CN113216314A - 液压箱保护系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液压箱保护系统。液压箱保护系统可以包括用于检测流体的特性的传感器；用于控制流体流入或流出液压箱的储液器的流体控制装置；以及电子控制模块，用于从传感器接收指示流体的特性的信息、基于流体的特性确定流体是否包括第一类型的流体，以及基于流体是否包括第一类型的流体选择性地提供控制信号以致动流体控制装置来控制流体流入或流出储液器。

Description

液压箱保护系统
技术领域
本发明总体上涉及一种液压箱保护系统，并且例如涉及一种用于防止柴油机排气流体进入液压系统的液压箱保护系统。
背景技术
液压机器，例如反铲装载机、冷刨机、轮式装载机、压实机、铺路机、林业机器、运输机、收割机、挖掘机、工业装载机、拖拉机、推土机或其他类型的采矿、建筑、农业、机器人和/或运输设备，可以包括用于使用液体流体动力来执行工作的液压系统。液压系统可以包括马达、泵、发电机、液压箱或储液器、液压缸和/或类似物。为了利用液体流体动力来执行工作，液压系统可以使包含在液压箱中的液压流体被泵送到液压缸。
柴油机排气流体(DEF)是一种尿素水溶液，其通常用于降低来自机器(例如液压机)的柴油发动机的柴油机排气排放物中的氮氧化物(NOx)浓度。DEF储存在车辆上的箱中并且通过计量系统注入到排气流中。
通常，储存DEF的箱的入口或填充管位于液压系统的液压箱的入口或填充管附近。储存DEF的箱的填充管与液压箱的填充管接近，这可能导致将DEF流体无意地添加到液压箱中并随后分配到整个液压系统。DEF尽管无毒，但会腐蚀某些金属。由于DEF会腐蚀某些金属，因此将DEF流体添加到液压箱和/或随后在整个液压系统中分配DEF可能会导致液压系统损坏。对液压系统造成的损坏可导致修复和/或替换液压系统的一个或多个部件或整个液压系统。
在2010年1月19号授予Toshiaki Kawanishi等人的美国专利第7,647,844B2号中公开了一种确定机器中使用的流体类型的尝试。2010年1月19日申请的名称为“’844专利”的美国专利申请。特别地，'844专利公开了一种流速/液体类型检测方法，用于检测流体的流速，并且同时检测流体的类型和流体的浓度中的任何一种或两者。
尽管'844专利的流速/液体类型检测方法可以检测系统中正在使用的流体的类型，但是'844专利没有提出流速/液体类型检测方法可以防止可能损害或损坏系统的流体进入系统。此外，'844专利没有提出一种能够防止可能损害或损坏液压系统的流体进入液压系统的系统。
本发明的液压箱保护系统解决了上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其他问题。
发明内容
根据一些实现方式，一种方法可以包括：经由液压箱的填充管接收流体；通过传感器确定流体的特性；基于流体的特性确定流体是否包括第一类型的流体；以及基于流体是否包括第一类型的流体，选择性地致动流体控制装置以控制流体流入或流出液压箱的储液器。
根据一些实现方式，机器可以包括液压箱和保护系统。液压箱可以包括填充管和储液器。保护系统可以包括用于检测流体的特性的传感器；用于控制流体流入或流出储液器的流体控制装置；以及用于从传感器接收指示流体的特性的信息、基于流体的特性确定流体是否包括第一类型的流体，以及基于流体是否包括第一类型的流体选择性地提供控制信号以致动流体控制装置来控制流体流入或流出储液器。
根据一些实现方式，系统可以包括液压箱和保护系统。液压箱可以包括储液器和填充管。填充管可以允许流体流入储液器中。保护系统可以包括以下各项中的至少一个：用于控制流入储液器的流体的第一流体控制装置或用于控制从储液器流出的流体的第二流体控制装置；用于确定流体的特性的传感器；以及电子控制模块传感器，用于接收来自储液器的指示流体的特性的信号、基于流体的特性确定流体包括第一类型的流体，以及基于流体是否包括第一类型的流体，选择性地提供控制信号以致动第一流体控制装置或第二流体控制装置中的至少一个。
附图说明
图1是具有液压系统的示例性机器的示意图。
图2是示例性液压箱保护系统的示意图。
图3是包括液压箱保护系统的示例性液压箱的示意图。
图4是包括液压箱保护系统的示例性液压箱的示意图。
图5是包括液压箱保护系统的示例性液压箱的示意图。
图6是用于控制流体流入和/或流出液压箱的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1是机器100的示例的示意图。在图1的示例中，机器100是包括液压系统102的冷铣刨机。机器100用于从诸如道路的地面移除诸如硬化沥青的材料。输送机系统104可以将材料从地面转移到拖运车辆106(例如，货车或牵引拖车)。
