JP6157365B2 - 建設機械で利用される電子油圧システムを制御するための、故障検知、分離、再構成システム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2012年3月5日に、PCT国際特許出願として、米国を除く全ての国々の指定に対する出願者である、米国国内企業のイートン コーポレーションの名で提出されており、中国国民のチンフゥイ ユエン、米国国民のマイケル ベルン ラノウ、米国国民のウェイド レオ ゲールホフ、米国国民のクリストファー ウィリアム ショットラ−、インド国民のビシャル マウルカーは、米国のみの指定に対する出願者であり、そして、2011年3月3日に提出された米国特許出願番号第61/448,742号に対する優先権を主張し、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、油圧作動システムで使用される、故障検知、分離、及び、再構成の、スキーム、アーキテクチャ、方法に関するものである。
図1は、本発明の本質部分に係る、故障検知、分離、及び、再構成(FDIR)アーキテクチャ20の一例を示している。FDIRアーキテクチャ20は、建設車両等の車両の油圧作動システムの制御に適したものである。1つの具体例として、FDIRアーキテクチャ20は、ホイールローダ22(図2参照)の油圧作動システムの制御に用いることができる。FDIRアーキテクチャ20は、ホイールローダ50の主制御部26との接続に適した、監視制御部24を含んでいる。この監視制御部24は、油圧作動システムの監視制御レベルに配置されている。例えば、監視制御部24は、FDIRアーキテクチャ20のノードレベルに配置される、複数の制御ノード(例を挙げると、制御モジュール、制御サブシステム等)を監視及び接続する。FDIRアーキテクチャ20は、全ノードが監視制御部24を介して報告を返すように構成される。ある形態では、ノード間の直接的な通信が行われない。その代わりに、ノードは、様々なノードの作動を調整するように機能する監視制御部24の直下に接続される。図1に示されているように、ノードには、ポンプ制御ノード28、チルトシリンダ制御ノード30、リフトシリンダ制御ノード32、ブーム支持装置制御ノード34、油槽制御装置ノード36、そして、1つ以上の付加的な予備ノード38を含んでいてもよい。
図2は、本発明の形態を適用可能な建設車両の種類の一例として、ホイールローダ50を示している。このホイールローダは、車輪54に支持されたシャシー又はフレーム52を有している。シャシー又はフレーム52上には、運転台56が支持されている。又、フレーム52には、ブーム58が回動可能に取り付けられている。フレーム52に対するブーム58の上下方向への回動には、リフトシリンダ60が利用される。ブーム58の先端には、バケット62が回動可能に取り付けられている。ブーム58に対するバケット62の回動には、チルトシリンダ64が利用される。
図4は、ホイールローダ50の油圧作動システムの制御への利用に適した、システムアーキテクチャの構成図を示している。このアーキテクチャは、ポンプ制御ノード28と、チルトシリンダ制御ノード30と、リフトシリンダ制御ノード32と、ブーム支持装置制御ノード34と、油槽制御装置ノード36とに接続された、監視制御部24を含んでいる(予備ノードは図示していない)。ポンプ制御ノード28(図5により詳細に示し、本明細書の15.項で言及している)は、チルトシリンダ制御ノード30、リフトシリンダ制御ノード32、及び、ブーム支持装置制御ノード34の、流量・圧力条件を満たすために必要とされる、油圧液の圧力と流量とを制御する。油槽制御装置ノード36は、チルトシリンダ制御ノード30、リフトシリンダ制御ノード32、及び、ブーム支持装置制御ノード34から放出される油圧液の流れを受ける。チルトシリンダ制御ノード30は、ホイールローダ50のチルトシリンダ64に供給する又は同シリンダから供給される、油圧液の流れを制御する。リフトシリンダ制御ノード32は、ホイールローダ50のリフトシリンダ60に供給する又は同シリンダから供給される、油圧液の流れを制御する。ブーム支持装置制御ノード34は、アキュムレータ66に供給する又は同アキュムレータから供給される、油圧液の流れを制御する。更に、ブーム支持装置制御ノード34は、アキュムレータ66とリフトシリンダ60との間の、流通状態を制御する。
パラメータマップは、経験的なデータや数式から作成することができる。パラメータマップは、ノード又は監視レベルの何れかのメモリに格納することができ、パラメータ情報が必要なときに、監視制御部やノード制御部により取り出すことができる。パラメータマップは、図式的にデータを相互に関連させ、他の関連パラメータに基づく、所定パラメータの推定に利用することができる。例えば、弁の場合には、流れ状態、スプール位置(開口の大きさを示す)、そして弁を通した圧力差のパラメータを、フローマップ内で相互に関連させることができ、既知のパラメータから未知のパラメータを推定するために利用される。弁用のフロ−マップは、Q=map(P,X,α)により表わすことができ、ここで、Pは弁を通した圧力差、Xは弁のスプール位置、αは温度等の補助変数である。P、X、αが判明している場合に、このフローマップに基づき、流量を決定することができる。弁用の圧力マップは、P=map(Q,X,α)により表わすことができる。圧力マップの一例を図6に示している。Q、X、αが判明している場合に、この圧力マップに基づき、圧力を決定することができる。スプール位置マップは、X=map(Q,P,α)により表わすことができる。スプール位置マップの一例を図7に示している。Q、P(X)、αが判明している場合に、このスプール位置マップに基づき、スプール位置を決定することができる。
センサレベルで所定のエラーを検知できる。このようなエラーは、一般的に、独立監視を要する可変パラメータに依存しない。例えば、このようなエラーは、センサの記録値を、所定の予め設定又は推定した、パラメータ、範囲、又は、他の基準と比較することにより確認される。この種のセンサ故障の一例を図8に示しており、ここでは、上限132と下限134とを有する予め規定した範囲の外側に、センサ信号130が示されている。別の例を図9に示しており、ここでは、センサ信号が変化すべき状況下で、所定の時間に渡って、センサが変化のない信号を出力している。更に、図10は、センサが信号に伴う所定量のノイズ138を出力している故障状態を示している。センサレベルの故障の更なる例は、センサがどんな信号も全く出力しなくなることである。図11は、センサ信号140が、実際の信号142に追従する又は続くはずが、大きさが誤った状態を描写している。センサ信号140がセンサの所定範囲内に留まっている限り、この種のエラーの検知は困難な虞がある。この点に関して、本明細書に開示されている確実にレベルの高い検知方法は、そのような故障を検知することができる。
