CN105339682B - 检测液压系统中的液压阀故障的方法 - Google Patents

检测液压系统中的液压阀故障的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105339682B
CN105339682B CN201480034897.8A CN201480034897A CN105339682B CN 105339682 B CN105339682 B CN 105339682B CN 201480034897 A CN201480034897 A CN 201480034897A CN 105339682 B CN105339682 B CN 105339682B
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
pump
valve
hydraulic
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480034897.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105339682A (zh
Inventor
拉尔夫·戈姆
克里斯汀·约瑟夫森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Parker Hannifin Corp
Original Assignee
Parker Hannifin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Parker Hannifin Corp filed Critical Parker Hannifin Corp
Publication of CN105339682A publication Critical patent/CN105339682A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105339682B publication Critical patent/CN105339682B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/003—Systems with load-holding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/008—Valve failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20561—Type of pump reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/27—Directional control by means of the pressure source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
    • F15B2211/30515—Load holding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/633—Electronic controllers using input signals representing a state of the prime mover, e.g. torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

根据本发明的一个方面，一种液压系统包括：连接到操作者接口的控制器、在第一方向上可操作用于供应加压流体的泵、以及连接在泵与用于连接到致动器的端口之间的负载保持阀。负载保持阀可以由控制器控制，并且在第一位置中操作以允许到致动器的流动以与负载相抵操作致动器和在第二位置中操作以阻止从致动器到泵的由负载引起的回流。控制器可以被配置成接收请求的致动器停止、响应于请求的致动器停止而控制第一阀移向第二位置、响应于请求的致动器停止而监视第一系统状况、用规定的标准评估所监视的系统状况、以及基于评估来确定是否发起备份控制例程。

Description

检测液压系统中的液压阀故障的方法
相关申请
本申请要求2013年4月19日提交的第61/813,964号美国临时申请的权益，该美国临时申请通过引用而并入本文。
技术领域
本发明总体涉及电静液致动器系统，更具体地涉及用于控制这样的机器的控制算法。
背景技术
工作机器、比如但不限于液压挖掘机、轮式装载机、加载铲、反铲、采矿设备、工业机械等普遍具有一个或者多个致动部件、比如起重臂和/或倾斜臂、吊杆、铲斗、转向功能和旋转功能、行进装置等。通常，在这样的机器中，原动机驱动用于向致动器提供流体的液压泵。中位全开阀或者中位关闭阀控制流体向致动器的流动。
一些现代机器已经采用电静液致动器系统(EHA)替代上述传统液压系统。电静液致动器包括可逆可变速电马达，该电马达连接到通常是固定移位的液压泵，以向致动器提供流体，用于控制致动器的运动。电马达的速度和方向控制流体向致动器的流动。从供电单元(例如发电机)、电力存储单元(比如电池)、或者二者接收用于电马达的电力。例如在负载的减速运动和/或负载的降低运动时，供电单元可以从所述电马达接收电力，这时该电马达作为发电机来操作。这里将包括电静液致动器的系统称为电静液致动器系统。
