CN102400979A - 故障待定状况中对车辆中管线压力进行管控的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种示例性系统，包括配置为以流体压力运行的液压装置。传感器配置为测量液压装置中的流体压力并产生代表测量流体压力的压力信号。作动器配置为将对流到液压装置的流体进行调节。控制模块配置为基于测量获得的流体压力识别出故障待定状况，在故障待定状况中增加液压装置中的流体压力，并在故障待定状况下反复启动和停止作动器以判断作动器是否已经失效。

Description

故障待定状况中对车辆中管线压力进行管控的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于车辆的诊断系统。

背景技术

载客车辆和商务车辆使用各种液压装置，如离合器组件、制动组件和阀体。泵将流体提供给液压装置，且流动调节器调节从泵到液压装置的流动。传感器用于测量流过液压装置的流体流动并诊断流动调节器的问题。车辆制造商有目的地在不同时间处以低的流体压力来运转液压装置，因为这样做能提供诸如增加的效率这样的好处。但是这种低的压力通常太低而难以被传感器检测到。因此，传感器不能总是检测到流经液压装置的流体流动。不具有检测流体流动的能力，流动调节器的失效可能就会无法被传感器检测到。

发明内容

一种系统，其包括配置为以流体压力运行的液压装置。传感器配置为测量液压装置中的流体压力并产生代表测量获得的流体压力的压力信号。作动器配置为对流到液压装置的流体进行调节。控制模块配置为基于测量获得的流体源压力识别出故障待定状况，在故障待定状况中增加液压装置中的流体压力，并在故障待定状况下反复启动和停止作动器以判断作动器是否已经失效。

一种方法，包括测量液压装置中的第一流体压力，基于第一测量流体压力判断故障待定状况是否存在，至少部分地在故障待定状况中反复使得对流到液压装置的流体进行调节的作动器启动和停止，测量液压装置中的第二流体压力，并基于第二测量流体压力判断作动器是否失效。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是配置为诊断作动器失效的示例性系统的示意图。

图2是通过图1的系统实施的示例性过程的流程图。

具体实施方式

能诊断以其他方式不能被检测到的部件故障的示例性系统包括配置为在流体压力下运行的液压装置。传感器配置为测量液压装置中的流体压力，并产生代表测量获得的流体压力的压力信号。作动器配置为对流到液压装置的流体进行调节。控制模块配置为基于测量获得的流体压力来识别故障待决状况，在故障待定状况下增加液压装置中的流体压力，并在故障待定状况下反复地启动和停止作动器，以判断作动器是否失效。在故障待定状况结束时，控制模块可将流体压力降低到较低水平。

本文披露的示例性系统能诊断之前由于传感器范围限制而不能检测到的故障，同时能显著地保持与通常以低的流体压力运行液压装置有关的额外益处。而且，当用在机动车应用中时，该诊断可以在后台发生，而不会对司机造成任何不便。即，司机仅在发现故障时得知诊断测试。

图1显示了能诊断之前不能检测到的部件故障的示例性系统。该系统可以采取许多不同形式，并包括多个和/或替换的部件和设备。尽管在图中显示了示例性系统，但是图中所示的示例性部件并不是限制性的。实际上，可以使用额外的或替换的部件和/或实施方式。

系统100包括液压装置105、泵110、作动器115、传感器120和控制模块125。系统可以实施在车辆中，如载客或商务机动车。进而，该系统可以实施在混合动力电动车辆中，这包括插电式混合动力电动车(plug-in hybridelectric vehicle：PHEV)或增程式电动车(extended range electric vehicle：EREV)、天然气驱动车辆、电池电动车(battery electric vehicle：BEV)等。

液压装置105可以包括配置为在提供了液压压力时运行的任何装置。具体说，液压装置105可以包括响应于流体压力而运动的一个或多个部件。例如，液压装置105可以包括离合器组件、制动组件、阀体等。液压装置105可以配置为在一种或多种液压压力下运行。范围可以通过最小流体压力和最大流体压力来限定。如果提供到液压装置105的压力低于最小流体压力或高于最大流体压力，则液压装置105可能会不运行或不正确运行。