構成部位レベルで行われる故障検知の一例は、弁の閉ループ位置制御に基づく故障検知である。これについては、特定の弁に対して、監視制御部からのスプール位置要求命令に基づき、スプール位置を推定することができるものである。例えば、スプール位置は、経験的なルックアップ表、位置マッピング、或いは、2次伝達関数パラメータを利用することより推定可能である。推定スプール位置は、スプールに対応する位置センサにより示されるスプール位置と比較してもよい。推定スプール位置が、所定時間の間に少なくとも所定量だけ検知スプール位置から異なる場合、エラーフラグが立てられる。図12は、この故障検知方法を示す概略図である。図12に示されているように、位置閉ループ伝達関数(position closed loop transfer function)150は、監視制御部により提供される要求位置154に基づいて、推定位置152を算出するために用いられる。位置推定値152から位置検出値156が引かれ、剰余値158が算出される。剰余値が所定の時間窓の間に所定値を超える場合は、夫々のノードにおいてエラーフラグが立てられ、監視制御部へ伝達される。上記の故障検知方法が、図4に示したノード28、30、32、34、36の何れに対しても、構成部位レベルで利用可能なことは、理解されるであろう。例えば、この故障検知方法は、チルトシリンダ制御ノード30のヘッド側フロー制御弁Vthのスプール位置を制御する、位置センサXthの機能性の検査に利用可能である。監視制御部からの要求が構成部位制御部Ctにより受信され、構成部位制御部Ctは、一般的なパルス幅モジュール制御ロジックを用いて、弁Vthのスプール位置を制御するための信号を生成する。位置マッピング、実験データ、ルックアップ表、或いは、他の手段により、監視制御部により命令される位置要求の特性に基づいて、弁Vthのスプール位置を推定することが可能である。この推定位置は、位置センサXthにより示される位置と比較される。推定位置が、所定の時間窓の間に所定量だけ検知位置から異なる場合は、エラーフラグが立てられる。
サブシステム/ノードレベルの故障検知を理解するための例は、分析的な冗長性にてこ入れすることで、「仮想」又は関連流量値を推定し、次に、関連流量値を検出流量値と比較することである。例えば、作動部のメータイン流量は、同作動部のメータアウトを決定/推定するために利用できる。この種の故障検知方法は、チルトシリンダ64が作動する際の、チルトシリンダ制御ノード30の弁Vth及びVtrを通過する流れの比較に用いることができる。更に、この種の制御方法は、リフトシリンダ60が作動する際の、リフトシリンダ制御ノード32の弁Vlh及びVlrを通過する流れの比較に用いることができる。更に、作動部のメータアウト流量は、同作動部のメータイン流量に関連する関連流量の決定に用いることができる。加えて、アキュムレータについては、アキュムレータ圧力とアキュムレータ圧力の変化率とを、通常の状況下では、アキュムレータ内外の流れを制御する弁を通過する、検出された流れに等しい、関連流量の提供に用いることができる。
油圧モータや、ピストンヘッドの両端に同サイズのピストンロッドを有する油圧シリンダといった、所定の油圧作動部については、作動部への流入量が、作動部からの流出量と等しくなる。従って、1つのメータイン弁が作動部への全ての流れを提供し、1つのメータアウト弁が作動部からの全ての流れを受ける場合は、メータイン弁とメータアウト弁とを通過する流量が互いに等しくなる。このように、作動部は、メータイン弁とメータアウト弁との作動関係を定める。メータイン弁用のフローマップ(Q1=map(P1,X1,α1))は、メータイン弁を通る検知流量の算出に利用できる。更に、メータアウト弁に対応するフローマップ(Q2=map(P2,X2,α2))を利用することで、メータアウト弁を通る流量が算出できる。メータアウト弁とメータイン弁とが、双方とも同じ作動部に接続されているため、それら弁の算出/推定流量は、互いに所定の閾値以上に異ならないべきである。従って、Q2はQ1の関連流量であり、Q1はQ2の関連流量である。従って、Q1とQ2とが所定の閾値まで異なる場合に、これはセンサ不良を示し、故障フラグが立てられる。
アキュムレータについては、アキュムレータ圧力とアキュムレータ圧力の変化率とが、アキュムレータ流量に関係するチャンバ内の気体動力を決定する。従って、アキュムレータのフローマップは、アキュムレータの圧力と圧力変化率とに基づいて作られる。このため、アキュムレータの圧力と圧力変化率とが判明している場合は、アキュムレータに対して流入又は流出する流量が、アキュムレータのフローマップから容易に決定できる。特定の時間において、アキュムレータに対する流入又は流出を、1つの弁のみが制御する場合に、アキュムレータのフローマップから決定されるアキュムレータの流量は、制御弁を通過する検知流量に等しい、参照流量として利用することができる。この関係性は、ブーム支持装置制御ノード34において、サブシステムレベルの故障検知とノード34内での再構成とを与えるように、利用可能である。サブシステムレベルのこの種の故障検知を、図14に略示している。
より大きな流れの分岐からの流量が判明している場合に、共に流れる分岐を加えることが、流れの総計を表わす参照流量値を提供することになることは、理解されるであろう。例えば、図4を参照すると、油槽弁Vtを通過する流れの総計は、チルトシリンダ制御ノード30とリフトシリンダ制御ノード32とから、油槽77へ分配された分岐流量の合計に等しくなる。上述した種類のフローマップを用いることで、1つの如何なる弁を通る流量でも推定可能であることは、理解されるであろう。故障状態を見極めるために、油槽弁Vtを通る第1の流量Q1は、フローマップによって定めることができる。更に、チルトシリンダ制御ノード30とリフトシリンダ制御ノード32とから分配された夫々の流量に対応する、流量Q2とQ3とは、対応するフローマップを用いて定めることができる。通常の状況下において、流量Q2、Q3の合計は、油槽弁Vtを通過する流量の総計Q1に等しくなる。しかしながら、流量Q2、Q3の合計が、油槽弁Vtを通過する流量の総計Q1の、所定の閾値内にない場合は、故障フラグが立てられる。
図16は、本発明の本質部分に係る故障分離アーキテクチャ200を示している。このアーキテクチャ200は、油圧作動部202の駆動制御に適合するものである。この油圧作動部は、シリンダ204と、シリンダ204内に相互的に配置されたピストン206とを有している。ピストン206は、ピストンロッド208とピストンヘッド210とを有している。シリンダ204は、ヘッド側212とロッド側214とを有している。アーキテクチャ200は、ピストン206の速度を検出するためのセンサ216を有している。センサ216が、位置センサや速度センサであってもよいことは、理解されるであろう。更に、本アーキテクチャは、作動部202の駆動を制御するための弁を有している。これらの弁は、駆動装置202のヘッド側212に流通可能に接続されたヘッド側弁220と、作動部202のロッド側214に流通可能に接続されたロッド側弁222とを含むように描かれている。更に、本アーキテクチャは、診断及び故障制御アルゴリズムを操作することができる制御部224を有している。この制御部224は、ヘッド側圧力センサ226、ロッド側圧力センサ228、ヘッド側弁位置センサ230、ロッド側弁位置センサ232に接続している。制御部224は、弁220、222に対応する、所定のフローマップにアクセスする。ヘッド側弁220を通る流量Q1は、弁220用のフローマップを使用することで、制御部224により定めることができる。同様に、ロッド側弁222を通る流れの推定値である流量Q2は、弁222のフローマップにより定めることができる。弁220、222の双方が、同じ作動部202に流通可能に接続されているため、流量Q1とQ2との間の依存関係が規定される。例えば、弁220を通る流量Q1は、シリンダ204のヘッド側212に対して流入又は流出する流量と等しく、弁222を通過する流量Q2は、シリンダ204のロッド側214に対して流出又は流入する流量と等しい。ヘッド側がロッド側よりも広いピストン作動面積を有しているため、シリンダ204のピストン側部212に流入又は流出する流量は、シリンダ204のヘッド側でのピストン作動面積Ahの、シリンダ204のロッド側でのピストン作動面積Arに対する比率を掛けた、シリンダ204のピストン側部214に流入又は流出する流量に等しくなる。このため、流量Q1は、Arで割ったAhを掛けたQ2に等しい。従って、作動部210により定められる関係は、故障検知に利用可能な冗長性を与える。特に、Q1とQ2×Ah/Arとが、互いに所定の閾値以上に異なる場合は、故障フラグが立てられる。