发明内容
在关闭负载保持阀以保持负载时，保持负载的致动器与负载保持阀之间的压力将保持，但是在电液压系统中阀与泵之间的压力应当由于泵泄漏而快速地减小，在该电液压系统中，泵未正在被操作以供应压力。然而，相反，如果在泵/电马达/逆变器处的负载转矩仍然存在，则这指示压力尚未减小并且负载保持阀已经不能完全关闭或者根本不能关闭。在这样的情况下，示例性系统仍然允许以受控方式降低负载并且可以向操作者发布警告。
根据本发明的一个方面，一种液压系统包括：连接到操作者接口的控制器；在第一方向上可操作用于供应加压流体的泵；以及连接在泵与用于连接到致动器的端口之间的负载保持阀。负载保持阀可以由控制器控制，并且在第一位置中操作以允许到致动器的流动以与负载相抵操作致动器和在第二位置中操作以阻止从致动器到泵的由负载引起的回流。控制器可以被配置成接收请求的致动器停止、响应于请求的致动器停止而控制第一阀移向第二位置、响应于请求的致动器停止而监视第一系统状况、用规定的标准评估所监视的系统状况、以及基于评估来确定是否发起备份控制例程。
可选地，备份例程包括操作泵以控制致动器的由负载引起的移动。
可选地，控制器还被配置成生成指示第一阀的故障的警报。
可选地，控制器还被配置成在第一阀被控制以关闭之后运行泵以对泵与第一阀之间的液压流体进行减压。
可选地，液压系统还包括第二阀，该第二阀将泵与第一阀之间的液压通路选择性地、流动性地连接到贮存器。控制器还可以被配置成在第一阀被控制以关闭之后将流体通路连接到贮存器。
可选地，泵是双向泵，该双向泵在第一方向上可操作用于通过第一阀向液压致动器供应加压流体用于在一个方向上操作致动器，和在与第一方向相反的第二方向上可操作用于通过第二阀向液压致动器供应加压流体用于在与第一方向相反的方向上操作致动器。
可选地，液压系统还可以包括：液压致动器，液压流体在相反方向上被供应到液压致动器和从液压致动器返回以在相反方向上操作致动器。
可选地，液压系统还可以包括用于从液压系统的液压电路接受流体或者向该液压电路供应流体的推进系统。推进系统可以包括：用于向与液压致动器选择性地、流体连通的流体增补/返回线路供应流体的推进泵和用于驱动推进泵的推进电机，该电机通过推进逆变器连接到推进电功率源。
可选地，液压系统可以包括电机，该电机由控制器操作并且通过逆变器连接到电源以驱动泵。
可选地，所监视的系统状况是泵与第一阀之间的压力。
可选地，所监视的系统状况是电机转矩。
根据本发明的另一方面，一种检测液压阀的故障的方法，该液压阀被配置成控制在液压系统中的泵与致动器之间的流量，该方法可以包括以下步骤：接收请求的停止致动器；响应于请求的停止致动器而控制阀以关闭；响应于请求的停止致动器而监视第一系统状况；用规定的标准评估所监视的系统状况；以及基于评估来确定阀是否已经出故障。
可选地，该方法还可以包括基于评估来确定是否操作泵以停止致动器。
可选地，监视第一系统状况包括监视泵与阀之间的压力。
可选地，监视第一系统状况包括监视电机转矩，其中电机操作泵。
可选地，该方法还可以包括在所述控制之后操作泵以减小泵与液压阀之间的压力。
可选地，该方法还可以包括在所述控制之后打开放泄阀以减小泵与液压阀之间的压力。
可选地，该方法还可以包括：在一个方向上操作泵用于通过阀向液压致动器供应加压流体用于在第一方向上操作致动器，以及在与第一方向相反的第二方向上操作泵用于通过第二阀向液压致动器供应加压流体用于在与第一方向相反的方向上操作致动器。
可选地，该方法还可以包括经由通过逆变器连接到电源的电机驱动泵。
可选地，该方法还可以包括基于所述确定来生成指示液压阀的故障的警报。
下文参照附图更具体地描述本发明的前述和其它特征。
附图说明
图1图示了示例性的示意电静液致动器系统；
图2图示了系统的示例性的简化示意实施方式，其中示出了致动器延伸运动、由箭头指示的流体流动方向和实现该运动的负载保持阀状态；
图3图示了系统的示例性的简化实施方式，其中示出了致动器收缩运动、由箭头指示的流体流动方向和实现该运动的负载保持阀状态；
图4图示了包括可选压力传感器的系统的简化示例性实施方式；
图5图示了包括可选液压流体排放阀的系统的另一简化示例性实施方式；
图6图示了描绘用于降低示例性液压系统中的致动器的示例性方法的示例信号控制流程图。
具体实施方式
本发明的示例性实施方式总体涉及用于延伸和收缩工作机器(比如但不限于液压挖掘机、轮式加载器、加载铲、反铲、采矿设备、工业机械等)中的至少一个不对称液压汽缸的液压致动系统，这些工作机器具有一个或者多个致动部件、比如起重臂和/或倾斜臂、吊杆、铲斗、转向功能和旋转功能、行进装置等。
在命令负载保持阀打开时，泵/电马达逆变器将经历代表液压汽缸压力的负载转矩。在控制器命令负载保持阀关闭时，汽缸与阀之间的压力将保持，但是阀与泵之间的压力应当由于泵泄漏而快速地减小。然而，相反，如果在泵/电马达逆变器处的负载转矩仍然存在，则这指示负载保持阀已经无法关闭。在这样的情况下，示例性系统仍然允许以受控的方式降低负载并且可以向操作者发布警告。
具体参照图1，示出了电静液致动器系统100的示例性实施方式。该系统包括机械地连接到工作机器并液压地连接到系统100的至少一个致动器190。
