CN105804985A - 用于估计传感器输出的系统 - Google Patents

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CN105804985A CN201610031862.XA CN201610031862A CN105804985A CN 105804985 A CN105804985 A CN 105804985A CN 201610031862 A CN201610031862 A CN 201610031862A CN 105804985 A CN105804985 A CN 105804985A
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S·安查
A·M·埃格尔加
H·杜
T·佐佐木
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Abstract

本发明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。

Description

用于估计传感器输出的系统
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
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图示包括根据本发明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图示根据本发明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可通过一对动臂液压缸31(图1中只示出一个)沿着路径推进或运动。斗杆构件20可通过斗杆液压缸32推进。
工具15相对于斗杆构件20的转动可通过工具液压缸33的致动实现。
动臂液压缸31、斗杆液压缸32和工具液压缸33中的每个可体现为图2所示的线性致动器，其具有管状或柱形主体和在其中布置成形成两个不同压力室的活塞和杆组件。压力室可选择性地供应有加压流体并排放压力流体以造成活塞和杆组件在柱形主体内移位。流体进入和离开压力室的流速可以与液压缸的延伸或缩回的速度相关，而两个压力室之间的压力差可与液压缸赋予其相关连杆构件的力相关。液压缸的延伸和缩回造成包括工具15的连杆构件运动。还考虑到致动器可替代地体现为电马达、气动马达或任何其他的致动装置。
摆动马达17也可通过不同流体压力驱动。具体地，摆动马达17可以是包括定位在叶轮(未示出)的相对侧上的第一和第二室(未示出)的转动致动器。在用加压流体填充第一室并从第二室排放流体时，叶轮被迫在第一方向上转动。相反，在从第一室排放流体并用加压流体填充第二室时，叶轮被迫在相反方向上转动。流体进入和离开第一和第二室的流速影响摆动马达17的转动速度，而叶轮上的压力差影响其输出转矩。
机器10可装备多个传感器，传感器直接或间接地提供机器的各个方面的性能或状况的数据。术语“传感器”指的是以其最广义含义使用，包括一个或多个传感器以及可以与机器10相联并可以操作以感测机器的多种功能、操作和操作特性的相关部件。例如，燃料使用传感器76(图2)可设置成感测和指示发动机使用的燃料量。另外，发动机速度传感器77可设置成感测和指示发动机的速度。
参考图2，控制系统35可设置成控制机器10的操作。控制系统35可包括诸如控制器36的电子控制模块。控制器36可接收操作者输入命令或信号，并控制机器10的多种系统的操作。控制系统35可包括控制机器10的诸如操纵杆的一个或多个操作者输入装置37和一个或多个传感器。控制器36可经由通信线38或无线地与传感器、操作者输入装置37和其他部件通信。
控制器36可以是电子控制器，其以逻辑方式操作以进行操作、运行控制算法、存储和取出数据和其他希望操作。控制器36可包括或访问存储器、辅助存储装置、处理器和运行应用程序的任何其他部件。存储器和辅助存储装置可以是只读存储器(ROM)或随机访问存储器(RAM)或可以通过控制器访问的集成电路的形式。多种其他电路可以与控制器相联，诸如电源电路、信号调节电路、驱动器电路和其他类型的电路。
控制器36可以是单个控制器或可包括布置成控制机器10的多种功能和/或特征的一个以上的控制器。术语“控制器”指的是以其最广义含义使用以包括可以与机器10相联并可以协作以控制机器的多种功能和操作的一个或多个控制器和/或微处理器。控制器36的功能可在硬件和/或软件中实施，而不考虑功能。控制器36可依赖于与机器10的操作状况相关的一个或多个数据映射，其可以存储在控制器的存储器内。这些映射的每个可包括表格、图形和/或等式形式的数据集合。控制器36可使用数据映射以使机器10的性能和效率最大。