図19は、多段式弁に対する、閉ループ式の圧力指令制御のアーキテクチャを示している。弁300の一例を、図20に示している。この弁は、導入段階302と、中間段階304と、主要段階306とを有している。図19の閉ループ制御アーキテクチャは、外側制御ループ310が圧力制御を行うと共に、内側制御ループ308がスプール位置の制御を行う、カスケード構成になっている。図19を確認すると、監視制御部がノードの構成部位制御部に圧力要求312を出力している。構成部位制御部では、要求信号から得た推定圧力値が、検出圧力値314と比較される。検出圧力値と推定圧力値とが異なる場合に、監視制御部は、位置要求信号316を出力する。位置要求信号316から推定位置が作られ、検出スプール位置信号318と比較される。推定スプール位置が検出スプール位置と異なる場合に、監視制御部は、中間段階においてスプール322を移動させる、PWM信号を出力する。検出スプール位置値318は、スプール322のスプール位置センサ324により与えられる。スプール322の移動は、検出圧力314を変化させる主要段階の調整を引き起こす。検出圧力314は、主要段階306において圧力センサ326により与えられる。
図22は、ブーム支持装置制御ノード34の故障分離マトリクス表である。この故障分離マトリクス表を参照すると、Rs1が位置センサXcのセンサレベル故障に対応し、Rs2が圧力センサPaccのシステムレベル故障に対応し、Rs3がセンサXdのシステムレベル故障に対応し、Rs4がセンサPlh1のシステムレベル故障に対応し、Rc1がセンサXcの構成部位レベル故障に対応し、Rc2がセンサPaccの構成部位レベル故障に対応し、Rc3がセンサXdの構成部位レベル故障に対応し、Rc4がセンサPlh1の構成部位レベル故障に対応し、Rc5が位置センサXcの他の構成部位レベル故障に対応し、そして、Rsys1が図14に示したようなシステムレベル又はサブシステムレベルの故障に対応している。ある形態において、Rc5は、スプール弁の速度と、スプール弁を動かすソレノイドの制御に用いられるPWM信号の電流との間の関係に依存され得る。図22の図表に示されているように、1〜8の場合は分離されている。9及び10の場合は、分離されておらず、分離のためのシステムレベルの解析が可能である。
リフトシリンダ制御ノード32は、受動状態及び超過状態での作動が可能である。受動状態では、リフトシリンダ60が負荷を押し動かす。受動動作の一例は、リフトシリンダ60がブームを持ち上げる場合である。このとき、システムポンプからの油圧液は、弁Vlhを通ってリフトシリンダ60のヘッド側70へ向かい、リフトシリンダ60のロッド側72からの油圧液が、弁Vlrを通って油槽77へ放出される。リフトシリンダ制御ノード32が超過状態で作動する場合は、負荷がリフトシリンダ60を押し動かす。これは、負荷が低下しているときに発生する。超過状態の間は、リフトシリンダ60のヘッド側70の油圧液が、弁Vlhを通って油槽77へ放出され、油槽77からの油圧液が、弁Vlrを通ってリフトシリンダ60の負荷側72に引き入れられる。両状態の間は、アキュムレータ66から弁Vdを通してリフトシリンダ60のヘッド側70へと、或いは、リフトシリンダ60のヘッド側70から弁Vdを通してアキュムレータ66へと、油圧液の移動が可能になる。この方向は、リフトシリンダ60のヘッド側70とアキュムレータ66との、相関的な圧力に依存する。このような油圧液の流れは、ブームの支持を目的として提供される。超過状態の間は、網状の流れが弁Vtを通って油槽77へ向いている。更に、ある状況下では、弁Vlrがシステムポンプをリフトシリンダ60のロッド側72に接続し、キャビテーションを防止する。
・下流への流れ:ロッド側ワークポートから油槽圧力へ、Q#r,lift,tank(<0)
・一般性を失わずに、Q#h.lift.pumpは、Ps、P#h,lift、x#h,lift、或いは、フローマップQ#h.lift.pump(Ps,P#h,lift,x#h,lift)から推定される
・同様に、Q#r.lift,tank(Pt,P#r,lift,x#r,lift)
・リフトシリンダ60の上流への流れと下流への流れとの関連性(すなわち、流入と流出とが互いの比率となる)に従い、以下の制約を受ける(負荷適応制約(Load Oriented Constraint)(LOC))
Residual#Pass(Ps,P#h.lift,x#h.lift,Pt,P#r.lift,x#r.lift)=
Residual(Q#h,lift,pump,Q#r,lift,tank)
:=Q#h,lift,pump+Q#r,lift,tank×A#h/A#r+Q#damp=0
・超過状態の(負荷適応制約(LOC))は、
Residual#Overrun(Pt,P#h.lift,x#h.lift,Ps,P#r.lift,x#r.lift,Pacc,P#h.lift',x#damp,xt,Pt,x#h,tilt,P#h.tilt,x#r.tilt,P#r.tilt)
Residual#Overrun(Q#h,lift,tank,Q#tcu#lift,Q#r,lift.pump,Q#damp):=
Q#h,lift,tank−(−Q#tcu#lift+Q#r,lift,pump+A#r/A#h×Q#damp)/(1−A#r/A#h)=0;
のように規定される。
・故障検知:Residual#Overrunがゼロに等しくない場合に、故障が検知される。故障の虞があるセンサは、Pt、P#h.lift、x#h.lift、Ps、P#r.lift、x#r.lift、Pacc、P#h.lift'、x#damp、xt、Pt、x#h,tilt、P#h.tilt、x#r.tilt、P#r.tiltを含んでいる。
Q#h,lift,tank(Pt,P#h,lift,x#h,lift)
Q#r,lift.pump(Ps,P#r.lift,x#r.lift)
Q#damp:Q#damp=f(Pacc,P#h,lift',x#damp)で算出される
Q#tcu#lift:チルト動作が抗キャビテーションモードではないと仮定すると、tcuの流量Q#tcu(Pt,xt)から、チルト油槽の流量Q#tcu#tilt(Pt,x#h,tilt,P#h.tilt,x#r.tilt,P#r.tilt)を引くことで算出される。
・上流への流れ:供給圧力からヘッド側ワークポートへ、Q#h,lift,pump(>0)
・下流への流れ:ロッド側ワークポートから油槽圧力へ、Q#r,lift,tank(<0)
・一般性を失わずに、流量を推定できる
・Q#h.lift.pumpは、Ps、P#h,lift、x#h,lift、或いは、フローマップQ#h.lift.pump(Ps,P#h,lift,x#h,lift)から推定される。
・Q#r.lift,tank(Pt,P#r,lift,x#r,lift)
・Q#dampは、P#h,lift'、P#acc、x#dampの関数である
リフトシリンダの上流への流れと下流への流れとの関連性に従い、以下の制約を受ける(負荷適応制約(LOC))
Residual#Pass#1(Ps,P#h.lift,x#h.lift,Pt,P#r.lift,x#r.lift,P#acc,P#h,lift',x#damp)=