逆变器110可以连接到电能量源或者能量单元、比如电存储器(例如，一个或者多个电池)或者发电机，并且在双向速度或者转矩控制模式下控制电机120(例如，电马达)。电机120可以机械地联接液压泵130并驱动液压泵130，液压泵130可以是任何适当类型的液压泵，但是通常是固定移位、可变速泵。逆变器也可以在泵例如在致动器在外部负载之下时的向下运动期间由液压流体向后驱动时在存储器中存储由电机生成的能量。
系统的操作者可以通过输入设备、比如连接到控制器140的操纵杆150命令希望的致动器速度或者力。在其它实施方式中，例如如果正在远程地或者自主地控制工作机器，则单独的命令控制器可以生成向控制器140传递的命令信号。
控制器140向逆变器110发布命令，该逆变器与马达120和泵130结合允许经由液压泵130生成双向流动和压力。然后流动经过负载保持阀170、180引向致动器190，从而产生希望的致动器运动。
图1示出负载保持阀170、180为通/断类型阀，然而这些阀中的任一个或者两个也可以是流量控制阀、节流阀或者任何其它可成比例调整的阀。示例性阀是提升阀，以便在关闭阀时防止经过阀泄漏。
由于多数移动机械使用具有大体积室和小体积室的失衡致动器，所以由第二逆变器210和第二电机220以及第二液压泵230控制的流量管理系统200(例如如在美国专利申请公开号2011/0030364 A1(通过引用并入本文)中给出的流量管理系统)经由往复阀160提供致动器泵130需要的无论任何输入流量。
在用于升起负载的致动器延伸运动期间，致动器泵130提供到致动器190的大体积(活塞侧)中的流量并且流量管理系统200经由往复阀160连接到致动器泵入口，从而保证向致动器泵130提供大体积减去小体积(杆侧)的流量差。
在用于降低负载的致动器收缩运动期间，致动器泵130消耗来自致动器190的大体积的流量并且流量管理系统200经由往复阀160连接到致动器泵出口，从而将大体积减去小体积的过量流量转回到流量管理系统200并最终回到液压贮存器135。
虽然描绘的致动器是汽缸，但是设想其它致动器是可能的。另外，汽缸的定向可与所示出的汽缸的定向反向。
一般而言，在操作者未命令致动器运动时，可以关闭两个负载保持阀170、180，以从泵去除液压负载、减少电能的消耗并且在关断泵驱动源的情况下防止负载掉落。这主要地由于泵中的泄漏而可能使负载保持阀与泵之间的压力随时间而衰减。然而，负载保持阀与致动器之间的压力保持在无需致动器运动而支撑外部负载的水平。
现在具体参照图2，示出了电静液致动器系统100的示例性实施方式。该系统与图1中所示的系统相同，除了隐藏了流量管理系统200，以聚焦于剩余系统的操作。液压连接214指示与图1中所示的流量管理系统200的来往连接。
返回参照图2，液压致动器190机械地连接到工作机器并且在致动器上方的箭头用来指示致动器的运动方向：延伸。其余箭头指示系统中的液压流体流动方向。
为了实现致动器延伸运动，需要如指示的那样命令负载保持阀170打开，以允许流体从致动器的小体积流回到电驱动的泵130。在这一情况下无需命令负载保持阀180打开，因为在这一示例中使用的阀类型包括止回阀，该止回阀将流量从泵130自由地传递到致动器的大体积中。
现在具体参照图3，示出了电静液致动器系统的示例性实施方式。该系统与图1中所示的系统相同，除了隐藏了流量管理系统200，以聚焦于剩余系统的操作。液压连接214指示与图1中示出为标记200的流量管理系统的来往连接。在致动器上方的箭头用来指示致动器的运动方向：收缩。
为了实现致动器收缩运动，需要如指示的那样命令负载保持阀180打开，以允许流体从致动器的大体积流回到电驱动的泵130。在这一情况下无需命令负载保持阀170打开，因为在这一示例中使用的阀类型包括止回阀，该止回阀将流量从泵130自由地传递到致动器的大体积中。
现在具体参照图4，以300示出了电静液致动器系统的简化示例性实施方式。系统300与以上参考的系统100基本上相同，因而相同的、但是以100为索引的附图标记用来表示与系统中的相似结构对应的结构。此外，系统100的前文描述除了以下指出的之外同样地适用于系统300。另外，能够认识到，在阅读和理解说明书的基础上，系统的方面可以在适用时相互替换或者相互结合使用。
如图4中所示，如果关闭负载保持阀370，则在负载保持阀与泵330之间的压力将主要由于泵中的泄漏而随时间衰减，在该情况下，电机320将与液压负载“断开连接”并且不经受转矩或者仅经受很小的转矩。然而，负载保持阀与致动器390之间的压力保持在无需致动器运动而支撑外部负载的水平。
否则，如果打开负载保持阀370以支持汽缸延伸运动，则电机320将被暴露或者“连接”到负载。
在示例性实施方式中可以包括并且这里作为示例而示出可选的压力传感器371。该压力传感器可以是本领域技术人员已知的任何类型并且可以被流动性地连接在马达与负载保持阀之间。该传感器可以用来直接地感测压力而不是通过逆变器经由马达转矩间接地感测压力。该传感器可以可选地还用来感测马达转矩，以提供系统冗余。
现在具体参照图5，以400示出了电静液致动器系统的简化的示例性实施方式。系统400与以上参考的系统100和系统300基本上相同，因而相同的、但是以100为索引的附图标记用来表示与系统中的相似结构对应的结构。此外，系统100和系统300的前文描述除了如以下指出的之外同样地适用于系统400。另外，能够认识到，在阅读和理解说明书的基础上，系统的方面可以在适用时相互替换或者相互结合使用。
