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CN113090613A - 基于流体箱的流体液位的致动器校准 - Google Patents

基于流体箱的流体液位的致动器校准 Download PDF

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CN113090613A
CN113090613A CN202011513651.2A CN202011513651A CN113090613A CN 113090613 A CN113090613 A CN 113090613A CN 202011513651 A CN202011513651 A CN 202011513651A CN 113090613 A CN113090613 A CN 113090613A
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Abstract

公开了一种校准系统。所述校准系统可包括：传感器，所述传感器配置成测量机器的流体箱中的流体液位；致动器，所述致动器在被致动时影响所述机器的水平；以及控制器。所述控制器可以配置成：命令所述致动器在一电流处致动；在命令致动所述致动器期间和之后，从所述传感器接收标识所述流体箱中的流体液位的信息；基于标识所述流体箱中的流体液位的信息，确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化；以及基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化，在所述电流处设置所述致动器的启动电流。

Description

基于流体箱的流体液位的致动器校准
技术领域
本公开大体上涉及致动器校准，并且例如涉及基于流体箱的流体液位的致动器校准。
背景技术
机器可包括一个或多个通过致动可移动的部件。例如，冷铣刨机可包括多个腿部，该多个腿部可以通过致动相应阀(例如，电动液压阀)而被升高或降低，所述阀控制液压流体向多个腿部的流动。通常，机器的控制器可通过命令与部件相关联的致动器在特定启动电流处来发起部件的移动。例如，启动电流可以是开裂电流(cracking current)，其使致动器打开(例如，开裂)阀，阀控制液压流体向部件的流动。然而，在一些情况下，由于致动器或阀的磨损，命令致动器达到的启动电流可能不对应于开裂电流，原因是致动器在指定的公差之外操作，等等。因此，部件可能对操作者命令缺乏适当的响应性。
在2015年9月15日授权给BOMAG GmbH的美国第9,133,586号专利(“’586专利”)中公开了一种平衡施工机械以防止倾斜的尝试。具体地，’586专利公开了一种压力测量装置，其部署到施工机械的致动器并且设计成确定施加到致动器的压力的值。’586专利表明，所监测的压力值代表施工机械倾斜程度的量度。
虽然’586专利的压力测量装置可以实现对施工机械的倾斜程度的监测，但’586专利不解决致动器的启动电流的校准。此外，’586专利没有指出可基于施工机械的流体箱的流体液位来监测倾斜程度。而是，’586专利描述了使用压力测量装置来监测倾斜程度，这引入了可能磨损或失效的附加部件。
本公开的校准系统解决了上述问题中的一个或多个问题和/或现有技术中的其他问题。
发明内容
根据一些实施方式，方法可以包括：由机器的控制器命令所述机器的致动器在一电流处致动，所述致动器在被致动时影响所述机器的水平；由所述控制器在命令致动所述致动器之后确定所述机器的流体箱中是否存在流体液位变化；以及由所述控制器基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化，在所述电流处设置所述致动器的初始电流。
根据一些实施方式，校准系统可以包括：传感器，所述传感器配置成测量机器的流体箱中的流体液位；致动器，所述致动器在被致动时影响所述机器的水平；以及控制器，所述控制器配置成：命令所述致动器在一电流处致动；在命令致动所述致动器期间和之后，从所述传感器接收标识所述流体箱中的流体液位的信息；基于标识所述流体箱中的流体液位的信息，确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化；以及基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化，在所述电流处设置所述致动器的启动电流。
根据一些实施方式，机器可以包括由致动器控制的部件，所述致动器被致动时影响所述机器的水平；流体箱，所述流体箱配置成保持所述机器的流体；以及控制器，所述控制器配置成：命令所述致动器在一电流处致动；在命令所述致动器致动之后基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化确定所述部件的位置是否存在变化；以及基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化在所述电流处设置所述致动器的启动电流。
附图说明
图1是本文描述的示例性机器的图。
图2是本文描述的示例性校准系统的图。
图3是用于基于流体箱的流体液位的致动器校准的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1是示例性机器100的图。如图1中所示，机器100体现为冷铣刨机。替代地，机器100可以是旋转式搅拌机、摊铺机或包括由致动器控制的部件的另一机器，所述致动器在被致动时引起机器100(例如，采用伸缩腿部的机器)倾斜。
机器100包括多个地面接合构件104以在道路表面106上推进机器100。尽管图1中示出两个地面接合构件104，但机器100可包括相对于机器100的行进方向位于机器100的右前、左前、右后和左后处的四个地面接合构件104。此外，尽管地面接合构件104在图1中示出为包括履带，但地面接合构件104可另外或替代地包括轮子。