Residual#Pass#1(Q#h,lift,pump,Q#r,lift,tank,Q#damp)
:=Q#h,lift,pump+Q#r,lift,tank×A#h/A#r+Q#damp=0
センサ故障は、Residual#Pass#1がゼロに等しくない場合に検知される。「等しくない」は、閾値と時間窓とにより明らかになる。
いくつかの適用例やあるシナリオの下では、本明細書の別の項に記載した方法を使用して、リアルタイムに分離できない故障状態が検知される。このような場合は、それでも、不良動作のために何れかの制御アルゴリズムを再構成すべきか否かを決定するために、故障センサを分離及び配置しなければならない。リアルタイムな分離が不可能な位置には、オフラインでの方法が利用できる。
ステップ620、622、624、626、及び、628が適切に完了すると、オフライン分離処理が完了となり、診断結果を制御部に記録することができる。この時点で、オフライン分離処理のステップ608が完了となり、ステップ616で実行される再校正ステップに従い、本システムは通常作動に戻ることができる。
いくつかの適用例やあるシナリオの下では、流量の推定(つまり、仮想の流量計器を構築する)によって分析的な冗長性を提供するための計算は、とても低い流量における弁の位置と油圧力とには、不十分な値を与えることとなる。これは主に、弁の、ある流入量又は流出量以下で、流量と油圧力と弁の位置との間の適切な相関性が失われることによるものである。このため、説明した流量推定方法は、弁を通る流量の特定の中立帯内には適用できない。
図24を参照すると、油圧システム500の概略的な回路図が示されている。図示のように、油圧システム500は、操縦回路502と作業回路520とを有している。操縦回路502は、システムに設置された、ステアリングホイール、ジョイスティック、或いは、自動GPS等を介して、油圧システムの作動による車両の操縦を可能にするためのものである。作業回路520(Work circuit 504)は、シリンダや油圧モータといった油圧作動部により実行することができる、あらゆる様々な作業種類の機能を可能にするためのものである。例えば、作業回路520は、リフト機能、チルト機能、延伸機能、かつ/又は、横移動機能を有するテレハンドラー車両の、油圧作動部の操作に利用することができる。
油圧システム500が十分に作動していることを保証するために、電子制御部550は、システム内の故障状態を、連続的又は周期的に監視するように構成されていてもよい。正確ではなく、実際の作動状態を反映していない、かつ/又は、システムが必要な性能レベルに達していないことを示す信号を、センサが制御部550に対して提供した場合に、故障が発生する虞がある。センサの共通の故障種類は、ノイズ、上限側の範囲外、下限側の範囲外、スタック状態、高めるオフセットでの追従、低めるオフセットでの追従、である(図8〜11参照)。これらの種の故障は、圧力及び位置の両センサに当てはまる。これらの種の故障を検知可能な1つの方法は、一般的な故障信号を出力する、制御部内の状態を定めることである。この種の多くの状態は、故障検知に有用に定めることができる。
故障状態が検知され、故障コードが生成されると、故障発生の要因であるセンサを、油圧システム500に関連する車両の通常作動中に、中断することなく分離することができる。1つのセンサのみが特定の故障状態コードに関連しており、かつその特定の故障状態が故障を示すための唯一の状態である場合は、要因となるセンサが容易に明らかになる。例えば、故障状態C13、C14、C15のみが検知された場合は、センサP1、P2、又は、P3についての故障を、夫々、分離できることが確認できる。しかしながら、故障状態が複数のセンサに関連する場合、かつ/又は、複数の故障状態が検知された場合は、故障分離がより複雑になる。更に、1つのセンサからのある種のセンサ故障は、複数の故障状態を誘発する虞がある。
一度、故障が検知及び分離されると、故障したセンサの悪影響を軽減できるように、油圧システム500の制御部550に格納されている、ノミナル制御アルゴリズムの再構成が可能になる。ある形態では、分析的な冗長性(本明細書の別の項で詳細に述べた)が、故障したセンサへの仮想信号を生成するために利用される。この仮想信号は、制御部550に含まれるノミナル制御アルゴリズムにおいて、代替値として利用することができる。ある形態では、ノミナル制御アルゴリズムが、故障したセンサに関連する値に依存しない、再構成された制御アルゴリズムに置き換えられる。
Claims (30)
- 建設車両の油圧作動システムを制御するための制御システムであって、
前記建設車両の主制御部に接続するように適合され、前記油圧作動システムの監視制御レベルに配置される監視制御部と、
該監視制御部に接続し、位置センサ及び圧力センサを有する複数の制御ノードとを含み、
該複数の制御ノードは、第1の油圧作動部の作動を制御する第1の作動制御ノードと、第2の油圧作動部の作動を制御する第2の作動制御ノードと、ポンプ制御ノードとを含み、
更に、前記制御ノード内の故障を、該制御ノードに含まれる第1の構成部位についての第1の作動パラメータと、何れかの前記複数の制御ノードに含まれる1つ以上の第2の構成部位についての、前記第1の作動パラメータに数学的に関連する第2の作動パラメータとを比較することによって、a)センサレベル、b)構成部位レベル、c)サブシステムレベルで検知する、故障検知アーキテクチャを含むことを特徴とする制御システム。 - 少なくとも任意数の故障を前記監視制御レベルで分離することを特徴とする請求項1記載の制御システム。
- 前記建設車両が、回動部を備えたブームを有する掘削車両であり、前記第1の油圧作動部が、前記ブームを上昇及び下降させるブームリフトシリンダを含み、前記第2の油圧作動部が、前記ブームの回動部を回動させる回動シリンダを含むことを特徴とする請求項1記載の制御システム。
- 前記掘削車両が、ホイールローダであることを特徴とする請求項3記載の制御システム。
- 前記複数の制御ノードが、ブーム支持装置制御ノードを含むことを特徴とする請求項3記載の制御システム。
- 車両の操縦に係る操縦回路と、車両の作業機能に係る作業回路とを含む、車両内の油圧回路についての制御システムを作動制御する方法であって、
前記油圧回路は、前記操縦回路に油圧液を供給する操縦回路ポンプ及び前記作業回路に油圧液を供給する作業回路ポンプが、前記操縦回路及び前記作業回路に独立的に従事する非分配モードと、前記操縦回路ポンプが、前記作業回路に補助的に油圧力を供給する分配モードとの、2つの作動モード間で作動モードが切り替えられ、
a.前記油圧回路内の複数のセンサから入力信号を受信するステップと、
b.少なくとも任意数のセンサ入力信号を組み入れる第1の制御アルゴリズムを実行して、前記油圧回路内の複数の制御構成部位に対する出力信号を生成するステップと、
c.前記第1の制御アルゴリズムの実行と協働して、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、故障状態を前記制御システム内で検知するステップと、
d.前記2つの作動モード毎に設定された故障分離マトリクスのうち、現在の作動モードに対応した故障分離マトリクスを利用して、前記故障状態の要因である故障したセンサ又は制御構成部位を識別することで、前記故障状態を分離するステップとを含み、