动臂液压缸31、斗杆液压缸32、工具液压缸33和摆动马达17可与其他协作流体部件一起操作以响应于从操作者输入装置37接收的输入运动工具15。特别是，控制系统35可包括被构造成产生和分配加压流体流的一个或多个流体回路(未示出)。一个或多个动臂控制阀40、一个或多个斗杆控制阀41、一个或多个工具控制阀42以及一个或多个摆动控制阀43可被构造或定位成接收加压流体流并选择性地使流体分别计量进入和离开动臂液压缸31、斗杆液压缸32、工具液压缸33和摆动马达17，以调节其运动。
控制器36可以被构造成接收来自操作者输入装置37的输入，并响应于输入且基于以上描述的数据映射，命令动臂控制阀40、斗杆控制阀41、工具控制阀42和摆动控制阀43的操作。更具体地，控制器36可接收指示特定方向上的运动的希望速度和/或类型的输入装置位置信号，并参照控制器36的存储器内存储的数据映射，确定用于动臂控制阀40、斗杆控制阀41、工具控制阀42和摆动控制阀43内的每个供应和排放元件的流速值和/或相关位置。流速或位置可接着被发送给适当供应和排放元件，以造成致动器的室以造成工具15希望运动的速率填充和/或排放。
图3描述用于提供加压液压流体以操作机器10内的多种系统的液压动力系统39。诸如燃烧发动机和/或非燃烧功率源的原动机13可操作地连接到齿轮组45，其操作地连接成驱动诸如第一可变排量液压泵46、第二可变排量液压泵47和风扇泵48的一个或多个泵。充量泵49可操作地连接到可变排量液压泵之一，或可以直接连接到齿轮组45。如图3所示，充量泵49操作地连接到第一可变排量液压泵46。
每个可变排量液压泵可被构造成通过连接到第一输出线50的第一可变排量液压泵46和连接到第二输出线51的第二可变排量液压泵47排放高压液压流体。来自第一输出线50和第二输出线51的高压液压流体可用于任何希望目的，诸如操作致动器系统30的液压缸和摆动马达17以运动作业器具以及操作液压推进系统以使机器10在挖掘地点100附近运动。
第一压力传感器55可与第一可变排量液压泵46操作地相联，以监视从第一液压泵离开的液压流体的输出压力。第一排量传感器56可与第一可变排量液压泵46操作地相联，以监视第一液压泵的排量。第二压力传感器57可与第二可变排量液压泵47操作地相联，以监视从第二液压泵离开的液压流体的输出压力。第二排量传感器58可与第二可变排量液压泵47操作地相联以监视第二液压泵的排量。第一压力传感器55、第一排量传感器56、第二压力传感器57和第二排量传感器58中的每个还可包括与其相联的状态传感器59，其用来确定压力和排量传感器是否适当操作。
状态传感器59可通过监视压力传感器和排量传感器中的每个的操作状态来操作。状态传感器59可采取任何形式并因此可以在硬件和/或软件中实施。例如，压力和排量传感器中的每个可包括独立的状态传感器，或者状态传感器可以一体形成为压力和排量传感器的部分，如图3所示。在另一例子中，状态传感器59可以是控制系统35或控制器36的部分，并通过监视来自压力和排量传感器的信号的类型、频率或间隔以及范围或大小来操作。在又一例子中，状态传感器59可形成每个压力和排量传感器的校准和/或诊断系统的一部分。如果来自压力和排量传感器的信号位于希望或期望范围之外，控制器36可确定相应的压力或排量传感器没有适当操作。
如果状态传感器59是独立元件，它们可以产生传递到控制器36并由其接收的状态信号。例如，与第一压力传感器55相联的第一压力状态传感器可被构造成产生指示第一压力传感器的状态的第一压力传感器状态信号。与第一排量传感器56相联的第一排量状态传感器可以被构造成产生指示第一排量传感器的状态的第一排量传感器状态信号。与第二压力传感器57相联的第二压力状态传感器可被构造成产生指示第二压力传感器的状态的第二压力传感器状态信号。与第二排量传感器58相联的第二排量状态传感器可被构造成产生指示第二排量传感器的状态的第二排量传感器状态信号。
如果状态传感器59不是独立元件，控制器36可不接收具体信号，而是在控制器36内产生指示传感器的状态的信号。这里描述的系统是同样适用的，而不考虑状态信号通过控制器36产生和/或接收的方式。
风扇泵48可以是被构造成将加压液压流体排放到操作地连接到风扇52的固定排量风扇泵的可变排量泵。充量泵49可以是被构造成将相对低压力液压流体排放到充量泵线53的固定排量泵。经过充量泵线53的相对低压力液压流体可以用于任何希望目的，诸如操作用来控制致动器系统30的位置的控制阀(例如动臂控制阀40、斗杆控制阀41、工具控制阀42和摆动控制阀43)。