多个地面接合构件104通过多个液压腿部110连接到机器100的框架108。每个液压腿部110与致动器(例如，螺线管致动器)相关联，所述致动器控制液压腿部110的位置(例如，高度)。例如，致动器可以控制阀(例如，电动液压阀)，阀控制液压流体向液压腿部110的流动，从而展开或收缩液压腿部110。用于液压腿部110的致动器可彼此独立地操作。例如，机器100的左侧上的液压腿部110可以比机器100的右侧上的液压腿部110延伸得更远，从而引起机器100相对于道路表面106向右倾斜。
机器100的框架108支撑操作者区域112。操作者区域112包括转向命令元件114(例如，方向盘、操纵杆、手柄等等)和控制面板116。控制面板116包括用户界面单元118，该用户界面单元配置成从机器100的操作者接收输入。用户界面单元118与机器100的控制器120通信，所述控制器配置成将控制信号传送到机器100的一个或多个系统。一个或多个系统可包括多个地面接合构件104、铣削系统124、传送器系统126、通风系统128和/或发动机130。
发动机130向多个地面接合构件104供应动力以推进机器100。此类推进可通过用发动机130的输出驱动液压泵(未示出)来实现。液压泵向与多个地面接合构件104相关联的个别电动机(未示出)供应高压液压流体。发动机130还向铣削系统124供应动力以可旋转地驱动铣削系统124的铣削滚筒132，从而在道路表面106上执行铣削操作。
铣削系统124支承在框架108上，并且使用铣削滚筒132促进铣削道路表面106，铣削滚筒包括多个切削工具134(例如，围绕铣削滚筒132周向布置)。铣削滚筒132在从发动机130接收动力时旋转，使得多个切削工具134与道路表面106反复接触以从道路表面106断开一层或多层材料。液压腿部110可充当伸缩致动器，其配置成相对于多个地面接合构件104升高和降低铣削系统124以控制由铣削系统124切割的深度。
使用传送器系统126从机器100排出由去除道路表面106的一层或多层产生的材料。传送器系统126包括至少一个传送带。例如，传送器系统126可包括下传送带136和邻近下传送带136定位的上传送带138。下传送带136从铣削操作收集材料并将材料输送到上传送带138，上传送带138将材料输送到排放位置。
机器100还包括支承在框架108上的水箱140。水箱140可以定位在机器100的机罩(未示出)下方并且靠近铣削系统124和传送器系统126。水箱140与至少一个喷水嘴142连通，以朝铣削系统124的铣削滚筒132和多个切削工具134选择性地分配储存在水箱140中的水。水箱140包括配置成测量水箱140的水位的传感器144。例如，传感器144可以是液位传感器。机器100可包括额外流体箱和相关联的流体液位传感器，例如柴油机排放流体(DEF)箱和相关联的DEF液位传感器、燃料箱和相关联的燃料料位传感器等等。
控制器120(例如，电子控制模块(ECM))可包括一个或多个存储器和一个或多个处理器，所述一个或多个存储器和一个或多个处理器实施与基于机器100的流体箱(例如，水箱140)的流体液位的致动器校准相关联的操作，如结合图2所描述的。例如，控制器120可以配置成命令致动器在一电流处致动，确定机器的流体箱中的流体液位是否存在变化，并且基于确定流体箱中的流体液位是否存在变化来在该电流处设置致动器的启动电流。
如上所述，以图1为例。其它示例可以与结合图1所描述的不同。
图2是示例性校准系统200的图。如图2中所示，校准系统200包括用户界面单元118、控制器120、一个或多个传感器202和一个或多个致动器204。控制器120可以经由有线连接或无线连接与用户界面单元118、传感器202和致动器204通信。
控制器120可从用户界面单元118接收执行致动器204的校准程序的操作者命令。也就是说，操作者可经由用户界面单元118请求校准致动器204。在一些实施方式中，控制器120可以例如基于检测到致动器204中的一个或多个的误校准，基于从致动器204前一次校准起阈值时段到期等等确定(例如，不接收操作者命令)执行致动器204的校准程序。另外或替代地，控制器120可以基于在用户界面单元118处执行的操作(例如，在操作机器100期间)执行致动器204的校准程序。例如，控制器120可以在操作者正在操纵用户界面单元118的致动器命令元件时，执行致动器204的校准程序。在执行校准程序之前，控制器120可命令致动器204到中间位置(例如，水平位置)。
可以由螺线管控制的致动器204可以控制阀，阀控制液压流体向机器100的部件的流动。如图2中所示，每个致动器204与机器100的相应液压腿部110相关联。因此，致动器204在被致动时影响机器100的水平(例如，影响框架108的水平或流体箱(例如水箱140)的水平)。例如，致动器204可以使机器100倾斜，使机器100变成水平等等。致动器204可以与机器100的另一可致动部件(例如，在被致动时影响机器100的水平的部件)相关联。例如，所述部件可以是腿部(例如，校平腿部)，致动器204控制腿部的位置；所述部件可以是臂(例如，水平延伸臂、吊臂、挖掘机臂等等)，致动器204控制臂的位置；所述部件可以是器具(例如，整平板、铲斗、倾卸器等等)，致动器204控制器具的位置等等。
根据校准程序，对于每个致动器204，控制器120可以命令致动器204在随时间增大的电流处致动，直到检测到机器100水平的变化(例如，倾斜)，由此指示致动器204的启动电流(例如，开裂电流)。例如，控制器120可以命令致动器204在一电流处致动，并且控制器120可以基于机器100的流体箱中的流体液位确定该电流是否引起致动器204的致动(例如，引起致动器204打开阀)。也就是说，控制器120可以在检测到流体液位变化(例如，相对于先前的流体液位测量值)时，确定电流引起致动器204的致动。
例如，控制器120可以在增大对致动器204命令的电流的同时监测流体液位，以便检测流体液位的变化。作为示例，控制器120可以命令致动器204在一电流处致动，并且如果检测到流体液位没有变化，则控制器120可以命令致动器204在增大的电流处致动，等等。尽管流体箱中的流体量未发生实际变化，但是由于由致动器204的致动引起机器100水平的变化，所以检测到流体液位的变化。
