用于估计传感器输出的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于估计传感器输出的系统。具体地，用于确定来自可变排量液压泵的估计输出的系统包括原动机、转矩传感器、压力传感器和排量传感器。控制器被构造成确定来自原动机的输出转矩，基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩，基于信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输出。控制还被构造成确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效，并且基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排量传感器之一的输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个的估计输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及一种用于估计传感器输出的系统，并且更具体地，涉及一种确定与可变排量液压泵相关的传感器的输出的估计的系统。
技术介绍
许多不同类型的机器采用液压系统来操作作业工具和静液压驱动器。这些机器的例子包括挖掘机、反铲机、装载机、托运卡车和多种其他机器。机器通常包括多个传感器，并使用闭环反馈系统来监视机器内的多种系统的操作。由于机器的复杂性和尺寸并防止不希望或未控制的操作，系统通常被构造成在压力或排量传感器失效时关断或显著减小机器的性能。在这种情况下，在等待不工作传感器更换的同时，损失了生产率。美国专利No.8,548,661公开一种具有发动机的混合液压挖掘机，发动机具有连接到发动机的可变排量液压泵和马达发电机。控制器进行操作以便使用算法基于供应到泵的泵电流和泵排放压力确定液压泵的计算值，并基于假设压力误差修正算法中使用的液压泵特征参数。控制器进一步使用修正的液压泵特征参数计算假设液压压力修正输出，并且基于假设液压压力修正输出控制马达发电机的操作。以上背景的讨论只意图帮助读者。不旨在限制这里描述的创新，也不限制或夸张所讨论的现有技术。因此，以上讨论不应该指明现有技术系统的任何特定元件不适用于与这里描述的创新一起使用，也不意图指明任何元件在实施这里描述的创新中是重要的。这里描述的创新的实施和应用通过所附权利要求限定。
技术实现思路
在一个方面，用于确定来自可变排量液压泵的估计输出的系统包括操作地连接成驱动可变排量液压泵的原动机、用于产生指示来自原动机的输出转矩的转矩信号的转矩传感器、用于产生指示来自可变排量液压泵的输出压力的压力信号的压力传感器以及用于产生指示可变排量液压泵的排量的排量信号的排量传感器。控制器被构造成接收来自转矩传感器的转矩信号，确定来自原动机的输出转矩，基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩，并接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号。控制器进一步被构造成基于信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输出，确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效，并基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排量传感器之一输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个的估计输出。在另一方面，确定来自可变排量液压泵的估计输出的控制器实施的方法包括提供可变排量液压泵，提供用于产生指示来自可变排量液压泵的输出压力的压力信号的压力传感器，并提供用于产生指示可变排量液压泵的排量的排量信号的排量传感器。该方法还包括接收来自转矩传感器的指示来自原动机的输出转矩的转矩信号，基于转矩信号确定来自原动机的输出转矩，基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩，并接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号。该方法还包括基于信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输出，确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效，并且基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排量传感器之一的输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个的估计输出。在又一方面，机器包括可变排量液压泵、操作地连接成驱动可变排量液压泵的原动机、用于产生指示来自原动机的输出转矩的转矩信号的转矩传感器、用于产生指示来自可变排量液压泵的输出压力的压力信号的压力传感器和用于产生指示可变排量液压泵的排量的排量信号的排量传感器。控制器被构造成接收来自转矩传感器的转矩信号，确定来自原动机的输出转矩，基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩并接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号。控制进一步被构造成基于信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输出，确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效，并基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排量传感器之一的输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个的估计输出。附图说明图1图示包括根据本专利技术的传感器输出估计系统并与相邻目标车辆在一起的液压挖掘机的侧视图；图2图示图1的液压挖掘机的控制系统的简化示意图；图3图示图1的液压挖掘机的液压动力系统的简化示意图；图4图示图1的液压挖掘机的传感器输出估计系统的框图，描绘所有可能的输入和输出；图5图示图4的的框图，其中一个泵输入传感器不能操作；以及图6图示根据本专利技术的传感器输出估计过程的流程图。具体实施方式图1图示诸如挖掘机的示例性机器10，其具有协作以执行诸如从挖掘地点100挖掘土方材料并将其装载到诸如托运机器110的附近目标的操作的多个系统和部件。机器10可包括摆动构件或平台11、底架12、原动机13和包括诸如铲斗的作业器具或工具15的执行系统14。其他类型的作业器具也可使用。平台11可转动地布置在底架12上并包括操作者站16，操作者可以从中控制机器10的操作。平台11相对于底架12的转动可通过摆动马达17实现(图3)。底架12可以是用于一个或多个地面接合牵引装置的结构支承件。地面接合牵引装置可包括被构造成允许机器10在作业表面上平移运动的一个或多个履带18。替代地，地面接合牵引装置可包括轮、带或本领域已知的其他牵引装置。