如图1所示，机器100具有由一个或多个牵引装置110支撑的框架108、可旋转地支撑在框架108的腹部下方的铣削滚筒112，以及安装到框架108并被配置成驱动牵引装置110和铣削滚筒112的发动机(未示出)。牵引装置110可包括连接到液压系统102的致动器114的轮子或履带，以相对于地面可控制地升高和降低框架108。相同或不同的致动器114可用于使机器100转向和/或调节牵引装置110的行进速度。输送机系统104在前端处连接到框架108并且被配置成将材料从铣削滚筒112运出并输送至例如拖运车辆106的容器中。框架108还支撑操作员站118。操作员站118容纳控制台120，控制台120具有用于控制机器100和/或液压系统102的任何数量的接口装置122。
如上所述，图1作为示例提供。其他示例可以与结合图1所描述的不同。
图2是示例性液压箱保护系统200的示意图。液压箱保护系统200可以被配置成防止不希望的流体，例如柴油机排气流体(DEF)，进入和/或离开液压箱300的一个或多个部分(例如，储液器302和/或填充管304)(在图3-5中示出)。如图2所示，液压箱保护系统200包括传感器202、流体控制装置204、电子控制模块(ECM)206和/或警报系统208。
传感器202是被配置成检测流体的特性并且将识别所检测到的特性的信息传输至ECM 206的传感器装置。例如，传感器202可以是pH传感器、尿素传感器、液体密度传感器等。传感器202可以被配置成检测流体的pH平衡和/或尿素含量，并且可以将指示和/或识别流体的pH平衡和/或尿素含量的信号或信息传输至ECM 206。
流体控制装置204是被配置成控制流体流动的装置。流体控制装置204可以是闸门、阀和/或类似装置，其可以在允许流体流动的打开状态或位置和阻止流体流动的关闭状态或位置之间被致动。例如，流体控制装置204可被致动以控制流体流入和/或流出液压箱300的一个或多个部分，例如贮液器302、填充管304和/或导管306。
可替代地和/或附加地，流体控制装置204是被配置成停止与液压系统102相关联的机器的操作的装置，以控制流体流入和/或流出液压箱300的一个或多个部分，例如储液器302、填充管304和/或导管306。例如，流体控制装置204可以是被配置成停止机器100和/或液压系统102的操作以防止流体流出储液器302和/或流入导管306的装置。
ECM 206包括一个或多个处理器并且可以执行允许ECM 206向液压箱保护系统200的一个或多个部件提供信号或解释来自液压箱保护系统200的一个或多个部件的信号的软件。一个或多个处理器以硬件、固件或硬件与软件的组合来实现，并且采取中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、加速处理单元(APU)、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其他类型的处理部件。
该软件允许ECM 206从传感器202接收信号，基于从传感器202接收的信号确定流体的类型、向流体控制装置204提供信号以在打开和关闭位置之间致动流体控制装置204、和/或向警报系统208提供信号以使警报系统208执行如下所述的动作。
警报系统208是被配置成从ECM 206接收信号并基于所接收的信号执行动作的系统。该动作可以是旨在通知用户流体已被确定为特定类型的流体和/或流体已被确定为不是特定类型的流体的任何动作。例如，该动作可以包括使得一组一个或多个发光二极管(LED)被点亮、使得经由扬声器发出可听消息、防止液压系统的操作、防止与该液压系统相关联的车辆的操作、使得向用户装置发送通知等。
如上所述，图2作为示例提供。其他示例可能与结合图2所描述的不同。例如，尽管液压箱保护系统200被描述为包括单个传感器202和单个流体控制装置204，但是液压箱保护系统200可以包括多个传感器202和/或多个流体控制装置204。
图3是包括液压箱保护系统200的示例性液压箱300的示意图。如图3所示，液压箱300包括储液器302、填充管304、导管306、传感器202、流体控制装置204、ECM 206和警报系统208。
储液器302是容纳液压系统102所利用的诸如基于石油的液压流体的液压流体的容器。例如，液压流体可以经由填充管304输入到液压系统中。填充管304是允许液压流体流入储液器302的结构。液压系统102的泵(未示出)使得液压流体经由导管306从储液器302提供到液压系统102的一个或多个致动器114(和/或从一个或多个致动器114提供到储液器302中)。
