述阀门的中心位置(xc)；(d)打开所述阀门组件以便将与所述阀门关联的工作端口置于与所述泵流体连通；(e)记录所述阀门的第一末端位置(xp)、第一工作端口压力(P1)和第一泵供给压力(Ps)；(f)打开所述阀门组件以便将所述工作端口放置到储油箱；(g)记录所述阀门的第二末端位置(xt)和与所述工作端口关联的流体压力(Plow)；(h)分析所记录和测量的数据，以便标识所述故障状况或被阻塞工作端口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.26 US 61/745,9471.一种用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，所述方法包括：i.将系统泵设置为第一预定压力；ii.命令阀门组件到达中心位置；iii.记录所述阀门组件的中心位置(xc)；iv.打开所述阀门组件以便将与所述阀门组件关联的工作端口置于与所述系统泵流体连通；v.记录所述阀门组件的第一末端位置(xp)、第一工作端口压力(P1)和第一泵供给压力(Ps)；vi.打开所述阀门组件以便将所述工作端口放置到储油箱；vii.记录所述阀门组件的第二末端位置(xt)和与所述工作端口关联的流体压力(Plow)；viii.通过以下操作分析所记录和测量的数据以便标识所述故障状况：将所记录的中心位置(xc)、所记录的第一末端位置(xp)以及所记录的第二末端位置(xt)值与彼此相比较以及与针对所述中心位置、第一末端位置以及第二末端位置的所存储的初始位置值相比较；以及将所记录的第一工作端口压力(P1)与所记录的第一泵供给压力(Ps)相比较。2.根据权利要求1的用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，进一步包括以下步骤：i.将所述系统泵设置为第二预定压力；ii.打开所述阀门组件以便将所述工作端口置于与所述系统泵流体连通；以及iii.测量第二工作端口压力(P2)和与所述系统泵关联的第二系统泵压力(Ps2)。3.根据权利要求2的用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，进一步包括以下步骤：i.记录所述第二工作端口压力(P2)和所述第二系统泵压力(Ps2)；ii.将所述系统泵设置为第三预定压力；iii.打开所述阀门组件以便将所述工作端口置于与所述系统泵流体连通；以及iv.测量第三工作端口压力(P3)和与所述系统泵关联的第三系统泵压力(Ps3)。4.根据权利要求2的用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，其中分析所记录和测量的数据的步骤包括：i.将所述第二工作端口压力(P2)与所述第二系统泵压力(Ps2)相比较。5.根据权利要求4的用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，其中分析所记录和测量的数据的步骤包括：i.将所记录的第一工作端口压力(P1)与所述第二系统泵压力(Ps2)相比较。6.根据权利要求3的用于隔离电动液压系统中的故障状况的方法，其中分析所记录和测量的数据的步骤包括：i.将所述第三工作端口压力(P3)与所述第三系统泵压力(Ps3)相比较。7.根据权利要求6的用于隔离电动液压系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·B·拉诺，V·V·马胡尔卡，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US