BR102016004610B1

BR102016004610B1 - Método de calibração para uma válvula eletro-hidráulica, e, sistema de calibração da válvula eletro-hidráulica

Info

Publication number: BR102016004610B1
Application number: BR102016004610-6A
Authority: BR
Inventors: Aaron R. Kenkel
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2022-10-04
Also published as: US20160290523A1; BR102016004610A2; US9611950B2

Abstract

MÉTODO DE CALIBRAÇÃO PARA UMA VÁLVULA ELETRO-HIDRÁULICA, E, SISTEMA DE CALIBRAÇÃO DA VÁLVULA ELETRO-HIDRÁULICA. Um sistema de calibração de válvula e um método são descritos por uma válvula eletro- hidráulica tendo lados a montante e a jusante. Uma corrente da válvula controla o tamanho do orifício da válvula que conecta os lados a montante e a jusante. O método de calibração inclui abrir a válvula, interrompendo o sistema para evitar as mudanças de volume, e fechar a válvula com pressões a montante e a jusante substancialmente equalizadas; em seguida aumentando a pressão a montante, e encontrar uma corrente de calibração que proporciona um tamanho de orifício de calibração através da válvula por monitoramento de pressão a jusante. Encontrar uma corrente de calibração pode incluir transicionar através das correntes de controle de válvula, sensorear pressões a jusante, e calcular tamanhos de orifício transitórios até que o tamanho do orifício transitório calculado seja maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração. Encontrar uma corrente de calibração pode incluir realizar uma calibração grosseira seguida por uma calibração mais fina. Uma compensação pode ser calculada para uma característica de válvula relativa à corrente de controle de válvula para tamanho (...).

Description

Campo da Descrição

[001] A presente invenção refere-se à calibração de uma válvula eletro-hidráulica, e mais particularmente, à calibração de uma corrente de controle de válvula que controla um tamanho de orifício através de uma válvula eletro-hidráulica.

Fundamentos

[002] Em um sistema eletro-hidráulico (EH), uma válvula controlada eletronicamente é tipicamente concebida para ter uma certa característica de controle de corrente. Em outras palavras, a corrente que é acionada para o solenoide de controle de válvula diretamente ou indiretamente deslocará o enrolamento da válvula. O enrolamento pode requerer uma certa quantidade mínima de deslocamento antes de entrar no sua faixa de medição, que é a faixa na qual o fluido começa a escoar através da válvula. Este deslocamento do enrolamento, e a corrente requerida para obter este deslocamento, muitas vezes são projetados para ocorrer em um ponto específico. No entanto, devido a tolerâncias de fabricação, a imprecisão desta "partida de fluxo" ou deste ponto de "ruptura" pode não ser adequada para uma aplicação particular.

[003] A área de abertura ou de orifício permitindo o fluxo de fluido através de uma válvula eletro-hidráulica é controlada por uma corrente de válvula. Uma válvula eletro-hidráulica tem uma faixa de medição dependente de corrente entre uma corrente de ruptura e uma corrente de saturação. A corrente de ruptura é o valor de corrente da válvula no qual o orifício da válvula é muito ligeiramente aberto permitindo um fluxo muito pequeno de fluido através da válvula. A corrente de saturação é o valor de corrente da válvula no qual o orifício da válvula é completamente aberto, permitindo o fluxo máximo de fluido através da válvula. A corrente de válvula relativa a característica de controle de corrente de válvula para tamanho do orifício da válvula pela faixa de medição é geralmente bem caracterizada. Uma característica de controle de corrente de válvula abastecedora é tipicamente proporcionada com uma válvula pelo abastecedor. A característica de controle de corrente da válvula abastecedora é normalmente precisa em forma, mas muitas vezes precisa ser compensada para explicar variações entre as válvulas, por exemplo, variações na fabricação, tolerâncias de usinagem, etc., e impactos de ambientes de válvula.

[004] Uma rotina de calibração da válvula pode ser implementada para estimar uma partida de ponto de fluxo ou ponto de ruptura para usar como uma compensação para a característica de controle de válvula abastecedora. Um método envolve um sistema com uma bomba hidráulica de sendoreamento de carga onde a partida do ponto de válvula pode ser determinada observando a pressão de saída da bomba, enquanto a função hidráulica a jusante da válvula está em uma condição parada. Neste cenário, a ruptura da válvula induz um sinal de sensoreamento de carga que aciona a bomba até a pressão. No entanto, este método não pode ser utilizado para a calibração de um sistema de eletro-hidráulico usando uma bomba como um deslocamento controlado eletronicamente.

[005] Seria desejável ter um sistema e um método de calibração da válvula para calibrar uma válvula eletro-hidráulica, que tem uma maior estabilidade e capacidade de repetição, e que também podem ser utilizados para bombas com deslocamento controlado eletronicamente.

Sumário

[006] Um método de calibração é descrito para uma válvula eletro- hidráulica em um sistema de eletro-hidráulico acionado por uma bomba, em que a válvula eletro-hidráulica tem um lado a montante entre a bomba e a válvula eletro-hidráulica e um lado a jusante no lado oposto da válvula eletro- hidráulica da bomba. Uma corrente de controle de válvula controla um tamanho de orifício através da válvula eletro-hidráulica que conecta o lado a montante ao lado a jusante. O método de calibração inclui abrir a válvula eletro-hidráulica, parando o sistema eletro-hidráulico para evitar mudanças de volume no sistema eletro-hidráulico durante a calibração, fechando a válvula eletro-hidráulica com os lados a montante e a jusante da válvula eletro- hidráulica substancialmente equalizados, a uma pressão de equalização, aumentando a pressão no lado a montante da válvula eletro-hidráulica a uma pressão aumentada, utilizando a bomba, e encontrando uma corrente de controle de válvula de calibração que proporciona um tamanho de orifício de calibração através da válvula eletro-hidráulica por monitoração da pressão no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. A pressão aumentada no lado a montante da válvula eletro-hidráulica depois de a válvula ser fechada é maior do que a pressão de equalização no lado a jusante da válvula. A bomba pode ter um deslocamento controlado eletronicamente.