向流体线路417添加小阀413允许泵430与阀470之间的压力在命令阀470关闭时排放。这允许线路的潜在地更快排放，并因此允许更快的响应时间。
现在具体参照图6，示出了信号控制流程图以支持本发明的处理流程的详细说明。虽然参考“操作者”或者“用户”进行讨论，但是设想这样的方法可以由现场人操作者运用、远程人操作者运用、或者以自主或半自主模式被运用，在自主或半自主模式中，“操作者命令”由自主或半自主控制程序生成。另外，应当理解，提及停止“降低命令”等涵盖任何如下命令，该命令指示停止由外力正在以失衡方式导致的致动器的运动(即在致动器上产生净外力)。
逻辑始于初始开始块620。
操作者输入设备的连续和/或间歇监视发生在块621中。
操作者输入可以一直被传递到判决块622，以确定操作者是否已经命令降低运动停止。如果不是，则例程继续监视操作者输入。
如果接收到请求停止降低运动，则可以控制泵使得减速发生并且在块623致动器如希望的那样停止。这样的停止可以通常地通过泵和马达控制停止而发生，但是也设想一个或者多个阀(例如，负载保持阀170、370、470)也可以参与减速。
然后，可以在块624命令负载保持阀关闭。
在块625，启动计时器，以记录自从命令阀关闭起流逝的时间。
在块626，可以连续地或者间歇地监视剩余电机转矩，而预计在关闭的负载保持阀与泵之间的压力由于泵泄漏而衰减。可以监视该转矩作为该线路压力的指示符，但是除了转矩测量之外还可以使用直接压力测量或者取代转矩测量而使用直接压力测量。压力变换器直接测量该压力可以提供该值的冗余测量。
在块627，可以比较计时器在每个时间步长内的值与预先建立的超时(TimeOut)值。该TimeOut值可以是固定值或者是可基于各种因素(比如线路尺寸、泵类型、流体污染、流体温度、泵磨损等)手动地或自动地调整的值。该TimeOut值的典型长度可以优选地在1-10秒范围内并且可以优选地为约5秒。
只要未达到TimeOut，另一判决块628就评估电机转矩是否已经减小至低于预先建立的转矩阈值。同样，该规定标准可以是固定值或者可手动地或自动地调整的值。例如，也可以在液压线路316、416中在致动器与负载保持阀之间测量压力，并且可以比较该压力值与电机转矩。该比较可以加快反应时间，因为使用固定值的替选方案可能需要很低的值以便捕获所有的或者多数的情况。
如果未满足规定标准，则在块629可以递增计时器并且如图所示例程可以在循环中继续。如果电机转矩已经减小至低于规定标准，则可以推断负载保持阀如希望的那样被关闭，并且可以经由块630报告阀状态“正常(OK)”。
例程然后可以在块633结束。
如果块627识别出计时器值匹配或者超过TimeOut，则这可以使块631报告阀故障，这然后可以向操作者告警该故障。
可选地，预定义的例程632然后可以保证例如通过操作电机和泵以降低负载来安全地降低负载。一旦完成，例程就可以在块633结束。
在块632的可选故障保护例程可以是提供第二备用阀(比如负载保持阀)，以保持负载或者以受控方式降低负载。
用于提高检测速度的另一替选方案可以包括一旦在例如块624或者附近命令阀关闭就主动地控制泵/马达以减小在负载保持阀与泵之间的压力。这可以例如通过允许马达-泵回旋某个时间量或者某个转数来实现。
加速该检测的另一手段可以包括如以上图5中所示的向软管添加小的放泄阀并且一旦例如在块624或者附近命令阀关闭就通过打开放泄阀来排放液压线路。还设想该放泄阀可以是通/断技术、成比例技术或者本领域普通技术人员用来实现希望的结果的任何其它技术。
示例性方法可以用来在停止收缩或者延伸(降低或者升起)运动时检测阀功能。一般而言，在负载力使得一定量的压力在负载保持阀被关闭之后仍保留在汽缸中时、例如在外力作用于致动器时是最适合的。也可以在由除了负载保持阀之外的阀控制的机器功能上使用该方法。
尽管出于简化说明的目的而以上示出和描述所示方法为一系列块，但是将认识到该方法不受块的顺序限制，因为一些块可以按照与示出或者描述的顺序不同的顺序或者与示出或者描述的其它块并行地发生。另外，可能需要少于所有所示块来实施示例方法。另外，附加或者替选方法可运用附加的未图示的块。
在流程图中，块表示可以用逻辑实施的“处理块”。处理块可以代表方法步骤或者用于执行方法步骤的装置单元。流程图未描绘用于任何特定编程语言、方法或者类型(例如程序性的、面向对象的)的语法。实际上，流程图图示如下功能信息，本领域技术人员可以运用该功能信息来开发用于执行所示处理的逻辑。将认识到在一些示例中未示出程序要素、如临时变量、例程循环等。还将认识到电子和软件应用程序可以涉及到动态的和灵活的过程，从而可以以与所示顺序不同的其它顺序执行所示块或者可以组合块或者将块分离成多个部件。将认识到可以使用各种编程方式(如机器语言、程序性的、面向对象的或者人工智能技术)来实施过程。
在一个示例中，实施方法为在计算机可读介质上提供的处理器可执行指令或者操作。因此，在一个示例中，计算机可读介质可以存储可操作用于执行方法的处理器可执行指令。
尽管图6图示了串行发生的各种动作，但是将认识到图6中所示的各种动作可以基本上并行地发生。