泵110与液压装置105流体连通。即，泵110能使用一个或多个流体管线130将流体提供给液压装置105。泵110可以接收来自流体储存器(未示出)的流体，并将流体以运行液压装置105所需的最小流体压力从存储器提供到液压装置105。泵110也可以将流体提供给其他液压装置(未示出)。在更多装置需要来自泵110的流体时，泵110可能会增加流体压力输出，从而每个流体装置105都接收到正确运行所需的最小流体压力。

作动器115可以包括配置为调节泵110和液压装置105之间流体流动的任何装置。作动器115可以包括压力控制螺线管，该螺线管响应于控制信号打开和关闭。当打开时，作动器115可以允许流体从泵110流到液压装置105。当关闭时，作动器115可以配置为防止流体从泵110流到液压装置105。

传感器120可以包括任何装置，如压力开关，其配置为测量液压装置105中的流体压力，并将代表测量获得的流体压力的压力信号输出。传感器120由此可经由一个或多个液压管线与液压装置105流体连通。传感器120还可以配置为测量预定范围中或高于阈值水平的流体压力。传感器120能测量的流体压力范围可以与液压装置105可运行的压力范围不同。因此，可能的情况是，液压装置105可以运行在可被传感器120检测到的压力范围以外的压力下。如果这样，传感器120直到流体压力上升超过阈值水平时才可能能够检测到液压装置105中的流体压力。

控制模块125与作动器115、泵110以及传感器120连通。控制模块125配置为产生作动器控制信号来控制作动器115。在一个示例性实施方式中，作动器控制信号可以使得作动器115打开和/或关闭。因此，控制模块125可以使得作动器115允许和/或防止流体从泵110流动到液压装置105。此外，控制模块125可以配置为使得作动器115产生脉动。例如，作动器控制信号可以是占空比为50％的脉宽调制(PWM)信号。当作动器控制信号高时，作动器115打开。当作动器控制信号低时，作动器115关闭。控制模块125可配置为在识别出故障待定状况之后使用作动器控制信号使作动器115产生脉动，如在后文详述的。当然，控制模块125可以配置为在其他时候使得作动器115产生脉动。

控制模块125可以进一步配置为使用泵控制信号控制泵110。在一种示例性方法中，泵控制信号可以向泵110示明液压装置105正确运行所需的最小流体压力。当然，控制模块125可以考虑被同一泵110服务的其他液压装置(未示出)所需的最小流体压力。因此，泵控制信号可以代表为多个液压装置105服务所需的最小流体压力。

如上所述，控制模块125可以配置为判断是否存在故障待定状况，如果存在，则判断作动器115是否失效。故障待定状况可以包括任何由失效的作动器115造成的任何情况。控制模块125可以通过将测量获得的流体压力与期望流体压力进行比较来判断是否存在故障待定状况。相应地，控制模块125可以接收通过传感器120输出的压力信号，并由压力信号获得液压装置105中的测量流体压力。期望流体压力可以从泵控制信号和作动器控制信号确定。如前所述，控制模块125经由泵控制信号确定一个或多个液压装置所需的最小流体压力，并将该信息发送给泵110。而且，控制模块125控制作动器115的运行，且由此，得知来自泵110的流体何时能流过作动器115和流动到液压装置105。通过该信息，控制模块125可以预测流体压力，且由此获得期望流体压力。控制模块125通过将测量获得的流体压力与期望流体压力进行比较来识别出故障待定状况。如果测量获得的流体压力基本上与期望流体压力相同，则控制模块125可以配置为判断不存在故障待定状况。另一方面，如果测量流体压力和期望流体压力明显不同，则控制模块125可以配置为判断出存在故障待定状况。

如果存在故障待定状况，则控制模块125可以配置为确认传感器120不存在问题。如前所述，传感器120的运行范围不足以测量液压装置105正常运行所需的最小流体压力。在该情况下，即使作动器115没有故障，测量获得的流体压力也可能与期望流体压力明显不同。为了测试传感器120，控制模块125可以配置为经由泵控制信号请求来自泵110的更高的流体压力。具体说，更高的流体压力可以是传感器120运行范围内的压力。

控制模块125可以配置为如果在提高了被泵110输出的流体压力之后测量获得的流体压力仍明显不同于期望流体压力，则使作动器115发生脉动，以判断作动器115是否失效。如上所述，控制模块125可以通过将脉宽调制信号发送给作动器115(该信号使得作动器115反复打开和关闭)来使得作动器115产生脉动。控制模块125可以使得作动器115发生任意次数的脉动。实际上，控制模块125可以监测测量获得的流体压力信号并在预定数量的脉动或测量获得的流体压力信号表明压力正依照预定数量的脉动而变化之后动器115停止脉动。