控制系统35和液压动力系统39可被构造成闭环系统，其中对于与机器10相联的所有系统的全部操作来说会需要所有传感器的反馈和适当操作。没有所有必要的输入，控制系统35会“减行程”或降低与失效传感器相联的泵的排量，并且液压动力系统39将以受限制或最小流动条件操作。在这种情况下，机器10可以基本上不操作。
在与第一可变排量液压泵46或第二可变排量液压泵47相联的输出传感器之一(即第一压力传感器55、第一排量传感器56、第二压力传感器57或第二排量传感器58)失效的情况下，控制系统35可包括传感器输出估计系统60以估计来自与失效相关的可变排量液压泵的输出。传感器输出估计系统60可通常通过确定到泵的输入、确定来自泵的已知输出并基于到泵的输入和已知输出估计丢失输出来操作。
如图4所示，传感器输出估计系统60可被构造成使得控制器36接收来自机器10的多种传感器和系统的信息，并处理信息以产生来自不操作传感器的必要或希望估计。因此，所有可能输入和输出在图4中示出。在节点61，控制器36可接收来自燃料使用传感器76(图2)的指示原动机13使用的燃料量的燃料使用信号或数据。在节点62，控制器36可接收来自发动机速度传感器77(图2)的指示发动机速度的发动机速度信号或数据。控制器36可使用原动机13使用的燃料量以及发动机速度来确定来自原动机的输出转矩。这种确定可通过使用速查表格、数据映射、等式或控制器36的其他方面来进行。
燃料使用传感器76和发动机速度传感器77的组合可用作产生指示来自原动机13的输出转矩的转矩信号的转矩传感器的等同物。确定来自原动机13的输出转矩的其他方式也可考虑。例如，其他传感器可在使用非燃烧功率源时使用。
在节点63，控制器36可接收来自第一压力传感器55的指示经过第一输出线50从第一可变排量液压泵46离开的液压流体的压力的压力信号或数据。在节点64，控制器36可接收来自第一排量传感器56的指示第一可变排量液压泵46的排量的排量信号或数据。
在节点65，控制器36可接收来自第二压力传感器57的指示经过第二输出线51从第二可变排量液压泵47离开的液压流体的压力的压力信号或数据。在节点66，控制器36可接收来自第二排量传感器58的指示第二可变排量液压泵47的排量的排量信号或数据。
在节点67，控制器36可接收来自与第一压力传感器55相联的状态传感器59的指示第一压力传感器是否适当操作的状态信号。在节点68，控制器36可接收来自与第一排量传感器56相联的状态传感器59的指示第一排量传感器是否适当操作的状态信号。在节点69，控制器36可接收来自与第二压力传感器57相联的状态传感器59的指示第二压力传感器是否适当操作的状态信号。在节点70，控制器36可接收来自与第二排量传感器58相联的状态传感器59的指示第二排量传感器是否适当操作的状态信号。
控制器36可产生来自不操作的传感器的输出估计。因此，在节点71，在第一压力传感器55失效的情况下，控制器36可产生作为经过第一输出线50从第一可变排量液压泵46离开的液压流体的压力的估计的信号。在节点72，在第一排量传感器56失效的情况下，控制器36可产生作为第一可变排量液压泵46的排量的估计的信号。在节点73，在第二压力传感器57失效的情况下，控制器36可产生作为经过第二输出线51从第二可变排量液压泵47离开的液压流体的压力的估计的信号。在节点74，在第二排量传感器58失效的情况下，控制器36可产生作为第二可变排量液压泵47的排量的估计的信号。
虽然图4描述来自第一压力传感器55(节点63)、第一排量传感器56(节点64)、第二压力传感器57(节点65)和第二排量传感器58(节点66)的每个的输入以及来自这些传感器的每个(节点71-74)的估计输出，应该注意到传感器输出估计系统60被构造成在传感器中的唯一一个不操作时操作。控制器36因此确定哪个数据丢失，并产生丢失输出的估计。换言之，如果所有压力传感器和排量传感器适当操作，传感器输出估计系统60是不必要的，并且机器10可以其希望方式操作。但是，在压力或排量传感器中的唯一一个不适当操作时，传感器输出估计系统60操作以确定丢失输出信号的估计。来自适当操作的传感器的输出估计将不产生。失效传感器的估计输出可接着通过控制系统35使用，使得液压动力系统39完全操作。
参考图5，描述传感器输出估计系统60的第二框图。除了描述第一压力传感器55不适当操作并因此控制器36在节点63不接收来自第一压传感器55的输入信号或数据的例子之外，图5的框图与图4相同。没有这种输入通过凸显节点63处的文字来描述。由于不操作传感器是第一压力传感器55，只有来自第一可变排量液压泵46的输出压力的估计将在节点71产生。来自第一排量传感器56、第二压力传感器57和第二排量传感器58的输出估计将不产生。没有来自这些传感器的输出估计通过凸显节点72-74处的文字描述。