如在本文中所使用的，“逻辑”包括但不限于硬件、固件、软件或者其组合，以执行一个或多个功能或者一个或多个动作，或者引起来自另一逻辑、方法或者系统的功能或者动作。例如，基于希望的应用或者需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器、分立逻辑(如专用集成电路(ASIC))、编程的逻辑器件、包含指令的存储器设备等。逻辑可以包括一个或者多个门、门的组合或者其它电路部件。逻辑也可以完全体现为软件。在描述多个逻辑性的逻辑时，可以将多个逻辑性的逻辑并入到一个物理逻辑中。类似地，在描述单个逻辑性的逻辑时，可以在多个物理逻辑之间分布该单个逻辑性的逻辑。
如在本文中所使用的，“软件”包括但不限于一个或者多个计算机或者处理器指令，所述指令可以被读取、解释、编译或者执行并且使计算机、处理器或者其它电子设备以希望的方式执行功能、动作或者行为。可以以各种形式(如例程、算法、模块、方法、线程或者包括来自动态或者静态链接库的分离应用程序或者代码的程序)来体现指令。也可以以多种可执行或者可加载形式实施软件，这些形式包括但不限于独立程序、函数调用(本地或者远程)、伺服小程序、小应用程序、存储在存储器中的指令、操作系统的部分或者其它类型的可执行指令。本领域普通技术人员将认识到软件的形式可以例如依赖于希望的应用的要求、其运行的环境或者设计者/程序员的希望等。也将认识到计算机可读或者可执行指令可以位于一个逻辑中或者分布于两个或者更多通信的、配合的或者并行处理的逻辑之间，因此可以以串行、并行、大规模并行和其它方式被加载或者执行。
可以使用编程语言和工具、如Java、Java Script、Java.NET、ASP.NET、VB.NET、Cocoa、Pascal、C#、C++、C、CGI、Perl、SQL、API、SDK、汇编语言、固件、微代码或者其它语言和工具来产生用于实施这里描述的示例系统和方法的各种部件的适当软件。无论是整个系统还是系统的部件，软件都可以被体现为制品或者作为计算机可读介质的部分被维护或提供。
这里所用的算法描述和表示是本领域技术人员用来向其他人传达他们的工作的实质的手段。这里，算法或者方法通常被构思为产生结果的操作序列。操作可以包括对物理量的物理操控。通常，虽然未必，但是物理量采用能够在逻辑中存储、传送、组合、比较或者以其他方式操控的电信号或者磁信号等的形式。
已经证实，主要出于普遍使用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数等有时是便利的。然而，应当谨记这些和相似术语将与适当的物理量关联并且仅为应用于这些量的方便标记。除非具体地另有陈述，认识到贯穿整个说明书，如处理、计算、运算、确定、显示等的术语是指操控和变换被表示为物理(电子)量的数据的计算机系统、逻辑、处理器或者类似电子设备的动作和过程。
虽然已经关于某个实施例或者某些实施例示出和描述了本发明，但是显然在阅读和理解本说明书和附图的基础上，本领域其他技术人员能够想到等效变型和修改。具体关于由上述元件(部件、组件、设备、组成等)执行的各种功能，除非另有指示，否则用来描述这样的元件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于任何执行所描述的元件的指定功能的元件(即，功能上等效)，即使未在结构上等效于执行本发明的这里所示的一个或者多个示例性实施方式中的功能的所公开的结构。此外，尽管以上已经关于若干所示实施方式中的仅一个或者多个实施方式描述了本发明的特定特征，但是这样的特征可以如可以对于任何给定或者特定的应用而言希望和有利的那样与其它实施方式的一个或者多个其它特征组合。

Claims (19)

1.一种液压系统，包括：
连接到操作者接口的控制器；
在第一方向上可操作用于供应加压流体的泵；以及
连接在所述泵与用于连接到致动器的端口之间的负载保持阀，所述负载保持阀由所述控制器控制，并且在第一位置中操作以允许到所述致动器的流动以与负载相抵操作所述致动器和在第二位置中操作以阻止从所述致动器到所述泵的由负载引起的回流；
其中，所述控制器被配置成接收请求的致动器停止、响应于所述请求的致动器停止而控制第一阀移向所述第二位置、响应于所述请求的致动器停止而监视系统状况、用规定的标准评估所监视的所述系统状况、以及基于所述评估来确定是否发起备份控制例程，并且
其中，所监视的所述系统状况是电机转矩。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其中，所述备份控制例程包括操作所述泵以控制所述致动器的由负载引起的移动。
3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，所述控制器还被配置成生成指示所述第一阀的故障的警报。
4.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，所述控制器还被配置成在所述第一阀被控制以关闭之后运行所述泵以对所述泵与所述第一阀之间的液压流体进行减压。
5.根据权利要求1或2所述的液压系统，还包括第二阀，所述第二阀将所述泵与所述第一阀之间的液压流体通路选择性地、流动性地连接到贮存器，以及
其中，所述控制器还被配置成在所述第一阀被控制以关闭之后将所述液压流体通路连接到所述贮存器。
6.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，所述泵是双向泵，所述双向泵在第一方向上可操作用于通过所述第一阀向所述致动器供应加压流体用于在一个方向上操作所述致动器，和在与所述第一方向相反的第二方向上可操作用于通过第二阀向所述致动器供应加压流体用于在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