如果作动器115正常工作，则在作动器115正发生脉动时，测量获得的流体压力将展现出一段较高的压力跟在一段较低压力之后这样的顺序。但是，如果作动器115已经失效，则通过传感器120监测到的流体压力会保持相对一致。例如，如果作动器115卡在打开位置，则流过液压装置105的压力会保持相对较高。如果作动器115卡在关闭位置，则流过液压装置105的压力会保持相对较低。相应地，控制模块125可在使作动器115发生脉动之后，基于测量流体压力诊断出失效的作动器115，以及失效原因(例如卡在打开位置或卡在关闭位置)。

控制模块125还可以配置为若判断出作动器115已经失效则采取补救措施。补救措施可以包括使车辆仪表盘上的指示灯亮，以警告司机维修车辆。此外，补救措施可以取决于液压装置105的功能。例如，控制模块125可以配置为如果液压装置105是离合器组件且作动器115被卡在打开位置，则将液压装置105认为是轴，而不是离合器组件。当然，控制模块125可以配置为采取其他补救措施。

通常，计算系统和/或装置，如控制模块125，可以使用任意数量的计算机操作系统且通常包括计算机可执行指令，其中该指令可以通过上文中列出的一个或多个计算装置执行。计算机可执行指令可以从使用多种公知编程语言和/或技术(包括但不限于，且可以单独或组合使用，Java^TM，C，C++，VisualBasic，Java Script，Perl等)形成的计算机程序编译或解读出。通常，处理器(例如微处理器)示例性地从存储器、计算机可读介质等接收指令，并执行这些指令，由此执行一个或多个处理，包括本文所述的一个或多个处理。这种指令和其他数据可以使用许多公知的计算机可读介质存储和传送。

计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括任何非瞬时性(例如有形)介质，其参与了提供数据(例如指令)，所述数据可以被计算机(例如被计算机的处理器)读取。这种介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质例如可以包括光盘或磁盘和其他永久存储器。易失性介质例如可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。这种指令可以通过一个或多个传送介质传送，所述介质包括同轴线缆、铜导线和光纤，包括构成了耦连至计算机处理器的系统总线的导线。计算机可读介质的常见形式示例性地包括软盘、软磁盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存储器芯片或卡带、或任何其他计算机可读的介质。

图2显示了示例性处理过程200，其可以通过图1的系统实施。

在图块205，系统100测量液压装置105中的第一流体压力。例如，传感器120可以配置为测量液压装置105中的第一流体压力并将代表该第一测量流体压力的第一压力信号输出到控制模块125。

在决定图块210，系统100基于第一测量流体压力判断是否存在故障待定状况。例如，控制模块125可以配置为将第一测量流体压力与期望流体压力比较，且如果第一测量流体压力与期望流体压力明显不同则判断存在故障待定状况。如果第一测量流体压力与期望流体压力基本相同，则处理过程200可以返回到图块205。但是，如果第一测量流体压力和期望流体压力明显不同，则处理过程200可以继续图块215。

在图块215，到液压装置105的流体压力被测量。例如，控制模块125可以通过经由泵控制信号命令泵110以较高的压力输出流体从而增加流体压力。如前所述，液压装置105的运行范围可以与传感器120的运行范围不同。这意味着，第一测量流体压力和期望流体压力之间的差可能是因为流体压力低于传感器120正确运行所需的阈值水平。因此，控制模块125可以将液压装置105中的流体压力增压到传感器120能进行测量的最小阈值水平以上的压力。而且，在一个示例性实施方式中，控制模块125可以配置为在故障待定状况的剩余时间内保持该增加的流体压力，以避免传感器120成为故障待定状况的原因。

在图块220，系统100至少部分地在故障待定状况下重复地启动和停止作动器115。如上所述，作动器115调节流到液压装置105的流体。具体说，作动器115在作动器115启动时允许流体流到液压装置105并在作动器115停止时阻止流体流到液压装置105。如果故障待定状况是由卡在作动器115中的碎屑造成的，则反复启动和停止作动器115可以使得碎屑松动，从而补救故障待定状况。