控制器120可以从与流体箱相关联(例如，位于其中)的传感器202接收标识流体箱中的流体液位的信息。在一些实施方式中，流体箱可以对应于水箱140，并且传感器202可以对应于传感器144。另外或替代地，流体箱可以是机器100的另一流体箱，例如DEF箱、燃料箱等等。因此，控制器120可以从分别与机器100的多个流体箱(例如，一个或多个水箱、DEF箱、燃料箱等等)相关联的多个传感器202接收流体液位信息。
从传感器202接收的流体液位信息可以不被滤波，或者可以经过比关于与校准程序无关的操作由控制器120接收的流体液位信息更少的滤波。另外或替代地，控制器120可以不执行流体液位信息的滤波，或者可以对流体液位信息执行比关于与校准程序无关的操作对液位信息执行的滤波更少的滤波。可以执行滤波(例如，关于与校准程序无关的操作)以标准化流体液位信息，从流体液位信息移除噪声数据，等等。
控制器120可以基于从单个传感器202或从多个传感器202接收的流体液位信息确定电流是否引起致动器204的致动。例如，控制器120可以聚合从多个传感器202接收的流体液位信息，以便确定电流是否引起致动器204的致动。作为示例，控制器120可以在多个流体箱的阈值数量报告指示流体液位变化的流体液位信息时，确定电流引起致动器204的致动。
此外，控制器120可以从多个传感器202中选择单个传感器202，所述单个传感器将用于确定电流是否引起致动器204的致动。例如，控制器120可以基于确定传感器202在流体箱中偏心(例如，根据流体箱或机器100的构造)，确定流体箱的流体液位满足容量范围(例如，25％至75％，40％至60％，或45％至55％)，和/或确定流体液位是静态的(例如，流体液位没有变化，或由于与校准程序无关的机器100的移动而改变一满足阈值的量)来选择单个传感器202。控制器120还可以选择多个传感器202的子集，该子集将用于以类似方式确定电流是否引起致动器204的致动。换句话说，如果传感器202在流体箱中偏心，如果流体箱的流体液位满足容量范围，和/或如果流体液位是静态的，则控制器120可以使用来自所述传感器的流体液位信息来确定电流是否引起致动器204的致动。
基于确定电流引起致动器204致动(例如，检测到流体液位变化)，控制器120可以在该电流处设置(例如，配置、存储、保存等等)致动器204的启动电流(例如，开裂电流)。启动电流是在操作者随后请求启动致动器204的致动时控制器120向致动器204命令的电流。在对致动器204执行校准程序之后，控制器120可针对致动器204的不同位置移动和/或针对一个或多个附加致动器204重复校准程序。例如，控制器120可以执行校准程序以用于升高机器100的左前液压腿部110、降低左前液压腿部110、升高右前液压腿部110、降低右前液压腿部110、升高后液压腿部110和/或降低后液压腿部110。
如上所述，以图2为例。其它示例可以与结合图2所描述的不同。
图3是基于流体箱的流体液位的致动器校准的示例性过程300的流程图。图3的一个或多个过程块可以由控制器(例如，控制器120)执行。另外或替代地，图3的一个或多个过程块可以由与控制器分开或包括控制器的另一装置或一组装置执行，例如另一装置或机器100内部或外部的部件。
如图3中所示，过程300可包括命令机器的致动器在一电流处致动，在此处，致动器在被致动时影响机器的水平(块310)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器、输出部件、通信接口等等)可以命令机器的致动器在一电流处致动，如上所述。致动器可以与机器的部件相关联，所述致动器在被致动时影响机器的水平。例如，致动器可以控制(例如，基于控制阀，阀控制液压流体的流动)机器的腿部的位置、机器的臂的位置或机器的器具的位置中的至少一者。可以基于接收执行执行器的校准的操作者命令来命令致动器致动。
如图3中还示出的，过程300可包括在命令致动器致动之后，确定机器的流体箱中的流体液位是否存在变化(块320)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器、输入部件、通信接口等等)可以在命令致动器致动之后如上所述确定机器的流体箱中的流体液位是否存在变化。流体箱可以是机器的多个流体箱中的一个，在这种情况下，过程300可以包括确定多个流体箱中的相应流体液位是否存在变化。
确定流体液位是否存在变化可以基于与流体箱相关联的传感器的测量值。传感器可以在流体箱中具有偏心位置。所述流体箱可以是水箱、燃料箱或DEF箱。
在一些实施方式中，过程300包括基于确定流体箱的传感器偏心或流体液位满足范围而选择流体箱以确定流体液位是否存在变化。
如图3中还示出的，如果确定流体液位无变化(块330-否)，则过程300可包括返回到块310。在这种情况下，所命令的电流可以相对于先前迭代增大。
如果确定流体液位变化(块330-是)，则如图3中还示出的，过程300可包括基于确定流体箱中的流体液位变化来在所述电流处设置致动器的启动电流(块340)。例如，控制器(例如，使用处理器、存储器、存储部件等等)可以基于如上所述确定流体箱中的流体液位存在变化来在所述电流处设置致动器的启动电流。可以基于确定流体液位满足范围，在所述电流处设置致动器的启动电流。
尽管图3示出了过程300的示例性框，但在一些实施方式中，过程300可以包括比图3中所描绘的那些框更多的框、更少的框、不同的框或不同布置的框。另外或替代地，可以并行地执行过程300的框中的两个或更多个框。
工业适用性
所公开的校准系统可以与任何机器一起使用，所述机器包括由致动器控制的部件，所述致动器在被致动时影响机器的水平。例如，校准系统可以与包括采用一个或多个伸缩腿部的腿部校平系统的机器一起使用。校准系统使得能够基于机器的流体箱中的流体液位来校准机器的致动器的启动电流。以此方式，不需要与致动器相关联的可能失效和/或可能难以更换的传感器来校准致动器。此外，流体液位可提供可用于致动器的开裂电流的准确指示，由此改善致动器的响应性。