[007] Encontrar uma corrente de controle de válvula de calibração pode incluir inicializar uma corrente transitória para um valor de corrente inicial, ajustando a corrente de controle de válvula para a válvula eletro- hidráulica para a corrente transitória para uma duração da transição, o sensoreamento da pressão no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica depois de ajustar a corrente de controle de válvula para a corrente transitória para a duração da transição, e calcular de um tamanho do orifício transitório através da válvula eletro-hidráulica com base na pressão sensoreada no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. Se o tamanho do orifício transitório calculado for menor do que o tamanho do orifício de calibração, em seguida, aumentando a corrente transitória por um acréscimo de corrente e repetindo o ajuste, sensoreamento e cálculo dos degraus para a corrente transitória aumentada. Se o tamanho do orifício transitório calculado é maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração, em seguida, usar a corrente transitória como a corrente de controle de válvula de calibração. A válvula eletro-hidráulica é fechada quando a corrente de controle de válvula for igual ao valor de corrente inicial. O cálculo de um tamanho de orifício transitório com base na pressão sensoreada no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica pode incluir a determinação de uma vazão através da válvula eletro-hidráulica com base na diferença de pressão sensoreada no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica antes e após o ajuste da corrente de controle de válvula para a corrente transitória para a duração da transição, e determinar o tamanho do orifício transitório da válvula eletro-hidráulica para a corrente transitória, utilizando a vazão determinada através da válvula eletro-hidráulica e a compressibilidade do fluido no sistema eletro-hidráulico. A válvula eletro-hidráulica pode ter uma característica de controle de corrente de válvula relativa à corrente de controle de válvula para o tamanho do orifício através da válvula eletro-hidráulica. O método de calibração também pode incluir calcular uma compensação de tabela para a característica de controle de corrente de válvula com base na corrente de controle de válvula de calibração que proporciona o tamanho do orifício de calibração. O cálculo de uma compensação de tabela para a característica de controle de corrente da válvula pode incluir o uso da característica de controle de corrente da válvula para determinar uma entrada de corrente de tabela para a corrente de controle de válvula que proporciona o tamanho do orifício de calibração, e computar a compensação de tabela como a diferença entre a entrada de corrente de tabela e a corrente de controle de válvula de calibração. O tamanho do orifício de calibração pode ser selecionado para reduzir impactos à tolerância de fabricação sobre o método de calibração.

[008] A vazão através da válvula eletro-hidráulica pode ser superior a zero por pelo menos um corrente transitória, antes de aumentar a corrente transitória para a corrente de controle de válvula de calibração. O método de calibração também pode incluir selecionar o valor de corrente inicial e a duração da transição para manter uma diferença de pressão entre o lado a montante e o lado a jusante da válvula eletro-hidráulica quando o tamanho do orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

[009] Encontrar uma corrente de controle de válvula de calibração pode incluir efetuar uma calibração grosseira e depois efetuar uma calibração mais fina. Efetuar uma calibração grosseira pode incluir partir de um valor de corrente grosseiro inicial e usar um acréscimo de corrente grosseiro para encontrar uma estimativa de corrente de controle grosseira. Efetuar uma calibração mais fina pode incluir partir de um valor de corrente mais fino inicial e usar um acréscimo de corrente mais fino para encontrar a estimativa de corrente de controle. O valor de corrente mais fino inicial pode ser selecionado com base na estimativa de corrente de controle grosseira, e o acréscimo de corrente mais fino pode ser menor do que o acréscimo de corrente grosseiro. A válvula eletro-hidráulica pode ser fechada quando a corrente de controle de válvula é igual ao valor de corrrente grosseiro inicial.

[0010] Executar uma calibração grosseira pode ainda incluir a inicializar a corrente de controle de válvula para o valor de corrrente grosseiro inicial, aplicando a corrente de controle de válvula para a válvula eletro- hidráulica a uma duração da transição grosseira, sensoreando a pressão no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica depois da aplicação da corrente de controle de válvula para a duração da transição grosseira, e calculando um tamanho do orifício transitório através da válvula eletro-hidráulica com base na pressão sensoreada no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. Se o tamanho do orifício transitório calculado é menor do que o tamanho do orifício de calibração, em seguida, a calibração grosseira pode também incluir o aumento da corrente de controle de válvula pelo aumento de corrente grosseiro e repetir as etapas de aplicação, sensoreamento e cálculo da calibração grosseira para a corrente de controle de válvula aumentada. Se o tamanho do orifício transitório calculado é maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração, em seguida, a calibração grosseira também pode incluir o ajuste da estimativa de corrente de controle grosseira para a corrente de controle de válvula.

[0011] Executar uma calibração mais fina pode ainda incluir inicializar a corrente de controle de válvula para a estimativa de corrente de controle grosseira menor que uma compensação de corrente, aplicar a corrente de controle de válvula para a válvula eletro-hidráulica para uma duração da transição mais fina, sensorear a pressão no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica após a aplicação da corrente de controle de válvula para a duração da transição mais fina, e calcular o tamanho do orifício transitório através da válvula eletro-hidráulica com base na pressão sensoreada no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. Se o tamanho do orifício transitório calculado for menor do que o tamanho do orifício de calibração, em seguida, a calibração mais fina pode também incluir aumentar a corrente de controle de válvula pelo acréscimo da corrente mais fina e repetir as etapas de aplicação, o sensoreamento e o cálculo da calibração mais fina para a corrente de controle de válvula aumentada. Se o tamanho do orifício transitório calculado é maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração, em seguida, a calibração mais fina pode também incluir ajustar a estimativa de corrente de controle para a corrente de controle de válvula.

[0012] O acréscimo de corrente grosseiro pode ser pelo menos o dobro do acréscimo da corrente mais fino. Depois de realizar a calibração de corrente grosseira e antes de realizar a calibração de corrente mais fina, o método de calibração pode incluir ainda equalizar as pressões sobre os lados a montante e a jusante da válvula eletro-hidráulica na pressão de equalização, fechando a válvula com as pressões a montante e a jusante equalizadas na pressão de equalização, e aumentando a pressão no lado a montante da válvula eletro-hidráulica para a pressão aumentada usando a bomba.

[0013] Um sistema eletro-hidráulico de calibração da válvula é descrito que inclui uma válvula eletro-hidráulica, uma bomba, um atuador hidráulico, os sensores de pressão a montante e a jusante e um controlador. A válvula eletro-hidráulica tem um orifício de tamanho variável. O tamanho do orifício através da válvula eletro-hidráulica é controlada por uma corrente de controle de válvula. O fluido escoa através do orifício de tamanho variável entre um lado a montante e um lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. A bomba está no lado a montante da válvula eletro-hidráulica. O atuador hidráulico está no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. A bomba bombeia o fluido do lado a montante através da válvula eletro-hidráulica para o lado a jusante. O sensor de pressão a montante sensoreia uma pressão do fluido a montante no lado a montante da válvula eletro-hidráulica. O sensor de pressão a jusante sensoreia uma pressão de fluido a jusante, no lado a jusante da válvula eletro-hidráulica. O controlador abre a válvula eletro- hidráulica, paraliza o atuador hidráulico e, em seguida, fecha a válvula eletro- hidráulica com as pressões de fluido a montante e a jusante a uma pressão de equalização. O controlador então ativa a bomba para aumentar a pressão de fluido a montante a uma pressão aumentada, e encontra uma corrente de controle de válvula de calibrage que proporciona um tamanho de orifício de calibração através da válvula eletro-hidráulica monitorando a pressão do fluido a jusante. A bomba pode ter um deslocamento controlado eletronicamente.

[0014] O controlador pode sequencialmente transicionar através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam até que a corrente de controle de válvula de calibração seja determinada. Em cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, o controlador pode sensorear a pressão de fluido a jusante e calcular um tamanho do orifício transitório através da válvula eletro-hidráulica com base na pressão a jusante sensoreada. O controlador pode determinar a corrente de controle de válvula de calibração com base na corrente de controle de válvula da transição onde o tamanho do orifício transitório calculado é maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração. O controlador pode calcular uma vazão através da válvula eletro-hidráulica com base em uma mudança na pressão do fluido a jusante sensoreada antes e depois de cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, e calcular o tamanho do orifício de transição usando a vazão calculada através da válvula eletro- hidráulica e uma compressibilidade do fluido. Uma característica de controle de corrente de válvula relativa à corrente de controle de válvula para o tamanho do orifício através da válvula eletro-hidráulica também pode ser usada. O controlador pode calcular um deslocamento de corrente de válvula para a característica de controle de corrente de válvula com base na corrente de controle de válvula de calibração e o tamanho do orifício de calibração. O deslocamento de corrente pode ser calculado como a diferença entre uma entrada de corrente de tabela na característica de controle de corrente de válvula para a corrente de controle de válvula que proporciona o tamanho do orifício de calibração e a corrente de controle de válvula de calibração.

[0015] O controlador pode começar em uma corrente de controle de válvula grosseira inicial e sequencialmente transição através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam até que uma estimativa de corrente de controle de válvula grosseira seja determinada, e, em seguida, começar com uma corrente de controle de válvula mais fina inicial e sequencialmente a transição através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam a um acréscimo de corrente mais fino até que o estimativa de corrente de controle da válvula de calibração seja determinada. O acréscimo de corrente mais fino pode ser menor do que o acréscimo de corrente grosseiro, e a corrente de controle de válvula mais fina inicial pode ser determinada com base na estimativa de corrente da válvula de controle grosseira. Em cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, o controlador pode sensorear a pressão de fluido a jusante e calcular um tamanho do orifício transitório através da válvula eletro- hidráulica com base na pressão a jusante sensoreada, e o controlador pode parar as transições sequenciais, quando o tamanho do orifício de transição calculado for maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

[0016] As características acima e outras serão evidentes a partir da descrição seguinte e dos desenhos anexos.

Breve descrição dos Desenhos

[0017] A descrição detalhada dos desenhos refere-se às figuras anexas nas quais:

[0018] A FIG. 1 ilustra um circuito hidráulico exemplificativo incluindo uma bomba, uma válvula, um atuador hidráulico e sensores de pressão; e

[0019] A FIG. 2 ilustra um método de calibração da válvula eletro- hidráulica exemplificativo.

Descrição detalhada

[0020] A área da abertura ou do orifício que permite o fluxo de fluido através de uma válvula eletro-hidráulica é controlada por uma corrente de válvula. Uma válvula eletro-hidráulica tem uma faixa de medição dependente de corrente entre uma corrente de ruptura, que abre ligeiramente o orifício da válvula, e uma corrente de saturação, que abre completamente o orifício da válvula. A característica de controle de corrente de válvula relativa à corrente de válvula para o tamanho do orifício da válvula através da faixa de medição, é geralmente bem caracterizada. Mesmo que a característica de controle de corrente de válvula abastecedora seja normalmente precisa em forma, muitas vezes precisa ser compensada para explicar variações entre válvulas, por exemplo, variações de fabricação, tolerâncias de usinagem, etc.

[0021] O sistema e o método de calibração da válvula utilizam certas condições dentro do sistema hidráulico, por exemplo, a pressão de fluido em ambos os lados a montante e a jusante da válvula sendo calibrada, e a temperatura do fluido. O sistema e o método de calibração da válvula também utiliza a relação entre a pressão e o volume quando o fluido é comprimido em um circuito parado, e a relação entre a pressão e o fluxo ao longo de um orifício hidráulico conhecido. O orifício muito pequeno conseguido pela corrente de ruptura é muito sensível a variações de fabricação, as tolerâncias de usinagem, as temperaturas do fluido, as forças de fluxo e vários outros fatores. Um tamanho do orifício da válvula pouco maior e o valor do fluxo para calibração podem ser utilizados para uma maior estabilidade, consistência e capacidade de repetição.

[0022] A Figura 1 ilustra um circuito hidráulico exemplificativo 100 incluindo uma bomba 110, uma válvula 120 e um atuador hidráulico 130. A válvula 120 tem um lado a montante 122 mais próximo da bomba 110 e um lado a jusante 124 mais próximo do atuador hidráulico 130. A bomba 110 bombeia fluido para o lado de entrada 122 da válvula 120 e, quando a válvula 120 é aberta o fluido escoa através da válvula 120 para o atuador hidráulico 130. Um trajeto de retorno também é mostrado a partir do atuador hidráulico 130 através da válvula 120 para um dissipador. O circuito hidráulico 100 inclui também três sensores de pressão 140, 142, 144. O primeiro sensor de pressão 140 monitora a pressão de fluido no lado de entrada 122 da válvula 120. O segundo sensor de pressão 142 monitora a pressão de fluido no lado a jusante 124 do válvula 120 no trajeto de fluido a jusante 152 que pode ser pressurizado para retrair o atuador hidráulico 130. O terceiro sensor de pressão 144 monitora a pressão do fluido no lado a jusante 124 da válvula 120 no trajeto de fluido a jusante 154, que pode ser pressurizado para estender o atuador hidráulico 130 no lado a jusante 124 da válvula 120.

[0023] A válvula 120 pode ser calibrada de forma independente para os dois trajetos de fluido 152, 154 que ela controla. O sensor de pressão apropriado 142, 144 correspondente ao trajeto de fluido 152, 154 que está sendo calibrado é usado para monitorar a pressão do fluido no lado a jusante 124 da válvula 120. O primeiro sensor de pressão 140 monitora a pressão do fluido no lado a montante 122 da válvula 120 durante a calibração para qualquer trajeto de fluido 152, 154. O seguinte procedimento de calibração exemplificativo focará na calibração da válvula 120 para trajeto do fluido 152 utilizando o segundo sensor de pressão 142 para monitorar a pressão do fluido no lado a jusante 124. O procedimento também pode ser realizadon para a calibração da válvula 120 para o trajeto do fluido 154 utilizando o terceiro sensor de pressão 144 para monitorar a pressão do fluido no lado a jusante 124.

[0024] Quando as pressões do fluido no lado a montante 122 e no lado a jusante 124 da válvula 120 (monitoradas por sensores de pressão 140 e 142, respectivamente) são conhecidas, então o fluxo através da válvula 120 pode ser calculado para um tamanho de orifício conhecido da válvula 120. Além disso, se o circuito hidráulico no lado a jusante 124 da válvula 120 é parado (isto é, nenhum trajeto para o fluido escoar, e nenhum potencial para a mudança de volume), então o volume de fluido adicional transferido através da válvula 120 pode ser calculado utilizando a seguinte equação compressibilidade de fluido:

[0025] em que P é o aumento de pressão de fluido no lado a jusante 124 da válvula 120, VINITIAL é o volume de fluido inicial sobre o lado a jusante 124 da válvula 120, MÓDULO VOLUMÉTRICO é uma medida da resistência do fluido para compressão, e VADICIONAL é o volume de fluido adicional transferido através da válvula. Se é observada por um período de tempo, esta transferência de volume de fluido representa uma vazão:

em que Q é o fluxo de massa através da válvula 120.

[0026] O fluxo de massa Q também pode ser calculado utilizando a seguinte equação do orifício:

em que CD é o coeficiente de descarga, A é a área do orifício através da válvula 120, FP é a diferença de pressão entre os lados a montante g c jwucpVg fc xálxwlc 342. g p fi c fgpukfcfg fq flwkfqo

[0027] A definição das equações de fluxo de massa (2) e (3) em condições de igualdade e rearranjo fornece:

que relaciona o aumento da pressão do fluido no lado a jusante 124 da válvula 120 para a área do orifício da válvula 120. Assim, um tamanho do orifício para a válvula 120 pode ser calculado por monitoração da mudança da pressão a jusante. Encontrar uma área de ruptura da válvula 120 permite uma determinação da partida do ponto de fluxo, se o resto da característica de válvula é compreendida.