7.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，
液压流体在相反方向上被供应到所述致动器和从所述致动器返回以在相反方向上操作所述致动器。
8.根据权利要求1或2所述的液压系统，还包括：
推进系统，所述推进系统用于从所述液压系统的液压电路接受流体或者向所述液压电路供应流体，
其中，所述推进系统包括：
用于向与所述致动器选择性地、流体连通的流体增补/返回线路供应流体的推进泵和用于驱动所述推进泵的推进电机，所述推进电机通过推进逆变器连接到推进电功率源。
9.根据权利要求1或2所述的液压系统，还包括：
电机，所述电机由所述控制器操作并且通过逆变器连接到电源以驱动所述泵。
10.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，所监视的所述系统状况还包括所述泵与所述第一阀之间的压力。
11.一种检测液压阀的故障的方法，所述液压阀被配置成控制在液压系统中的泵与致动器之间的流量，所述方法包括以下步骤：
接收请求的停止所述致动器；
响应于所述请求的停止所述致动器而控制所述阀以关闭；
响应于所述请求的停止所述致动器而监视系统状况；
用规定的标准评估所监视的所述系统状况；以及
基于所述评估来确定所述阀是否已经出故障；
其中，所述监视系统状况包括监视电机转矩。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
基于所述评估来确定是否操作所述泵以停止所述致动器。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述监视系统状况还包括监视所述泵与所述阀之间的压力。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，电机操作所述泵。
15.根据权利要求11或12所述的方法，还包括在所述控制之后操作所述泵以减小所述泵与所述液压阀之间的压力。
16.根据权利要求11或12所述的方法，还包括在所述控制之后打开放泄阀以减小所述泵与所述液压阀之间的压力。
17.根据权利要求11或12所述的方法，还包括：
在一个方向上操作所述泵用于通过所述阀向所述致动器供应加压流体用于在第一方向上操作所述致动器，以及在与所述第一方向相反的第二方向上操作所述泵用于通过第二阀向所述致动器供应加压流体用于在与所述第一方向相反的方向上操作所述致动器。
18.根据权利要求11或12所述的方法，还包括：
经由通过逆变器连接到电源的电机驱动所述泵。
19.根据权利要求11或12所述的方法，还包括：
基于所述确定来生成指示所述液压阀的故障的警报。
CN201480034897.8A 2013-04-19 2014-04-21 检测液压系统中的液压阀故障的方法 Active CN105339682B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361813964P 2013-04-19 2013-04-19
US61/813,964 2013-04-19
PCT/US2014/034797 WO2014172704A1 (en) 2013-04-19 2014-04-21 Method to detect hydraulic valve failure in hydraulic system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105339682A CN105339682A (zh) 2016-02-17
CN105339682B true CN105339682B (zh) 2017-06-13

Family

ID=50979858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480034897.8A Active CN105339682B (zh) 2013-04-19 2014-04-21 检测液压系统中的液压阀故障的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9890799B2 (zh)
EP (1) EP2986858A1 (zh)
KR (1) KR102147057B1 (zh)
CN (1) CN105339682B (zh)
WO (1) WO2014172704A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA117278C2 (uk) * 2014-01-24 2018-07-10 Кінз Меньюфекчурінг, Інк. Сільськогосподарське знаряддя з електрогідравлічними циліндрами
AU2017273551B2 (en) * 2016-05-31 2022-06-02 Transocean Innovation Labs Ltd Methods for assessing the reliability of hydraulically-actuated devices and related systems