制御部を再構成して前記第1の制御アルゴリズムの代わりに第2の制御アルゴリズムを実行し、該第2の制御アルゴリズムにより前記故障したセンサ又は制御構成部位を除外し、この際、前記第2の制御アルゴリズムで分析的な冗長性を用いて、前記故障したセンサ又は制御構成部位に置き換わる、仮想のセンサ又は制御構成部位を生成することを特徴とする方法。 - 油圧作動システムを制御する方法であって、
第1の構成部位についての第1の作動パラメータを生成し、
該第1の作動パラメータに数学的に関連する、1つ以上の第2の構成部位についての第2の作動パラメータを生成し、
前記第1の作動パラメータと前記第2の作動パラメータとを比較して、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、故障状態を識別し、
前記第1の構成部位と前記1つ以上の第2の構成部位とが、共通の油圧作動部のメータイン弁とメータアウト弁とであり、前記第1の作動パラメータと前記第2の作動パラメータとが、算出流量値を含むことを特徴とする方法。 - 油圧作動システムを制御する方法であって、
第1の構成部位についての第1の作動パラメータを生成し、
該第1の作動パラメータに数学的に関連する、1つ以上の第2の構成部位についての第2の作動パラメータを生成し、
前記第1の作動パラメータと前記第2の作動パラメータとを比較して、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、故障状態を識別し、
前記第1の構成部位と前記1つ以上の第2の構成部位とは、アキュムレータと、該アキュムレータに対する流入量及び流出量を制御する弁とを含むことを特徴とする方法。 - 油圧作動システムを制御する方法であって、
第1の構成部位についての第1の作動パラメータを生成し、
該第1の作動パラメータに数学的に関連する、1つ以上の第2の構成部位についての第2の作動パラメータを生成し、
前記第1の作動パラメータと前記第2の作動パラメータとを比較して、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、故障状態を識別し、
前記第1の構成部位が第1の弁を含み、前記1つ以上の第2の構成部位が、前記第1の弁に対して協働して流れを提供する複数の弁を含み、該複数の弁の併合した流量が、前記第2の作動パラメータと、前記第1の弁を通る算出流量とであることを特徴とする方法。 - 更に、前記第1の構成部位に対応しているセンサが故障した場合に、前記第1の作動パラメータの代わりに、参照パラメータとして前記第2の作動パラメータを利用して、前記油圧作動システムを再構成することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項記載の方法。
- 前記第2の作動パラメータを用いて、前記第1の構成部位の作動を制御する制御アルゴリズム内において、故障したセンサからの信号に置き換わる仮想信号を生成することを特徴とする請求項10記載の方法。
- 車両の操縦に係る操縦回路と、車両の作業機能に係る作業回路とを含む、油圧システムの制御部を再構成する方法であって、
前記油圧システムは、前記操縦回路に油圧液を供給する操縦回路ポンプ及び前記作業回路に油圧液を供給する作業回路ポンプが、前記操縦回路及び前記作業回路に独立的に従事する非分配モードと、前記操縦回路ポンプが、前記作業回路に補助的に油圧力を供給する分配モードとの、2つの作動モード間で作動モードが切り替えられ、
a.複数のセンサの入力を前記制御部内で定義し、
b.前記複数のセンサの入力に依存する前記油圧システムを制御するための、ノミナル制御アルゴリズムを前記制御部内で定義し、
c.センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、複数の故障状態を制御システム内で定義し、各故障状態は、前記制御部が前記複数のセンサの入力の1つで故障を検知することができるように、所定のパラメータを有しており、
d.前記ノミナル制御アルゴリズムの実行を中断することなく、前記複数のセンサの1つにより発生する故障を、前記故障状態の検知に基づいて分離できるように、前記2つの作動モード毎に前記複数の故障状態と前記複数のセンサとの関連性を定義し、
e.再構成された制御アルゴリズムを前記制御部内で定義して、前記制御部により故障センサが分離された場合に、前記ノミナル制御アルゴリズムを、分離された故障センサからの入力を除外する前記再構成された制御アルゴリズムに置き換えることを特徴とする方法。 - 前記複数の故障状態と前記複数のセンサとの関連性を定義する際に、少なくとも任意数の前記故障状態を分離可能にする、1次故障分離マトリクスを定義することを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記複数の故障状態と前記複数のセンサとの関連性を定義する際に、更に、前記1次故障分離マトリクスにより分離できなかった、少なくとも任意数の前記故障状態を分離可能にする、2次故障分離マトリクスを定義することを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記2次故障分離マトリクスは、1つの故障状態シナリオのパターンを、特定のセンサに関する故障に関連付けるものであることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記油圧システムが、作業回路と操縦回路とを含むものであることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 油圧システムの制御部を再構成する方法であって、
a.複数のセンサの入力を前記制御部内で定義し、
b.前記複数のセンサの入力に依存する前記油圧システムを制御するための、ノミナル制御アルゴリズムを前記制御部内で定義し、
c.センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、複数の故障状態を制御システム内で定義し、各故障状態は、前記制御部が前記複数のセンサの入力の1つで故障を検知することができるように、所定のパラメータを有しており、
d.前記ノミナル制御アルゴリズムの実行を中断することなく、前記複数のセンサの1つにより発生する故障を、前記故障状態の検知に基づいて分離できるように、前記複数の故障状態と前記複数のセンサとを関連付けることで、リアルタイム故障分離処理を定義し、
e.前記リアルタイム故障分離処理によって故障センサを分離できなかった場合に、前記油圧システムの作動を中断して故障センサを分離するための、オフライン故障分離処理を定義し、
f.再構成された制御アルゴリズムを前記制御部内で定義して、前記リアルタイム分離処理と前記オフライン分離処理との一方により故障センサが分離された場合に、前記ノミナル制御アルゴリズムを、故障センサからの入力を除外する前記再構成された制御アルゴリズムに置き換えることを特徴とする方法。 - 前記複数の故障状態と前記複数のセンサとを関連付ける際に、少なくとも任意数の前記故障状態を分離可能にする、1次故障分離マトリクスを定義することを特徴とする請求項17記載の方法。
- 前記複数の故障状態と前記複数のセンサとを関連付ける際に、更に、前記1次故障分離マトリクスにより分離できなかった、少なくとも任意数の前記故障状態を分離可能にする、2次故障分離マトリクスを定義することを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記2次故障分離マトリクスは、1つの故障状態シナリオのパターンを、特定のセンサに関する故障に関連付けるものであることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記油圧システムが、作業回路と操縦回路とを含むものであることを特徴とする請求項17記載の方法。
