检测液压系统中的液压阀故障的方法
【专利说明】检测液压系统中的液压阀故障的方法
[0001]相关串请
[0002]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
[0003]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】
[0004]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栗。中位全开阀或者中位关闭阀控制流体向致动器的流动。
[0005]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栗，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】
[0006]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栗之间的压力应当由于栗泄漏而快速地减小，在该电液压系统中，栗未正在被操作以供应压力。然而，相反，如果在栗/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。
[0007]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栗；以及连接在栗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栗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。
[0008]可选地，备份例程包括操作栗以控制致动器的由负载引起的移动。
[0009]可选地，控制器还被配置成生成指示第一阀的故障的警报。
[0010]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栗以对栗与第一阀之间的液压流体进行减压。
[0011]可选地，液压系统还包括第二阀，该第二阀将栗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。
[0012]可选地，栗是双向栗，该双向栗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。
[0013]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。
[0014]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栗和用于驱动推进栗的推进电机，该电机通过推进逆变器连接到推进电功率源。
[0015]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栗。
[0016]可选地，所监视的系统状况是栗与第一阀之间的压力。
[0017]可选地，所监视的系统状况是电机转矩。
[0018]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栗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。
[0019]可选地，该方法还可以包括基于评估来确定是否操作栗以停止致动器。
[0020]可选地，监视第一系统状况包括监视栗与阀之间的压力。
[0021]可选地，监视第一系统状况包括监视电机转矩，其中电机操作栗。
[0022]可选地，该方法还可以包括在所述控制之后操作栗以减小栗与液压阀之间的压力。
[0023]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栗与液压阀之间的压力。
[0024]可选地，该方法还可以包括:在一个方向上操作栗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栗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。
[0025]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栗。
[0026]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。
[0027]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】
[0028]图1图示了示例性的示意电静液致动器系统；
[0029]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；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]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；
[0033]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】
[0034]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。
[0035]在命令负载保持阀打开时，栗/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，但是阀与栗之间的压力应当由于栗