如果第一排量传感器56(而不是第一压力传感器55)不操作，节点64处的输入将被省略，并且节点71和73-74处的输出将被省略。类似地，不操作的第二压力传感器57将造成省略节点65处的输入，以及省略节点71-72和74处的输出，而不操作的第二排量传感器58将造成省略节点66处的输入以及省略节点71-73处的输出。
传感器输出估计系统60的操作流程在图6中描述。在阶段80，用来改善传感器输出估计系统60的精度的操作估计和其他希望因子在控制器36内设置或输入。例如，丢失或用来驱动风扇泵48(以及风扇52)和充量泵49的能量或转矩大小的估计可以在控制器36内设置。另外，泵效率因子也可在控制器36内设置或输入。该值可以通过机器操作者、管理人员、技术人员、其他人员输入，或以缺省值预先设置。
在阶段81，控制器36可接收来自机器10的多种传感器的数据或信号。在决定阶段82，控制器36可确定泵传感器是否适当操作。为此，控制器36可分析来自压力和排量传感器或来自与第一压力传感器55、第一排量传感器56、第二压力传感器57和第二排量传感器58中的每个相联的状态传感器59的信号。如果在决定阶段82所有的泵传感器都适当操作，控制器36可在阶段81继续接收传感器数据。
如果在决定阶段82任何的泵传感器没有适当操作，控制器36可在决定阶段83确定是否一个以上的泵传感器失效。如果一个以上的泵传感器已经失效，控制器36可在阶段84产生报警命令。报警命令可操作以通知机器操作者、管理人员和/或任何其他希望人员或系统：泵传感器失效。
如果唯一一个泵传感器失效，控制器36可在阶段85确定原动机输出转矩。在一个例子中，控制器可基于原动机的燃料使用和发动机速度确定原动机输出转矩。在其他情况下，可以采用确定原动机输出转矩的其他方式。在使用非燃烧功率源时，其他传感器可用来确定原动机输出转矩。控制器36可在阶段86基于原动机输出转矩和阶段80处设置的风扇泵损失和充量泵损失的估计确定输入转矩或输入泵转矩的估计。为此，控制器36可从原动机输出转矩减去风扇泵损失和充量泵损失的估计。
在阶段87，控制器36可确定每个操作传感器处的输出。更具体地，控制器36可基于分别来自第一压力传感器55和第二压力传感器57的其操作程度的数据确定来自第一可变排量液压泵46和第二可变排量液压泵47的输出压力。另外，控制器36可基于分别来自第一排量传感器56和第二排量传感器58的其操作程度的数据确定第一可变排量液压泵46和第二可变排量液压泵47的排量。
控制器36可在阶段88确定其中压力传感器和排量传感器都操作的泵的输出转矩。例如，如果第二传感器(即第二压力传感器57或第二排量传感器58)中的一个不操作，控制器36可在阶段88确定第一可变排量液压泵46的输出转矩。如果第一传感器(即第一压力传感器55或第一排量传感器56)中的一个不操作，控制器36可在阶段88确定第二可变排量液压泵47的输出转矩。为了确定泵之一的输出转矩，控制器36可将操作中的压力传感器确定的输出压力与操作中的排量传感器确定的排量相乘。
在阶段89，控制器36可确定具有不操作传感器的泵的输出转矩的估计。为此，控制器36可从阶段86处确定的输入泵转矩的估计中减去阶段88处计算的具有操作传感器的泵的输出转矩。剩余转矩大致等于具有没有操作或不操作传感器的泵的输出转矩。
在阶段90，控制器36可确定不操作传感器处的输出的估计。为此，控制器36可将具有不操作传感器的泵的输出转矩(阶段89处确定的)除以与同一泵相联的操作传感器的输出。换言之，如果泵的压力传感器不操作，控制器36可将该泵的输出转矩除以与该泵相联的排量传感器确定的排量，以确定来自泵的输出压力的估计。类似地，如果泵的排量传感器不操作，控制器36可将该泵的输出转矩除以与该泵相联的压力传感器确定的压力，以确定泵的排量的估计。
如果希望，阶段90处确定压力或排量的估计可在阶段91处乘以阶段80处设置的泵效率因子。来自不操作传感器的估计输出可接着通过控制器36作为到控制系统35和液压动力系统39的输入使用，使得系统和机器10保持操作。
如果希望，阶段80处设置的泵效率因子可在泵传感器失效之前在机器10操作期间调节。为此，在决定阶段82确定泵传感器适当操作时，控制器36可计算来自压力传感器和排量传感器中的每个的估计输出，并将其与来自传感器的实际输出比较。如果估计输出是不同的，泵效率因子可被调节，使得估计输出更紧密地匹配实际输出。
工业实用性
这里描述的传感器输出估计系统60的工业实用性将容易从以上描述中理解。本发明适用于具有一个或多个可变排量液压泵的机器10。适用于传感器输出估计系统60的一种示例性机器是挖掘机或液压铲。但是，传感器输出估计系统60可适用于其中在诸如由于传感器失效而准确值不能得到时希望趋近来自可变排量液压泵的输出值的其他机器。