SE544628C2 (en) * 2018-07-23 2022-09-27 Joab Foersaeljnings Ab Hydraulic system and method for controlling the speed and pressure of a hydraulic cylinder
JP6701294B2 (ja) * 2018-09-19 2020-05-27 株式会社アマダ プレスブレーキ及び管理システム
JP7124759B2 (ja) * 2019-02-22 2022-08-24 株式会社島津製作所 異常診断システム、その異常診断システムを備えた荷役装置、および異常診断方法
EP3763621B1 (en) * 2019-07-12 2024-08-28 Ratier-Figeac SAS Hydraulic actuation system
EP4038241B1 (en) * 2019-10-01 2024-04-24 Parker-Hannifin Corporation Dual architecture for an electro-hydraulic drive system, machine and method for controlling a machine with an electro-hydraulic drive system
EP4141292A1 (en) * 2021-08-23 2023-03-01 Sandvik Mining and Construction Oy Hydraulic system, mining vehicle and method
US12078163B2 (en) * 2022-04-21 2024-09-03 National Oilwell Varco, L.P. Pump wear detection system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10297A (en) * 1853-12-06 Valve akaahgemeiit for steam-hammebs
US6269635B1 (en) 1999-01-20 2001-08-07 Manitowoc Crane Group, Inc. Control and hydraulic system for a liftcrane
DE10006367A1 (de) * 2000-02-12 2001-08-16 Festo Ag & Co Fluidtechnisches System mit Sicherheitsfunktion
JP3859982B2 (ja) 2001-04-27 2006-12-20 株式会社神戸製鋼所 ハイブリッド建設機械の電力制御装置
US6912849B2 (en) 2002-04-09 2005-07-05 Komatsu Ltd. Cylinder driving system and energy regenerating method thereof
AT6861U1 (de) * 2003-04-09 2004-05-25 Engel Austria Gmbh Verfahren zur prüfung von fehlern einer antriebseinheit einer spritzgiessmaschine
CN101120142B (zh) * 2005-02-17 2012-08-08 沃尔沃建造设备控股（瑞典）有限公司 用于控制作业车辆的设备及方法
SE531309C2 (sv) 2006-01-16 2009-02-17 Volvo Constr Equip Ab Styrsystem för en arbetsmaskin och förfarande för styrning av en hydraulcylinder hos en arbetsmaskin
JP4758856B2 (ja) 2006-09-13 2011-08-31 本田技研工業株式会社 油圧アクチュエータの制御装置
EP2252799B1 (en) 2008-02-12 2014-06-11 Parker-Hannifin Corporation Flow management system for hydraulic work machine
EP2318720B1 (en) * 2008-09-03 2012-10-31 Parker-Hannifin Corporation Velocity control of unbalanced hydraulic actuator subjected to over-center load conditions
US8793023B2 (en) 2008-09-11 2014-07-29 Parker Hannifin Corporation Method of controlling an electro-hydraulic actuator system having multiple actuators