- 車両内の油圧回路についての制御システムを作動制御する方法であって、
a.前記油圧回路内の複数のセンサから入力信号を受信するステップと、
c.第1の制御アルゴリズムの実行と協働して、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで、故障状態を前記制御システム内で検知するステップと、
d.リアルタイム分離処理を実行して、前記第1の制御アルゴリズムの実行を中断することなく、前記故障状態の要因である故障したセンサ又は制御構成部位を識別するステップと、
d−2.前記リアルタイム分離処理が故障センサの分離を失敗した場合に、故障センサについての前記第1の制御アルゴリズムの実行を中断するために、オフライン故障分離処理を実行するステップと、
e.制御部を再構成して前記第1の制御アルゴリズムの代わりに第2の制御アルゴリズムを実行し、該第2の制御アルゴリズムにより前記故障したセンサ又は制御構成部位を除外し、この際、前記第2の制御アルゴリズムで分析的な冗長性を用いて、前記故障したセンサ又は制御構成部位に置き換わる、仮想のセンサ又は制御構成部位を生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - ブームと該ブームに回動可能に取り付けられたバケットとを含む建設機械一式のための油圧作動部制御システムであって、
前記建設機械一式は、前記ブームを上昇及び下降させるためのリフトシリンダと、前記ブームに対して前記バケットを回動するためのチルトシリンダとを含み、
前記チルトシリンダのヘッド側と流通状態になるように適合したヘッド側チルト弁、前記チルトシリンダのロッド側と流通状態になるように適合したロッド側チルト弁、前記ヘッド側チルト弁に対応する第1のヘッド側スプール位置センサ、前記ロッド側チルト弁に対応する第1のロッド側スプール位置センサ、前記チルトシリンダのヘッド側の圧力を検知するための第1のヘッド側圧力センサ、及び、前記チルトシリンダのロッド側の圧力を検知するための第1のロッド側圧力センサを有するチルトシリンダ制御ノードと、
前記リフトシリンダのヘッド側と流通状態になるように適合したヘッド側リフト弁、前記リフトシリンダのロッド側と流通状態になるように適合したロッド側リフト弁、前記ヘッド側リフト弁に対応する第2のヘッド側スプール位置センサ、前記ロッド側リフト弁に対応する第2のロッド側スプール位置センサ、前記リフトシリンダのヘッド側の圧力を検知するための第2のヘッド側圧力センサ、及び、前記リフトシリンダのロッド側の圧力を検知するための第2のロッド側圧力センサを有するリフトシリンダ制御ノードと、
前記チルトシリンダ制御ノード内の故障を、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで検知するために、前記ヘッド側チルト弁を通る流れに対応する第1の流量値、及び、前記ロッド側チルト弁を通る流れに対応する第2の流量値を含む、第1の故障検知アルゴリズムを使用する制御システムと、を含み、
前記制御システムは、更に、前記リフトシリンダ制御ノード内の故障を、センサレベル、構成部位レベル、サブシステムレベルで検知するために、前記ヘッド側リフト弁を通る流れに対応する第3の流量値、及び、前記ロッド側リフト弁を通る流れに対応する第4の流量値を含む、第2の故障検知アルゴリズムを使用することを特徴とする油圧作動部制御システム。 - 更に、前記リフトシリンダのヘッド側と選択的に流通するアキュムレータを有するブーム支持装置制御ノードを含み、前記アキュムレータと前記リフトシリンダのヘッド側との間の流れ対応する第5の流量値が、前記第2の故障検知アルゴリズムで用いられることを特徴とする請求項23に記載の油圧作動部制御システム。
- 更に、油槽と前記リフトシリンダ制御ノード及び前記チルトシリンダ制御ノードとの間の流れを制御するための油槽制御ノードを含み、油槽制御装置の油槽弁を通る流れに対応する第6の流量値が前記第2のアルゴリズムに含まれ、前記チルトシリンダ制御ノードと前記油槽弁との間を通る流れに対応する第7の流量値が前記第2のアルゴリズムに含まれることを特徴とする請求項24に記載の油圧作動部制御システム。
- 前記第4の流量値は、前記第3の流量値と前記第6の流量値と前記第7の流量値とから算出されることを特徴とする請求項25に記載の油圧作動部制御システム。
- 前記ロッド側リフト弁は、命令なしで作動する抗キャビテーション構造を有することを特徴とする請求項26に記載の油圧作動部制御システム。
- 前記ヘッド側チルト弁に対して、前記第2の流量値を含む第1の再構成アルゴリズムを使用し、更に、前記ロッド側チルト弁に対して、前記第1の流量値を含む第2の再構成アルゴリズムを使用することを特徴とする請求項23に記載の油圧作動部制御システム。
- 前記ヘッド側リフト弁に対して、前記第4の流量値を含む第3の再構成アルゴリズムを使用し、更に、前記ロッド側リフト弁に対して、前記第3の流量値を含む第4の再構成アルゴリズムを使用することを特徴とする請求項28に記載の油圧作動部制御システム。
- 故障が再構成された後に、前記チルトシリンダ制御ノードと前記リフトシリンダ制御ノードとに流通可能に接続された油槽弁を通る流れに対応する第5の流量値を含む、第3の故障検知アルゴリズムを使用することを特徴とする請求項23に記載の油圧作動部制御システム。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020067338A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人信州大学 | 油圧装置の制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルの作成方法、制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルおよび圧力推定方法 |
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CN104838152B (zh) * | 2012-12-14 | 2017-08-08 | 伊顿公司 | 电动液压阀门的现场传感器校准 |
CN104884819B (zh) * | 2012-12-26 | 2017-07-28 | 伊顿公司 | 电动液压系统的故障后可操作模式 |
WO2014105825A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-03 | Eaton Corporation | Fault isolation & restoring procedures for electrohydraulic valves |
DE102013201831A1 (de) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren von Ereignissen in einem System |
CA2852119C (en) | 2013-02-18 | 2021-02-02 | Michael HAISLER | Systems and methods for monitoring a fluid system of a mining machine |
CN104334405B (zh) | 2013-03-14 | 2018-02-02 | 哈尼施费格尔技术公司 | 用于监控挖掘机的制动系统的系统和方法 |