本发明的传感器输出估计系统60可在操作机器的同时提供许多优点。在与可变排量液压泵相联的输出传感器之一失效的情况下，控制器36可被构造成确定与不操作传感器相联的输出的近似值，并因此允许控制系统35和液压动力系统39保持完全或接近完全操作。这允许操作者即使在等待不操作传感器更换的同时也以高效方式继续操作机器10。
将理解到以上描述提供本发明系统和技术的例子。但是，设想到本发明的其他应用可在细节上不同于以上例子。本发明或其例子的所有参照旨在参照此时正在讨论的特定例子，并不意图对于本发明的更宽泛的范围施加任何限制。相对于某些特征的区别性和贬低性的所有言语意图指明这些特征不是优选的，而不将其完全排除在本发明范围之外，除非另外指明。
这里数值范围的引用只意图用作单独参照落入该范围的每个独立数值的简便方法，除非这里另外指明，并且每个独立数值被结合到说明书中，似乎它在这里单独引用。这里描述的所有方法可以任何适当顺序执行，除非这里另外指明或另外通过上下文清楚否认。
因此，本发明包括由适用法律许可的所附权利要求中引用主题的所有变型和等同物。此外，所有可能变型中的所述元件的任何组合通过本发明所包含，除非这里另外指明或另外通过上下文清楚否认。

Claims (20)

1.一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以驱动可变排量液压泵和第二可变排量液压泵的齿轮组。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步被构造成如果压力传感器和排量传感器都不操作时产生报警命令。
14.一种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；
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；
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；
接收来自压力传感器和排量传感器之一的信号；
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；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。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括提供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。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括只在确定压力传感器和排量传感器中的唯一一个失效时确定估计输出。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括提供第二可变排量液压泵；
提供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的第二传感器；
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；以及
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。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括提供通过原动机驱动的第二可变排量液压泵；
提供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的第二压力传感器；
提供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的第二排量传感器；
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变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。
19.根据权利要求18所述的方法，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，并且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。
20.一种机器，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，其被构造成：
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。
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