[0028] A Figura 2 ilustra um método de calibração da válvula eletro- hidráulica exempificativo 200 que será descrito com referência ao circuito hidráulico exemplificativo da Figura 1.

[0029] No bloco 202, as pré-condições de calibração são ajustadas, que podem incluir, por exemplo, ajustar um modo de desempenho desejado, a velocidade do motor, envolvendo um freio de estacionamento de um veículo, verificando a temperatura do fluido hidráulico, etc. No bloco 204, a pressão hidráulica é ajustada para uma pressão inicial, por exemplo, 20.000 quilopascal (kPa).

[0030] No bloco 206, a válvula hidráulica 120 é aberta e o atuador hidráulico 130 é parado, de modo que não exista um trajeto para o fluido escoar, e nenhum potencial para mudança de volume no lado a jusante 124 da válvula 120. No bloco 208 , a válvula hidráulica 120 é aberta e a pressão em ambos os lados a montante 122 e a jusante 124 da válvula hidráulica 120 são equalizados na pressão de equalização inicial. Dependendo do tempo que o operador segura a alavanca para parar o atuador hidráulico 130, a equalização da pressão do bloco 208 pode ser realizada no bloco 206, combinando de forma eficaz os blocos 206 e 208 para abrir a válvula hidráulica 120 no tempo suficiente para parar o atuador hidráulico 130 e equalizar as pressões nos lados a montante e a jusante 122, 124 da válvula hidráulica 120.

[0031] No bloco 210, a válvula 120 é fechada com substancialmente a mesma pressão de equalização no lado a montante 122 e no lado a jusante 124 da válvula hidráulica 120. No bloco 212, com a válvula 120 fechada, a pressão sobre o lado a montante 122 da válvula 120 é elevada para uma pressão aumentada, por exemplo, de 30.000 kPa, criando uma diferença de pressão entre o lado a montante 122 e o o lado a jusante 124 da válvula hidráulica 120.

[0032] Os blocos 214-220 realizam uma calibração grosseira para determinar uma estimativa grosseira do corrente de válvula que cria uma área de orifício da válvula de calibração. No bloco 214, a corrente de válvula é ajustada para um valor de corrente grosseiro inicial, por exemplo de 250 miliamperes (mA). No bloco 216, a corrente de válvula é aplicada à válvula para uma duração de tempo grosseira, por exemplo de 500 milissegundos (ms) e a mudança na pressão sobre o lado a jusante 124 da válvula 120 é calculada. A mudança de pressão pode ser calculada como a diferença de pressão e a leitura do sensor de pressão 142 antes e depois de aplicar a corrente de válvula para o tempo de duração grosseiro. No bloco 218, é determinado se a mudança de pressão é menor que um limiar de mudança de pressão, por exemplo de 500 kPa. O limiar de mudança de pressão é a mudança de pressão associada com a área do orifício da válvula de calibração usando a equação (4). Se a mudança de pressão é menor do que o limiar de mudança de pressão, então no bloco 220 a corrente da válvula é aumentada por um transição da corrente grosseira, por exemplo, 10 mA, e a calibração grosseira continua de volta ao bloco 216. Se a mudança de pressão for maior do que ou igual ao limiar de mudança de pressão, em seguida, a calibração grosseira é completa e controle vai para o bloco 226.

[0033] No bloco 226, a válvula hidráulica 120 é fechada. Em seguida, no bloco 228, a bomba 110 é ativada para levar a pressão no lado a montante 122 da válvula 120 de volta para a pressão de fluido inicial. No bloco 230, a válvula hidráulica 120 é aberta e as pressões sobre o lado a montante 122 e o lado a jusante 124 da válvula hidráulica 120 são equalizadas na pressão de equalização inicial. No bloco 232, a válvula 120 é fechada com substancialmente a mesma pressão de equalização no lado a montante 122 e no lado a jusante 124 da válvula hidráulica 120. No bloco 234, com a válvula 120 fechada, a pressão sobre o lado a montante 122 da válvula 120 é elevada para a pressão aumentada criando uma diferença de pressão entre o lado a montante 122 e o lado a jusante 124 da válvula hidráulica 120.

[0034] Em uma forma de realização alternativa do procedimento de calibração da válvula, os blocos 228-234 podem ser eliminados. Nesta forma de realização alternativa, o processo de calibração mais fina é iniciado no bloco 236 logo após a calibração grosseira ser concluída, no bloco 218.

[0035] Os blocos 236-242 realizam uma calibração mais fina para determinar uma estimativa mais fina da corrente de válvula que cria área do orifício da válvula de calibração. No bloco 236, a corrente da válvula é definida com um valor de corrente fino inicial. O valor de corrente inicial fino pode ser uma função da corrente de válvula final determinada na calibração grosseira, por exemplo, o valor de corrente fino inicial pode ser a corrente de válvula final determinada na calibração grosseira menos a transição de corrente grosseira. No bloco 238, a corrente de válvula é aplicada à válvula para uma duração de tempo mais fina e a mudança na pressão sobre o lado a jusante 124 da válvula 120 é calculada. A duração de tempo mais fina pode ser igual à duração de tempo grosseira. A mudança de pressão pode ser calculada como a diferença na leitura de pressão do sensor de pressão 142 antes e depois de aplicar a corrente de válvula para a duração de tempo mais fina. No bloco 240, é determinado se a mudança de pressão é menor do que o limiar de mudança de pressão. Se a mudança de pressão é menor do que o limiar de mudança de pressão, então no bloco 242, a corrente da válvula é aumentada por um transição de corrente mais fina, por exemplo 1 mA, e a calibração mais fina continua de volta ao bloco 238. Se a mudança de pressão é maior do que ou igual ao limiar de mudança de pressão, em seguida, a calibração mais fina está completa e o controle vai para o bloco 250.