在图块225，液压装置105的第二流体压力被测量。传感器120可用于测量第二流体压力，并将代表第二流体压力的第二测量流体压力信号输出到控制模块125。在一种示例性方法中，传感器120可以测量第二流体压力，而作动器115可以在图块220处发生脉动。如此做可以向控制模块125提供指示，表明作动器115是否正确地做出了响应。具体说，在作动器115发生脉动时，流体压力应周期性地升高和降低。因此，控制模块125可以监测第二压力信号，直到该压力信号表示出第二测量流体压力根据作动器115的脉动而升高和降低。可替换地，第二流体压力可以在控制模块125已经结束了使作动器115发生脉动之后被传感器120测量。

在决定图块230，系统100基于第二测量流体压力判断作动器115是否已经失效。例如，控制模块125可以将第二测量流体压力与期望压力比较。如果控制模块125判断出第二测量流体压力明显与期望流体压力不同，则控制模块125可以采取如在图块235处所示的补救措施。补救措施可以包括使车辆仪表板上的指示灯亮，提示司机需要对车辆进行维修。此外，补救措施可以取决于液压装置105的功能。例如，如果液压装置105包括离合器组件，且作动器115卡在打开位置，则控制模块125可以将液压装置105当做轴，而不是离合器组件。

另一方面，如果控制模块125判断出第二测量流体压力大致与期望流体压力相同，则处理过程200可以继续图块240。图块240包括将压力减小到例如液压装置105所需的最小压力，或在判断出存在故障待定状况之前将所属压力提供给液压装置105。在一种示例性方法中，压力仅在故障待定状况结束之后减小。在图块240之后，处理过程200可以结束或返回到图块205。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

本申请要求享有于2010年9月14日递交的美国临时专利申请No.61/382,535的优先权，该申请通过引用以其全部内容合并于此。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

液压装置，配置为在流体压力下运行；

传感器，配置为测量所述液压装置中的流体压力并产生代表测量流体压力的压力信号；

作动器，配置为调节流到所述液压装置的流体；和

控制模块，配置为基于所述测量流体压力识别故障待定状况，在故障待定状况过程中增加所述液压装置中的流体压力，并在所述故障待定状况过程中反复地启动和停止作动器，以判断所述作动器是否已经失效。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块配置为将所述测量流体压力与期望流体压力进行比较，以识别出故障待定状况。

3.一种方法，包括：

测量液压装置中的第一流体压力；

基于第一测量流体压力判断故障待定状况是否存在；

至少部分地在所述故障待定状况过程中反复地启动和停止作动器，该作动器对流到液压装置的流体进行调节；

测量所述液压装置中的第二流体压力；和

基于第二测量流体压力判断作动器是否已经失效。

4.如权利要求3所述的方法，其中，判断作动器是否失效包括将所述第二测量流体压力与期望流体压力进行比较。

5.如权利要求4所述的方法，其中，判断作动器是否失效包括如果所述第二测量流体压力明显与期望流体压力不同则判断出作动器已经失效。

6.如权利要求3所述的方法，其中，判断故障待定状况是否存在包括将所述第一测量流体压力与期望流体压力进行比较。

7.如权利要求6所述的方法，其中，判断故障待定状况是否存在包括如果所述第一测量流体压力明显不同于所述期望流体压力则判断出存在故障待定状况。

8.如权利要求3所述的方法，还包括在故障待定状况中增加到液压装置的流体压力。

9.如权利要求8所述的方法，还包括在故障待定状况结束后减小到液压装置的流体压力。

10.一种系统，包括：

液压装置，配置为以第一流体压力和第二流体压力运行；

传感器，配置为测量所述液压装置中的流体压力，并且如果该测量流体压力高于阈值水平则产生代表所述测量流体压力的压力信号，其中，所述第一流体压力低于所述阈值水平而所述第二流体压力高于所述阈值水平；

泵，与所述液压装置流体连通并被配置为向液压装置提供在第一流体压力和第二流体压力下的流体流动；

作动器，配置为对从所述泵到所述液压装置的流体流动进行调节；和

控制模块，配置为判断出故障待定状况存在，并在故障待定状况中将到所述液压装置的流体压力从所述第一流体压力增加到所述第二流体压力，在所述故障待定状况中反复地启动和停止作动器，以判断所述作动器是否已经失效，并在所述故障待定状况结束之后将到所述液压装置的流体压力从所述第二流体压力减小到所述第一流体压力。

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