Claims (10)

1.一种方法，其包括：
由机器的控制器命令所述机器的致动器在一电流处致动，
所述致动器在被致动时影响所述机器的水平；
由所述控制器在命令致动所述致动器之后确定所述机器的流体箱中的流体液位是否存在变化；以及
由所述控制器基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化，在所述电流处设置所述致动器的启动电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述致动器控制以下各项中的至少一者：
所述机器的腿部的位置；
所述机器的臂的位置；或者
所述机器的器具的位置。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中确定所述流体液位是否存在变化包括：
在增加所述电流的同时监测所述流体液位；以及
基于监测所述流体液位来检测所述流体液位的变化。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其还包括：
在命令致动所述致动器之前接收对所述致动器执行校准的操作者命令。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其还包括：
基于确定所述流体箱的传感器偏心或所述流体液位满足一范围而选择所述流体箱以确定所述流体液位是否存在变化。
6.一种校准系统，其包括：
传感器，所述传感器配置成测量机器的流体箱中的流体液位；
致动器，所述致动器在被致动时影响所述机器的水平；以及
控制器，所述控制器配置成：
命令所述致动器在一电流处致动；
在命令致动所述致动器期间和之后，从所述传感器接收标识所述流体箱中的流体液位的信息；
基于标识所述流体箱中的流体液位的信息，确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化；以及
基于确定所述流体箱中的流体液位是否存在变化，在所述电流处设置所述致动器的启动电流。
7.根据权利要求6所述的校准系统，其中所述传感器在所述流体箱中具有偏心位置。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的校准系统，其中所述控制器还配置成：
基于确定所述流体液位不存在变化，命令所述致动器在增大的电流处致动。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的校准系统，其中所述流体箱是以下各项中的至少一者：
水箱；
燃料箱；或者
柴油机排放流体箱。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的校准系统，其中所述流体箱是所述机器的多个流体箱中的一个，并且
其中所述控制器配置成确定所述多个流体箱中的相应流体液位是否存在变化。
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