[0036] No bloco 250, a curva ou tabela característica de controle de corrente da válvula ou quadro relativa à corrente de válvula para o tamanho do orifício de válvula através da faixa de medição (entre a corrente de ruptura e a corrente de saturação) é compensada pela diferença entre a corrente de válvula na característica de controle de corrente de válvula abastecedora para a área do orifício da válvula de calibração e a corrente da válvula após a conclusão da calibração mais fina para a área do orifício da válvula de calibração.

[0037] O método exemplificativo da Figura 2 ilustra dois procedimentos de calibração, um procedimento de calibração grosseira seguido por um procedimento de calibração mais fina. O método pode utilizar qualquer número de procedimentos de calibração. Por exemplo, um procedimento de calibração pode ser realizado a uma transição ou resolução de calibração desejada, ou vários procedimentos de calibração podem ser realizados em resoluções ou transições de calibração finas e mais finas.

[0038] O procedimento de calibração não para normalmente na primeira elevação de pressão detectada (ver por exemplo blocos 216, 238), que seria a corrente de ruptura para a válvula. O procedimento de calibração prossegue geralmente várias transições para o faixa de medição da válvula para a área do orifício da válvula de calibração que proporciona um aumento de pressão calculado no lado a jusante da válvula dada a duração de tempo da corrente da válvula é aplicado e a diferença de pressão entre os lados a montante e a jusante da válvula. A pressão se eleva no lado a jusante da válvula depois de exceder a corrente de ruptura para a válvula pode ser levada em conta ao computar a diferença de pressão no lado a jusante da válvula ao longo da duração do tempo. O valor de corrente inicial e a duração da transição podem ser selecionados para manter uma diferença de pressão entre o lado a montante e o lado a jusante da válvula eletro-hidráulica durante todo o processo de calibração através de quando o tamanho do orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

[0039] Embora a descrição tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição anterior, tais ilustração e descrição são para serem consideradas como exemplificativas e não de caráter restritivo, entendendo-se que a(s) forma(s) de realização ilustrativa(s) têm sido mostradas e descritas e que todas as mudanças e modificações que estejam dentro do espírito da descrição, deseja-se proteger. Deve notar-se que formas de realização alternativas da presente descrição pode não incluir todas as características descritas e ainda beneficiar de, pelo menos, algumas das vantagens de tais características. Os habilitados na técnci podem facilmente conceber as suas próprias implementações que incorporam uma ou mais das características da presente descrição e caem dentro do espírito e escopo da presente invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Método de calibração para uma válvula eletrohidráulica (120) em um sistema eletrohidráulico (100), incluindo uma bomba (110) e um atuador hidráulico (130), a válvula eletrohidráulica (120) possuindo um lado a montante (122) mais próximo da bomba (110) e um lado a jusante (124) oposto ao lado a montante (122) mais próximo do atuador hidráulico (130), uma corrente de controle de válvula controlando um tamanho de orifício através daquela válvula eletrohidráulica (120) conectando o lado a montante (122) com o lado a jusante (124), o método de calibração caracterizado pelo fato de que compreende: abrir (206) a válvula eletrohidráulica (120); parar (206) o atuador hidráulico (130) para evitar mudanças de volume no sistema eletrohidráulico (100) durante a calibração; fechar (210) a válvula eletrohidráulica (120) com aqueles lados a montante e a jusante (122, 124) da válvula eletrohidráulica (120) equalizados substancialmente em uma pressão de equalização; aumentar (212) a pressão no lado a montante (122) da válvula eletrohidráulica (120) para uma pressão aumentada, utilizando a bomba (110), tal pressão aumentada sendo maior do que a pressão de equalização no lado a jusante (124) da válvula (120); e, encontrar uma corrente de controle de válvula de calibração que provê um tamanho de orifício de calibração através da válvula eletrohidráulica (120) monitorando-se pressão no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120).

2. Método de calibração de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que encontrar a corrente de controle de válvula de calibração compreende: inicializar (214) uma corrente transitória para um valor de corrente inicial, a válvula eletrohidráulica (120) sendo fechada quando aquela corrente de controle de válvula equaliza ao valor de corrente inicial; ajustar (214) a corrente de controle de válvula para a referida válvula eletrohidráulica (120) para a corrente transitória para uma duração da transição; sensorear (216) pressão no lado a jusante (124) daquela válvula eletrohidráulica (120) depois de ajustar a corrente de controle de válvula para a corrente transitória para a duração da transição; calcular (216) um tamanho de orifício transitório através daquela válvula eletrohidráulica (120) com base na pressão sensoreada no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120); e, se o tamanho de orifício transitório calculado for menor do que o tamanho de orifício de calibração (218), aumentar (220) a corrente transitória por um acréscimo de corrente e repetir as transições de ajuste, sensoreamento, e cálculo para a corrente transitória aumentada; se o tamanho de orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho de orifício de calibração (218), utilizar (218) a corrente transitória como a corrente de controle de válvula de calibração.