EP3030877B1 (en) | 2013-08-09 | 2018-10-24 | Eaton Corporation | Method for detecting a burst hose in a hydraulic system |
JP5595618B1 (ja) * | 2013-12-06 | 2014-09-24 | 株式会社小松製作所 | 油圧ショベル |
WO2015100632A1 (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | 西门子公司 | 燃气轮机运行参数检测故障的诊断方法 |
KR101530181B1 (ko) * | 2014-12-09 | 2015-06-22 | 국방과학연구소 | 가상 제어 구조를 갖는 다중화 구동 제어시스템 |
US9609399B2 (en) * | 2015-05-12 | 2017-03-28 | Honeywell International Inc. | Automatic reporting of prognosis data from wireless mesh sensors to cloud |
JP6324347B2 (ja) * | 2015-06-01 | 2018-05-16 | 日立建機株式会社 | 建設機械の油圧制御装置 |
CN106373408A (zh) * | 2015-07-23 | 2017-02-01 | 袁明港 | 伸缩式道路指挥控制机 |
US20170138018A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Caterpillar Inc. | Hydraulic system having diagnostic mode of operation |
CN106918377B (zh) * | 2015-12-24 | 2019-11-05 | 通用电气公司 | 用于虚拟流量计的校准装置、灵敏度确定模块及相应方法 |
EP3299043A1 (de) * | 2016-09-22 | 2018-03-28 | Medela Holding AG | Brusthaubeneinheit |
US10480160B2 (en) * | 2016-11-09 | 2019-11-19 | Komatsu Ltd. | Work vehicle and method of controlling work vehicle |
CN106555788B (zh) * | 2016-11-11 | 2018-02-06 | 河北工业大学 | 基于模糊处理的深度学习在液压装备故障诊断中的应用 |
US10244043B1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-26 | Yokogawa Electric Corporation | Management system for a plant facility and method for managing a plant facility |
CN112567241A (zh) * | 2018-07-25 | 2021-03-26 | 山东诺方电子科技有限公司 | 环境传感器协同校准方法 |
US11506726B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-11-22 | Danfoss Power Solutions Ii Technology A/S | System and method for detecting coil faults |
US11243269B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-02-08 | Danfoss Power Solutions Ii Technology A/S | System and method for spool fault detection of solenoid valves using electrical signature |
CN111340250A (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | 富泰华工业(深圳)有限公司 | 设备检修装置、方法及计算机可读存储介质 |
JP7389808B2 (ja) * | 2019-01-08 | 2023-11-30 | タレス・カナダ・インク | アクチュエータの対応する構成要素の劣化を検出、分離、及び推定するための方法及びシステム |
US10889962B2 (en) * | 2019-02-20 | 2021-01-12 | Deere & Company | Intelligent mechanical linkage performance system |
US20200263390A1 (en) * | 2019-02-20 | 2020-08-20 | Deere & Company | Intelligent mechanical linkage performance system |
JP2021001537A (ja) | 2019-06-20 | 2021-01-07 | ジョイ・グローバル・サーフェイス・マイニング・インコーポレーテッド | 自動ダンプ制御を備えた産業機械 |
US11352768B2 (en) | 2019-07-16 | 2022-06-07 | Caterpillar Inc. | Locking out a machine to prohibit movement |
JP7460399B2 (ja) | 2020-03-06 | 2024-04-02 | ナブテスコ株式会社 | 状態推定装置、制御弁、状態推定プログラム、および状態推定方法 |
CN111960332B (zh) * | 2020-08-18 | 2022-10-11 | 杭叉集团股份有限公司 | 一种叉车及其叉车保护系统 |
US11572671B2 (en) | 2020-10-01 | 2023-02-07 | Caterpillar Sarl | Virtual boundary system for work machine |
DE102020131333A1 (de) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | Liebherr-Werk Nenzing Gmbh | System und Verfahren zur Zustandserkennung einer Komponente eines Arbeitsgeräts sowie Arbeitsgerät |
ZA202110395B (en) * | 2020-12-30 | 2023-11-29 | Manitou Italia Srl | Telehandler with facilitated alignment adjustment |
CN112982544B (zh) * | 2021-02-24 | 2022-03-29 | 北京科技大学 | 一种基于kpca的地下铲运机故障诊断方法 |
MX2021008659A (es) * | 2021-07-16 | 2023-01-17 | Gonzalez Jose Antonio Veliz | Metodo y aplicacion para eliminar la cavitacion gaseosa. |