液压箱保护系统200可以控制离开填充管304和/或进入储液器302的流体的流动。例如，用户可以将流体倾倒到填充管304中。如图3所示，传感器202可以位于或定位在填充管304内。当流体被注入到填充管304中时，传感器202检测流体的特性。在一些实现方式中，传感器202是pH传感器并且检测流体的pH水平。可替代地或附加地，传感器202是尿素传感器并且检测流体的尿素含量和/或流体的其他性质。
基于检测流体的特性，传感器202向ECM 206发送信号。该信号包括识别所检测到的流体的特性的信息。ECM 206接收信号并基于所包括的信息确定流体的特性。ECM 206基于流体的特性确定流体的类型。
在一些实现方式中，ECM 206基于该特性确定流体的性质。ECM 206基于流体的性质确定流体的类型。
例如，该信号可以包括识别流体的pH水平的信息。ECM 206基于确定流体的pH水平是否满足阈值pH水平确定流体的类型。
可替代地或附加地，该信号可以包括识别流体的尿素含量的信息。ECM 206基于流体的尿素含量确定流体的类型。
ECM 206确定流体控制装置204的状态或位置。例如，ECM 206确定流体控制装置204是处于打开状态或位置还是处于关闭状态或位置。基于流体是DEF，并且当流体控制装置204处于打开状态或位置时，ECM 206将信号传输到流体控制装置204以使得流体控制装置204从打开状态或位置转变到关闭状态或位置以防止DEF进入储液器302。
当流体控制装置204处于关闭状态或位置时，ECM 206向流体控制装置204发送信号以防止流体控制装置204从关闭状态或位置转变到打开状态或位置。可替代地，当流体控制装置204处于关闭状态或位置时，ECM 206可确定不将信号传输到流体控制装置204。
如图3所示，流体控制装置204可以定位在填充管304的端部处或附近，以控制流体进入储液器302的流动。流体控制装置204接收由ECM 206传输的信号并基于该信号致动(或避免致动)到打开或关闭状态或位置。
如上所述，图3作为示例提供。其他示例可能与结合图3所描述的不同。
图4是包括液压箱保护系统200的示例性液压箱300的示意图。如图4所示，液压箱保护系统200可位于或定位在储液器302内以控制离开储液器302和/或进入导管306的流体的流动。例如，用户可以将流体倾倒到填充管304中。该流体可以流经填充管304并且进入储液器302中。
当流体进入储液器302时，和/或当流体在储液器302内时，传感器202检测流体的特性。为了在流体进入储液器302时检测流体的特性，传感器202可定位在储液器302中靠近或邻近填充管304的端部。因为DEF是相对于液压流体更致密的流体，所以DEF可以沉降到储液器302的底部内。如图4所示，为了检测储液器302内的DEF，传感器202可以定位在储液器302的底表面附近(例如，地表面之上和/或邻近地表面)。
传感器202可以以类似于以上关于图3所描述的方式将包括识别流体特性的信息的信号传输到ECM 206。ECM 206以类似于以上关于图3描述的方式接收该信号并且确定流体的类型。
ECM 206确定流体控制装置204的状态或位置。例如，ECM 206确定流体控制装置204是处于打开状态或位置还是处于关闭状态或位置。当流体是不希望的或有害的流体类型时(例如，DEF)，并且当流体控制装置204处于打开状态或位置时，ECM 206将信号传输至流体控制装置204以使流体控制装置204从打开状态或位置转变到关闭状态或位置，以防止DEF离开储液器302和/或进入导管306。
当流体是不希望的或有害的流体类型(例如，DEF)时，并且当流体控制装置204处于关闭状态或位置时，ECM 206将信号传输到流体控制装置204以防止流体控制装置204从关闭状态或位置转变到打开状态或位置。可替代地，当流体控制装置204处于关闭状态或位置时，ECM 206可确定不将信号传输至流体控制装置204。
如图4所示，流体控制装置204定位在导管306的端部处或附近，以控制离开储液器302和/或进入导管306的流体的流动。流体控制装置204可基于从ECM 206接收的信号致动或保持在打开或关闭状态/位置，以控制流体流出储液器302和/或流入导管306。
如上所述，图4作为示例提供。其他示例可能与结合图4所描述的不同。
图5是包括液压箱保护系统200的示例性液压箱300的图。在一些实现方式中，液压箱保护系统200控制离开填充管304的流体的流动(例如，进入储液器302)并且控制离开储液器302的流体的流动(例如，进入导管306)。例如，如图5所示，液压箱保护系统200包括传感器202-1和流体控制装置204-1，流体控制装置204-1定位成以类似于上文关于图3描述的方式控制流出填充管304和/或进入储液器302的流体的流动。附加地，液压箱保护系统200包括传感器202-2和流体控制装置204-2，流体控制装置204-2定位成以类似于上文关于图4描述的方式控制流出储液器302和/或进入导管306的流体的流动。