3. Método de calibração de acordo com a reivindicação 2, sendo caracterizado pelo fato de calcular (216) o tamanho de orifício transitório com base na pressão sensoreada no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120) compreender: determinar uma vazão através da válvula eletrohidráulica (120) com base na diferença de pressão sensoreada no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120) antes e depois de ajustar a corrente de controle de válvula para a corrente transitória para a duração da transição; e, determinar o tamanho de orifício transitório através da válvula eletrohidráulica (120) para a corrente transitória, utilizando a vazão determinada através da válvula eletrohidráulica (120) e uma compressibilidade do fluido no sistema eletrohidráulico (100).

4. Método de calibração de acordo com a reivindicação 3, sendo caracterizado pelo fato de que a válvula eletrohidráulica (120) apresenta uma característica de controle de corrente de válvula relativa à corrente de controle de válvula para o tamanho de orifício através da válvula eletrohidráulica (120); e em que o método de calibração compreende ainda: calcular (250) uma compensação de tabela para a característica de controle de corrente de válvula com base na corrente de controle de válvula de calibração que provê o tamanho de orifício de calibração.

5. Método de calibração de acordo com a reivindicação 4, sendo caracterizado pelo fato de que calcular (250) a compensação de tabela para a característica de controle de corrente de válvula compreende: utilizar a característica de controle de corrente de válvula para determinar uma entrada de corrente de tabela para a corrente de controle de válvula que provê o tamanho de orifício de calibração; e, computar aquela compensação de tabela como a diferença entre a entrada de corrente de tabela e a corrente de controle de válvula de calibração.

6. Método de calibração de acordo com a reivindicação 4, sendo caracterizado pelo fato de que o tamanho de orifício de calibração é selecionado para reduzir impactos à tolerância de fabricação no método de calibração.

7. Método de calibração de acordo com a reivindicação 3, sendo caracterizado pelo fato de que a vazão através da válvula eletrohidráulica (120) é maior do que zero para pelo menos uma corrente transitória antes de aumentar a corrente transitória para a corrente de controle de válvula de calibração.

8. Método de calibração de acordo com a reivindicação 3, sendo caracterizado pelo fato de que compreende ainda: selecionar (218) o valor de corrente inicial e a duração da transição para manter uma diferença de pressão entre o lado a montante (122) e o lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120) quando o tamanho do orifício transitório calculado for maior ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

9. Método de calibração de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que encontrar a corrente de controle de válvula de calibração compreende: efetuar (214-220) uma calibração grosseira a partir de um valor de corrente grosseiro inicial e usando um acréscimo de corrente grosseiro para encontrar uma estimativa de corrente de controle grosseira; e, efetuar (236-242) uma calibração mais fina a partir de um valor de corrente mais fino inicial e usando um acréscimo de corrente mais fino para encontrar a estimativa de corrente de controle; dito valor de corrente mais fino inicial sendo selecionado baseado na estimativa de corrente de controle grosseira, e o acréscimo de corrente mais fino sendo menor do que o acréscimo de corrente grosseiro.

10. Método de calibração de acordo com a reivindicação 9, sendo caracterizado pelo fato de que a válvula eletrohidráulica (120) é fechada quando a corrente de controle de válvula equaliza ao valor de corrrente grosseiro inicial, e em que executar a calibração grosseira compreende: inicializar (214) a corrente de controle de válvula para o valor de corrente grosseiro inicial; aplicar (216) a corrente de controle de válvula à válvula eletro- hidráulica (120) por uma duração da transição grosseira; sensorear (216) pressão naquele lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120) depois de aplicar a corrente de controle de válvula pela duração da transição grosseira; calcular (216) um tamanho de orifício transitório através daquela válvula eletrohidráulica (120) com base na pressão sensoreada no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120); e, se o tamanho de orifício transitório calculado for menor do que o tamanho de orifício de calibração (218), aumentar (220) a corrente de controle de válvula pelo acréscimo de corrente grosseiro e repetir transições de aplicação, sensoreamento, e cálculo da calibração grosseira para a corrente de controle de válvula aumentada; se o tamanho de orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho de orifício de calibração (218), definir (218) a estimativa de corrente de controle grosseira para a corrente de controle de válvula; e, em que executar a calibração mais fina compreende: inicializar (236) a corrente de controle de válvula para estimativa de corrente de controle grosseira menos uma compensação de corrente; aplicar (238) a corrente de controle de válvula à válvula eletro- hidráulica (120) por uma duração de transição mais fina; sensorear (238) pressão no lado a jusante (124) da válvula eletro- hidráulica (120) depois de aplicar a corrente de controle de válvula para a duração da transição mais fina; calcular (238) o tamanho de orifício transitório através da válvula eletrohidráulica com base na pressão sensoreada no lado a jusante da referida válvula eletrohidráulica; e, se o tamanho de orifício transitório calculado for menor do que o tamanho de orifício de calibração (240), aumentar (242) a corrente de controle de válvula pelo acréscimo de corrente mais fino e repetir transições de aplicação, sensoremento, e cálculo da calibração mais fina para a corrente de controle de válvula aumentada; se o tamanho de orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho de orifício de calibração (240), ajustar (240) a estimativa de corrente de controle para a corrente de controle de válvula.