US20230104347A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-04-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Methods and systems for fault diagnosis |
CN115196353A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 昆山市曙光照明器材有限公司 | 一种用于烛杯堆放的升降装置及系统 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02168004A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-28 | Komatsu Ltd | 油圧回路故障検出装置および検出方法 |
JP3524936B2 (ja) * | 1992-01-15 | 2004-05-10 | キャタピラー インコーポレイテッド | 油圧駆動車両用の冗長制御装置 |
JP3470457B2 (ja) | 1995-05-24 | 2003-11-25 | 株式会社日立製作所 | 制御システムの診断・解析方法および装置 |
EP1313664B1 (de) * | 2000-08-30 | 2008-10-08 | PAT GmbH | Redundantes sicherheitssystem eines fahrzeuges |
JP2002089516A (ja) | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の安全装置 |
US7079982B2 (en) | 2001-05-08 | 2006-07-18 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Working machine, trouble diagnosis system of working machine, and maintenance system of working machine |
US6647718B2 (en) * | 2001-10-04 | 2003-11-18 | Husco International, Inc. | Electronically controlled hydraulic system for lowering a boom in an emergency |
CN1846047B (zh) * | 2003-09-02 | 2010-12-01 | 株式会社小松制作所 | 发动机控制装置 |
US7324880B2 (en) * | 2004-06-15 | 2008-01-29 | Caterpillar Inc. | Method for detecting an abnormal lifting cycle and work machine using same |
JP4032045B2 (ja) * | 2004-08-13 | 2008-01-16 | 新キャタピラー三菱株式会社 | データ処理方法及びデータ処理装置、並びに診断方法及び診断装置 |
US7194855B2 (en) | 2004-10-25 | 2007-03-27 | Husco International, Inc. | Communication protocol for a distributed electrohydraulic system having multiple controllers |
JP2006142994A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Denso Corp | 車両用ネットワークシステムおよび電子制御装置 |
US7787969B2 (en) * | 2007-06-15 | 2010-08-31 | Caterpillar Inc | Virtual sensor system and method |
JP5014916B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2012-08-29 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ブレーキ制御装置 |
US20090158624A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Vermeer Manufacturing Company | Trencher control system |
JP2009185910A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Bosch Rexroth Corp | 方向切換弁 |
CN101266273B (zh) * | 2008-05-12 | 2010-11-24 | 徐立军 | 一种多传感器系统故障自诊断方法 |
US8352129B2 (en) * | 2008-10-16 | 2013-01-08 | Eaton Corporation | Motion control of work vehicle |
CN101436058B (zh) * | 2008-12-16 | 2010-08-11 | 电子科技大学 | 并联/混联机床传感器输入故障的容错纠错方法及其控制装置 |
US8166795B2 (en) | 2009-11-30 | 2012-05-01 | Eaton Corporation | Out-of-range sensor recalibration |
EP2990544B8 (en) | 2011-03-03 | 2019-09-04 | Eaton Corporation | Fault detection, isolation and reconfiguration system for controlling electrohydraulic systems used in construction machines |
-
2012
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-
2015
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- 2015-12-21 US US14/976,749 patent/US9995020B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020067338A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人信州大学 | 油圧装置の制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルの作成方法、制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルおよび圧力推定方法 |
JP7138936B2 (ja) | 2018-10-23 | 2022-09-20 | 国立大学法人信州大学 | 油圧装置の制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルの作成方法、制御流量推定用のモデルベーストルックアップテーブルおよび圧力推定方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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