在操作中，流体控制装置204-1可以处于打开状态或位置，并且不想要的或有害的流体类型(例如，DEF)流过填充管304的速率可以足以允许不想要的或有害的流体的一部分在流体控制装置204-1致动到关闭状态或位置之前进入储液器302。传感器202-2检测进入储液器302中的该部分不想要的或有害的流体的特性，并且将包括标识该部分不想要的或有害的流体的特性的信息的信号传输到ECM 206。
ECM 206基于识别该部分不想要的或有害的流体的特征的信息确定该部分不想要的或有害的流体的类型(例如，DEF)。ECM 206确定流体控制装置204-2是处于打开状态或位置还是处于关闭状态或位置。基于被识别为不想要的或有害的流体类型的流体，并且当流体控制装置204-2处于打开状态或位置时，ECM 206将信号传输到流体控制装置204-2使流体控制装置204-2从打开状态或位置转变到关闭状态或位置，以防止该部分不想要的或有害的流体离开储液器302和/或进入导管306。
当流体控制装置204-2处于关闭状态或位置时，ECM 206向流体控制装置204-2发送信号以防止流体控制装置204-2从关闭状态或位置转变到打开状态或位置。可替代地，当流体控制装置204-2处于关闭状态或位置时，ECM 206可以确定不将信号传输到流体控制装置204-2。
如图5所示，流体控制装置204-2定位在导管306的端部处或附近，以控制离开储液器302和/或进入导管306的流体的流动。流体控制装置204-2接收由ECM 206传输的信号并且致动(或避免致动)成打开或关闭状态或位置以防止该部分不想要的或有害的流体离开储液器302和/或进入导管306。
如上所述，图5作为示例提供。其他示例可以与结合图5所描述的不同。
图6是用于控制流体流入和/或流出液压箱300的储液器302的示例性过程600的流程图。在一些实现方式中，图6的一个或多个过程框可以由液压箱保护系统(例如，液压箱保护系统200)执行。
如图6所示，过程600可以包括经由液压箱的填充管接收流体(框602)。例如，为了将流体添加到液压系统，流体可以经由液压箱300的填充管304被倾倒入液压箱300的储液器302中，如上所述。
如图6进一步所示，过程600可以包括确定流体的特性(框604)。例如，如上所述，液压箱保护系统200的传感器202可以是pH传感器、尿素传感器和/或其他类型的传感器，并且可以确定流体的特性，例如pH水平、尿素含量和/或流体的其他性质。
如图6进一步所示，过程600可以包括基于流体的特性，确定流体是否包括第一类型的流体(框606)。例如，流体的特性可以是流体的pH水平和/或尿素含量，并且ECM 206可以基于流体的pH水平和/或尿素含量确定流体是否包括如上所述的第一类型的流体，例如DEF。
如在图6中进一步所示，过程600可以包括基于流体是否包括第一类型的流体来选择性地致动流体控制装置以控制流体流入或流出液压箱的储液器(框608)。例如，如上所述，ECM 206可以基于流体是否包括第一类型的流体来选择性地致动流体控制装置204以控制流体流入或流出液压箱300的储液器302。
选择性地致动流体控制装置204可以包括当流体包括第一类型的流体时关闭流体控制装置以防止流体进入储液器；当流体包括第一类型的流体时，打开流体控制装置以允许流体离开储液器；当流体不包括第一类型的流体时，避免打开流体控制装置以允许流体进入储液器；或当流体不包括第一类型的流体时，避免关闭流体控制装置以防止流体离开储液器。
液压箱300可以可操作地联接到机器100，并且当流体被确定为第一类型的流体时，可防止机器100的操作和/或可例如通过警报系统208输出对机器100的用户的警报。
过程600可包括附加的实现方式，诸如上述和/或结合本文别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实现方式或实现方式的任何组合。
尽管图6示出了过程600的示例框，但是在一些实现方式中，过程600可以包括比图6中描绘的那些更多的框、更少的框、不同的框或不同布置的框。附加地，或可选地，可以并行执行过程600的两个或更多个框。
工业实用性
所公开的液压箱保护系统200可以与需要防止诸如DEF的特定类型的流体进入液压系统102的任何液压系统102一起使用。所公开的液压箱保护系统200可以确定进入液压箱300的储液器302和/或在液压箱300的储液器302内的流体的类型，并且可以致动流体控制装置204，例如阀、闸门和/或被配置成停止与液压箱保护系统200相关联的机器100的操作，以基于流体的类型来控制流体流入和/或流出储液器302的装置。
以此方式，液压箱保护系统200保护液压系统102免受由于将有害流体(例如DEF)引入液压系统102而导致的液压系统102的损坏和/或低效或受损操作。通过保护液压系统102免受损坏和/或液压系统102的低效或受损操作，液压箱保护系统200保护利用液压系统102的机器100(例如，冷刨床)免受由于将诸如DEF的有害流体引入液压系统102中而导致的损坏和/或低效或受损操作。此类损坏和/或损害可能是由于有害流体负面地冲击液压系统102和/或机器100的部件，导致机械故障(例如，由于导致液压系统102的一个或多个金属部件的腐蚀)等。因此，通过防止有害流体进入和/或离开液压箱300的储液器302，相对于先前的液压系统，将液压箱保护系统200包括在液压系统102中可以降低更换设备、维护和/或修理的成本。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
经由液压箱的填充管接收流体；
通过传感器确定流体的特性；
基于所述流体的特性确定所述流体是否包括第一类型的流体；以及
基于所述流体是否包括所述第一类型的流体，选择性地致动流体控制装置以控制所述流体流入或流出所述液压箱的储液器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中选择性地致动所述流体控制装置包括以下之一：
当所述流体包括所述第一类型的流体时，关闭所述流体控制装置以防止所述流体进入所述储液器，或者
当所述流体包括所述第一类型的流体时，打开所述流体控制装置以允许所述流体离开所述储液器。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中选择性地致动所述流体控制装置包括以下之一：
当所述流体不包括所述第一类型的流体时，避免打开所述流体控制装置以允许所述流体进入所述储液器，或者
当所述流体不包括所述第一类型的流体时，避免关闭所述流体控制装置以防止所述流体离开所述储液器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中确定所述流体的特性包括：
确定以下至少一项：
所述流体的pH水平，或者
所述流体的尿素含量；以及
其中确定所述流体是否包括所述第一类型的流体包括：
基于所述流体的pH水平或所述流体的尿素含量中的至少一个确定所述流体是否包括所述第一类型的流体。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述液压箱可操作地联接到机器，所述方法进一步包括：
当所述流体包括所述第一类型的流体时，防止所述机器的操作。
6.一种机器，包括：
液压箱，包括：
填充管，以及
储液器；以及
保护系统，包括：
用于检测流体的特性的传感器；
流体控制装置，用于控制所述流体流入或流出所述储液器，以及
电子控制模块，用于：
从所述传感器接收指示所述流体的特性的信息，
基于所述流体的特性确定所述流体是否包括第一类型的流体，以及
基于所述流体是否包括所述第一类型的流体，选择性地提供控制信号以致动所述流体控制装置以控制所述流体流入或流出所述储液器。
7.根据权利要求6所述的机器，其中，当选择性地致动所述流体控制装置时，所述电子控制模块用于：
当所述流体包括所述第一类型的流体时，防止所述流体控制装置处于打开状态以防止所述流体离开所述填充管或所述储液器中的至少一个；以及
当所述流体不包括所述第一类型的流体时，防止所述流体控制装置处于关闭状态以允许所述流体离开所述填充管或所述储液器中的至少一个。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的机器，其中指示所述流体的特性的信息包括指示所述流体的pH水平或所述流体的氨含量中的至少一个的信息；并且
其中，当确定所述流体是否包括所述第一类型的流体时，所述电子控制模块用于：
基于所述流体的pH水平或所述流体的氨含量中的至少一个确定所述流体是否包括所述第一类型的流体。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的机器，其中所述电子控制模块进一步用于：
当所述流体包括所述第一类型的流体时，防止所述机器的操作。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的机器，其中，当确定所述流体是否包括所述第一类型的流体时，所述电子控制模块用于：
确定所述流体是否包括柴油排气流体。
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