11. Método de calibração de acordo com a reivindicação 10, sendo caracterizado pelo fato de que o acréscimo de corrente grosseiro é pelo menos duas vezes o acréscimo de corrente mais fino.

12. Método de calibração de acordo com a reivindicação 9, sendo caracterizado por compreender ainda, após execução da calibração de corrente grosseira e antes da execução da calibração de corrente mais fina: equalizar (230) pressões no lado a montante (122) e no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (124) na pressão de equalização; fechar (232) a válvula eletrohidráulica (120) com aqueles lados a montante e a jusante (122, 124) da válvula eletrohidráulica (120) equalizada substancialmente na pressão de equalização; e, aumentar (234) a pressão no lado a montante (122) da válvula eletrohidráulica (120) para a pressão aumentada usando a bomba.

13. Método de calibração de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que a bomba (110) tem um deslocamento controlado eletronicamente.

14. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100), dito sistema de calibração da válvula eletrohidráulica caracterizado por compreender: uma válvula eletrohidráulica (120) tendo um orifício de tamanho variável, o tamanho do orifício através da válvula eletrohidráulica (120) sendo controlado por uma corrente de controle de válvula; a válvula eletrohidráulica (120) tendo um lado a montante (122) em um lado da válvula eletrohidráulica (120) e um lado a jusante (124) no lado oposto da válvula eletrohidráulica (120); e, em que fluido escoa através do orifício de tamanho variável entre o lado a montante (122) e o lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120); uma bomba (110) no lado a montante (122) da referida válvula eletrohidráulica (120); um atuador hidráulico (130) no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120), em que a bomba bombeia um fluido do lado a montante (122) através da válvula eletrohidráulica (120) para o lado a jusante (124); um sensor de pressão a montante (140) para sensoreamento de uma pressão de fluido a montante no lado a montante (122) da válvula eletro- hidráulica (120) entre a válvula eletrohidráulica (120) e a bomba (110); um sensor de pressão a jusante (142) para sensoreamento de uma pressão de fluido a jusante no lado a jusante (124) da válvula eletrohidráulica (120) entre a válvula eletrohidráulica (120) e o atuador hidráulico (130); e, um controlador; em que o controlador abre a válvula eletrohidráulica (120), para (206) o atuador hidráulico (130), e a seguir fecha (210) a válvula eletrohidráulica (120) com aquelas pressões de fluido a montante e a jusante em uma pressão de equalização; e em que aquele controlador ativa em seguida a bomba (110) para aumentar (212) a pressão de fluido a montante para uma pressão aumentada, e a seguir encontra uma corrente de controle de válvula de calibração que provê um tamanho de orifício de calibração através da válvula eletrohidráulica (120) pela monitoração da pressão de fluido a jusante.

15. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o controlador faz transição de maneira sequencial através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam até que a corrente de controle de válvula de calibração seja determinada; em que, em cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, o controlador recebe (216, 238) um sinal do sensor de pressão a jusante (142) que indica a pressão do fluido a jusante, e calcula (216, 238) um tamanho de orifício transitório através da válvula eletrohidráulica (120) com base na pressão do fluido a jusante sensoreada; e em que o controlador determina (218, 240) a corrente de controle de válvula de calibração com base naquela corrente de controle de válvula quando o tamanho do orifício transitório calculado for maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

16. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o controlador calcula uma vazão através da válvula eletrohidráulica (120) com base em uma mudança na pressão do fluido a jusante sensoreada antes e após cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, e calcula o tamanho do orifício transitório usando a vazão calculada através daquela válvula eletro- hidráulica (120) e uma compressibilidade do fluido.

17. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a válvula eletro- hidráulica (120) possui uma característica de controle de corrente de válvula, a característica de controle de corrente de válvula relativa à corrente de controle de válvula para o tamanho do orifício através da válvula eletrohidráulica (120); e, em que aquele controlador calcula (250) uma compensação de corrente para aquela característica de controle de corrente de válvula com base na corrente de controle de válvula de calibração e no tamanho do orifício de calibração.

18. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a compensação de corrente é a diferença entre uma entrada de corrente de tabela na característica de controle de corrente de válvula para a corrente de controle de válvula que provê o tamanho do orifício de calibração e a corrente de controle de válvula de calibração.

19. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o controlador inicia (214) numa corrente de controle de válvula grosseiro inicial e faz transição (216-220) de maneira sequencial através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam em um acréscimo de corrente grosseiro até que uma estimativa de corrente de controle de válvula grosseira seja determinada, e então inicia (236) numa corrente de controle de válvula mais fino inicial e faz transição (238-242) de maneira sequencial através de uma série de correntes de controle de válvula que aumentam em um acréscimo de corrente mais fino até que a estimativa de corrente de controle da válvula de calibração seja determinada, o acréscimo de corrente mais fino sendo menor do que o acréscimo de corrente grosseiro, e a corrente de controle de válvula mais fino inicial sendo determinada com base na estimativa de corrente de controle de válvula grosseira; em que, em cada transição na série de correntes de controle de válvula que aumentam, o dito controlador recebe um sinal do sensor de pressão a jusante (142) que indica a pressão do fluido a jusante e calcula um tamanho de orifício transitório através da válvula eletrohidráulica (120) com base na pressão do fluido a jusante sensoreada, e em que o controlador para aquelas transições sequenciais quando o tamanho do orifício transitório calculado é maior do que ou igual ao tamanho do orifício de calibração.

20. Sistema de calibração da válvula eletrohidráulica (100) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a bomba (110) tem um deslocamento controlado eletronicamente.