原动机13可提供用于机器10操作的动力。原动机13可体现为燃烧发动机，诸如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料供能发动机(例如天然气发动机)或本领域已知的任何其他类型的燃烧发动机。原动机13可替代地体现为非燃烧的功率源，诸如燃料电池或诸如联接到马达的电池的功率存储装置。另外，如果希望，燃烧发动机和非燃烧功率源都可以作为进行操作以增加机器操作的效率的混合功率源。原动机13可提供转动输出到履带18，由此推进机器10。原动机13也可提供动力到机器10的其他系统和部件。执行系统14可包括被构造成运动负载的一个或多个连杆构件。在一个例子中，执行系统可包括动臂构件19、斗杆构件20和诸如铲斗的作业器具或工具15。动臂构件19的第一端(未示出)可枢转地连接到平台11，以使动臂构件相对于平台枢转或转动。动臂构件19的第二端22可枢转地连接到斗杆构件20的第一端23，以使斗杆构件相对于动臂构件枢转。作业器具或工具15的第一端26可枢转地连接到斗杆构件20的第二端25，以使工具相对于斗杆构件枢转或转动。连杆构件可在大致正交于平台11的平面内平移或转动。连杆构件可操作地连接到包括诸如液压缸的一个或多个致动器的致动器系统30。动臂构件19可通过一对动臂液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定来自可变排量液压泵的估计输出的系统，包括：可变排量液压泵；原动机，其操作地连接成驱动可变排量液压泵；转矩传感器，用于产生指示来自原动机的输出转矩的转矩信号；压力传感器，用于产生指示来自可变排量液压泵的输出压力的压力信号；排量传感器，用于产生指示可变排量液压泵的排量的排量信号；以及控制器，被构造成：接收来自转矩传感器的转矩信号；确定来自原动机的输出转矩；基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩；接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号；基于该信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输出；确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效；以及基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排量传感器之一的输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个的估计输出。

【技术特征摘要】
2015.01.16 US 14/599,2201.一种用于确定来自可变排量液压泵的估计输出的系统，包括：
可变排量液压泵；
原动机，其操作地连接成驱动可变排量液压泵；
转矩传感器，用于产生指示来自原动机的输出转矩的转矩信号；
压力传感器，用于产生指示来自可变排量液压泵的输出压力的
压力信号；
排量传感器，用于产生指示可变排量液压泵的排量的排量信号；
以及
控制器，被构造成：
接收来自转矩传感器的转矩信号；
确定来自原动机的输出转矩；
基于输出转矩确定到可变排量液压泵的输入转矩；
接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号；
基于该信号确定来自压力传感器和排量传感器之一的输
出；
确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效；以及
基于到可变排量液压泵的输入转矩和来自压力传感器和排
量传感器之一的输出确定来自压力传感器和排量传感器中的另一个
的估计输出。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于产生指示压力传感
器的操作状态的压力状态信号的压力状态传感器和用于产生指示排
量传感器的操作状态的排量状态信号的排量状态传感器，并且控制
器还被构造成基于来自压力状态传感器和排量状态传感器之一的状
态信号确定压力传感器和排量传感器中的另一个的失效。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，控制器进一步被构造成
只在确定压力传感器和排量传感器中的唯一一个的失效时确定估计
输出。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被构造成
基于来自原动机的输出转矩与风扇泵损失的估计和充量泵损失的估
计一起确定到可变排量液压泵的输入转矩。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被构造成
基于可变排量液压泵的泵效率因子的估计确定来自压力传感器和排
量传感器中的另一个的估计输出。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括第二可变排量液压泵；
第二传感器，用于产生指示来自第二可变排量液压泵的输出转
矩的第二信号；以及
控制器进一步被构造成：
接收来自第二传感器的第二信号；
基于第二信号确定第二可变排量液压泵的输出转矩；
进一步基于来自第二可变排量液压泵的输出转矩确定估计
输出。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，控制器进一步被构造成
基于第二可变排量液压泵的第二泵效率因子的估计确定估计输出。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括通过原动机驱动的第二
可变排量液压泵；
第二压力传感器，用于产生指示来自第二可变排量液压泵的第
二输出压力的第二压力信号；
第二排量传感器，用于产生指示第二可变排量液压泵的第二排
量的第二排量信号；以及
控制器进一步被构造成：
接收来自第二压力传感器的第二压力信号；
基于来自第二压力传感器的第二压力信号确定来自第二可
变排量液压泵的第二输出压力；
接收来自第二排量传感器的第二排量信号；
基于来自第二排量传感器的第二排量信号确定第二可排量
液压泵的第二排量；以及
进一步基于来自第二压力传感器的输出和来自第二排量传
感器的输出确定估计输出。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，控制器进一步被构造成
基于第二可变排量液压泵的第二泵效率因子的估计确定估计输出。
10.根据权利要求8所述的系统，还包括用于产生指示第二压力
传感器的操作状态的第二压力状态信号的第二压力状态传感器和用
于产生指示第二排量传感器的操作状态的第二排量状态信号的第二
排量状态传感器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，控制器进一步被构造
成只在确定压力传感器、排量传感器、第二压力传感器和第二排量
传感器中的唯一一个失效时确定估计输出。
12.根据权利要求10所述的系统，还包括操作地连接到原动机
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·安查，A·M·埃格尔加，H·杜，T·佐佐木，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US