BRPI1009667A2 (pt) 2009-06-11 2016-03-15 Eaton Corp método de detecção para detectar um vazamento de cilindro em um sistema de bomba, método de detecção para detectar um vazamento de gás em um sistema de bomba, método de detecção * para detectar um vazamento de óleo em um sistema de bomba, método limite para limitar a velocidade de um motor de um veículo e sistema de bomba de fluído
EP2549642A1 (en) * 2010-03-17 2013-01-23 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Actuator control device and working machine equipped with same
JP5185349B2 (ja) 2010-10-08 2013-04-17 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
US8483916B2 (en) 2011-02-28 2013-07-09 Caterpillar Inc. Hydraulic control system implementing pump torque limiting

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014172704A1 (en) 2014-10-23
EP2986858A1 (en) 2016-02-24
US20160084271A1 (en) 2016-03-24
KR20150143806A (ko) 2015-12-23
CN105339682A (zh) 2016-02-17
KR102147057B1 (ko) 2020-08-24
US9890799B2 (en) 2018-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105339682B (zh) 检测液压系统中的液压阀故障的方法
EP2989334B1 (en) Method for controlling pressure in a hydraulic actuator
EP2917591B1 (en) Smooth control of hydraulic actuator
KR102067992B1 (ko) 전기 정유압 액추에이터 감속률 제어 시스템
CN105612293B (zh) 用于挖掘机的液压混合回转驱动系统
KR101580933B1 (ko) 쇼벨 및 쇼벨의 제어방법
EP2989333B1 (en) Method of increasing electro-hydrostatic actuator piston velocity
KR20120058446A (ko) 유체 작동 기계 및 유체 작동 기계를 작동시키는 방법
CN102985621A (zh) 用于重型设备的能量管理系统
KR102514523B1 (ko) 건설기계의 유압 제어 장치 및 유압 제어 방법
CN104334405B (zh) 用于监控挖掘机的制动系统的系统和方法
JP2010174574A (ja) 作業機械
CN104350216A (zh) 工程机械
BR102012003644A2 (pt) Método para testar um solenoide de uma válvula de controle direcional em um sistema de produção de hidrocarboneto submarino e sistema de controle de produção de hidrocarboneto submarino
CN107345411A (zh) 动臂油缸节能系统及其控制方法、挖掘机
KR101449007B1 (ko) 건설장비의 전자유압 시스템
WO2023192554A1 (en) Methodology and system for electronic control and acquisition of downhole valve
CN104847643B (zh) 混凝土泵送系统换向控制方法及相应换向控制装置
AU2011211439B2 (en) Fluid-working machine and method of operating a fluid-working machine
CN103696688A (zh) 动力头巡航钻进方法、系统及旋挖钻机
US20140305117A1 (en) Power cylinder and construction machine or lifting gear

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant