控制液压系统的方法

文档序号:1181945 发布日期:2020-09-22 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 控制液压系统的方法 (Method for controlling a hydraulic system ) 是由 S.P.摩尔曼 C.J.温加茨 于 2020-03-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及控制液压系统的方法。一种液压系统可以包括电液控制阀,该电液控制阀设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通。液压系统可以被控制以校正目标致动器压力和从控制阀输出的当前致动器压力之间的偏移误差,而不放大控制阀和液压致动器之间的流体中的压力振荡。(The present invention relates to a method of controlling a hydraulic system. A hydraulic system may include an electro-hydraulic control valve disposed in fluid communication between a source of pressurized fluid and a hydraulic actuator. The hydraulic system may be controlled to correct an offset error between a target actuator pressure and a current actuator pressure output from the control valve without amplifying pressure oscillations in the fluid between the control valve and the hydraulic actuator.)

控制液压系统的方法

技术领域

闭环控制系统也称为反馈控制系统,经常用于监测、控制和调节过程变量(例如,温度、压力和/或速度),使得变量的实际值与变量的期望值或设定点相同。为了实现这一点,传感器用来监测变量的实际值,并将代表变量的信号反馈给比较器,比较器计算变量的实际值和期望值之间的差值,并将该差值作为误差信号输出。然后,误差信号被提供给控制器,该控制器确定过程并对过程进行任何必要的校正(例如,通过调整一个或多个致动器的操作),以使变量的实际值与设定点一致。在液压系统中,控制器可以通过向控制阀发送信号来控制或调节系统内流体的流量和/或压力,该信号控制该控制阀的打开或关闭。

背景技术

液压系统中的压力振荡或脉冲可能会发生,例如,由于由泵供应的流体的量的变化、控制阀的致动,或者由于液压缸或马达中的负载波动。此外,液压系统中可能出现压力振荡,由于系统阻尼减小,液压系统设计成允许快速反应时间。在一些液压系统中,这些压力振荡可能随着时间的推移而消失,而无需对致动器进行任何调整。因此,在这样的系统中,可能希望采用闭环控制方法,该闭环控制方法可以调整期望压力和系统内感测到的实际压力之间的差值,而无需调整由于压力振荡而在期望压力和实际压力之间可能最初出现的压力差。

发明内容

在控制液压系统的方法中,可以接收表示目标致动器压力中的增加的电压力命令信号,该目标致动器压力从电液控制阀输出,该电液控制阀设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通。控制阀可以响应于压力命令信号而打开,以提供从加压流体源到液压致动器的加压流体的流动。加压流体的流动可以在控制阀和液压致动器之间的流体中产生压力振荡。代表控制阀和液压致动器之间的流体的压力的当前致动器压力可以多次被感测。目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差可以作为时间的函数多次被计算。调整因子可以至少部分地基于(i)目标致动器压力和当前致动器压力之间的计算压力差,以及(ii)目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差作为时间函数的变化率,以及(iii)目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差随时间推移的总和。调整因子可以施加到压力命令信号,以获得调整后的压力命令信号。调整后的压力命令信号可以被施加到控制阀,以校正目标致动器压力和当前致动器压力之间的偏移误差。

在一种形式中,施加到控制阀的调整后的压力命令信号可能不会放大在控制阀和液压致动器之间的流体中产生的压力振荡。

目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差可以作为时间的函数来计算,以产生由一系列原始误差值组成的原始误差信号,可以从一系列原始误差值中计算平均误差值,并且可以从平均误差值中生成调整因子。在这种情况下,可以通过将控制算法施加到计算的平均误差值来生成调整因子。控制算法可以包括比例项、积分项或微分项中的至少一项。

该系列原始误差值可以作为时间的函数存储在存储器中。可以通过顺序评估该系列原始误差值中的原始误差值来计算平均误差值,以识别峰值误差值和相邻谷值误差值。平均误差值可以通过将峰值误差值和相邻谷值误差值相加以获得误差值和,然后将误差值和除以2来计算。

通过计算相对于原始误差值的时间的一阶导数以产生一系列差分误差值,可以识别峰值误差值和相邻谷值误差值。每个差分误差值可以与相同序列中的先前差分误差值进行比较,以识别(i)第一对相邻的相反符号的第一和第二差分误差值,其中第一对中的第一差分误差值是正值,以及(ii)第二对相邻的相反符号的第三和第四差分误差值,其中第二对中的第三差分误差值是负值。可以识别对应于第一差分误差值的一系列原始误差值中的第一原始误差值,并且可以将第一原始误差值存储为峰值误差值。可以识别对应于第三差分误差值的一系列原始误差值中的第二原始误差值,并且可以将第二原始误差值存储为谷值误差值。

该系列原始误差值可以遵循包括一连串波峰和波谷的波形图案。在这种情况下,可以在一系列原始误差值没有完成波形图案的整个周期的情况下生成调整因子。

电压力命令信号可以响应于由车辆的电子控制单元接收的输入信号而生成。

电液致动系统可以包括液压子系统、压力传感器、目标压力模块、误差模块和调整模块。液压子系统可以包括电液控制阀,该电液控制阀设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通。控制阀可以控制加压流体源和液压致动器之间的流体的流动和压力。压力传感器可以感测代表控制阀和液压致动器之间的流体压力的当前致动器压力。目标压力模块可以确定从控制阀输出的目标致动器压力。误差模块可以接收来自压力传感器的当前致动器压力信号和来自目标压力模块的目标致动器压力信号,当前致动器压力信号代表作为时间函数的感测到的当前致动器压力,目标致动器压力信号代表由目标压力模块确定的目标致动器压力。误差模块可以至少部分基于以下各项来计算调整因子:(i)目标致动器压力和当前致动器压力之间的计算压力差,(ii)目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差作为时间函数的计算变化率,以及(iii)目标致动器压力和当前致动器压力之间的压力差随时间推移的总和。调整模块可以将调整因子施加到目标致动器压力,以产生调整后的目标致动器压力,以从控制阀输出。调整后的目标致动器压力可以校正目标致动器压力和当前致动器压力之间的偏移误差,而不会放大在电液控制阀和液压致动器之间的流体中产生的压力振荡。

电液致动系统可以包括基于调整后的目标致动器压力控制控制阀的打开的阀控制模块。

电液致动系统可以包括与控制阀流体连通的螺线管。在这种情况下,阀控制模块可以通过生成电压力命令信号并将电压力命令信号施加到螺线管来控制控制阀的打开。

电压力命令信号可以将控制阀朝向打开位置移动。偏压构件可以将控制阀朝向关闭位置偏压。

加压流体源可以包括与贮槽流体连通的泵。泵可以由内燃发动机或电动马达机械驱动。

液压致动器可以包括机械式自动变速器、双离合器变速器、无级变速器、自动变速器、手动变速器或转矩变换器的部件。

误差模块可以多次计算当前致动器压力和目标致动器压力之间的压力差作为时间的函数,以产生一系列原始误差值,顺序地评估原始误差值以识别该系列原始误差值中的峰值误差值和相邻谷值误差值,根据峰值误差值和相邻谷值误差值计算平均误差值,并从平均误差值生成调整因子。

调整因子可以通过将控制算法施加到计算的平均误差值来生成。控制算法可以包括比例项、积分项或微分项中的至少一项。

本发明提供下列技术方案。

1. 一种控制液压系统的方法,所述方法包括:

接收表示目标致动器压力增加的电压力命令信号,以从设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通的电液控制阀输出,

响应于所述压力命令信号打开所述控制阀,以提供从所述加压流体源到所述液压致动器的加压流体流,所述加压流体流在所述控制阀和所述液压致动器之间的所述流体中产生压力振荡;

多次感测代表所述控制阀和所述液压致动器之间的所述流体的压力的当前致动器压力;

多次计算作为时间的函数的所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的压力差;

至少部分地基于下列各项来生成调整因子:(i)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的计算的压力差;(ii)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的所述压力差作为时间函数的变化率;以及(iii)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的压力差随时间推移的总和;

将所述调整因子施加到所述压力命令信号,以获得调整后的压力命令信号;和

将所述调整后的压力命令信号施加到所述控制阀,以校正所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的偏移误差。

2. 根据技术方案1所述的方法,其中,向所述控制阀施加所述调整后的压力命令信号不会放大在所述控制阀和所述液压致动器之间的所述流体中产生的压力振荡。

3. 根据技术方案1所述的方法,其中,所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的所述压力差作为时间的函数来计算,以产生由一系列原始误差值组成的原始误差信号,从所述一系列原始误差值中计算平均误差值,并且从所述平均误差值中生成所述调整因子。

4. 根据技术方案3所述的方法,其中,所述调整因子通过将控制算法施加到所述计算的平均误差值来生成,并且其中,所述控制算法包括比例项、积分项或微分项中的至少一项。

5. 根据技术方案3所述的方法,包括:

将所述一系列原始误差值作为时间的函数存储在存储器中,并且其中,所述平均误差值通过以下方式计算:

顺序评估所述一系列原始误差值中的所述原始误差值来识别峰值误差值和相邻谷值误差值;和

通过将所述峰值误差值和所述相邻谷值误差值相加来获得误差值总和,然后将所述误差值总和除以2,来计算所述平均误差值。

6. 根据技术方案5所述的方法,其中,所述峰值误差值和所述相邻谷值误差值通过以下方式识别:

计算所述原始误差值关于时间的一阶导数,以产生一系列差分误差值;

将每个差分误差值与同一系列中的前一差分误差值进行比较,以识别:

(i) 符号相反的第一对相邻的第一和第二差分误差值,其中,所述第一对中的所述第一差分误差值是正值,以及

(ii) 符号相反的第二对相邻的第三和第四差分误差值,其中,所述第二对中的所述第三差分误差值是负值;

识别所述一系列原始误差值中对应于所述第一差分误差值的第一原始误差值,并将所述第一原始误差值存储为所述峰值误差值;和

识别所述一系列原始误差值中对应于所述第三差分误差值的第二原始误差值,并将所述第二原始误差值存储为所述谷值误差值。

7. 根据技术方案5所述的方法,其中,所述一系列原始误差值遵循包括一连串峰值和谷值的波形图案,并且其中,所述调整因子是在所述一系列原始误差值没有完成所述波形图案的整个周期的情况下生成的。

8. 根据技术方案1所述的方法,其中,所述电压力命令信号响应于由车辆的电子控制单元接收的输入信号而生成。

9. 一种电液致动系统,包括:

液压子系统,其包括设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通的电液控制阀,所述控制阀控制所述加压流体源和所述液压致动器之间的流体流动和流体压力;

压力传感器,其感测代表所述控制阀和所述液压致动器之间的所述流体的压力的当前致动器压力;

目标压力模块,其确定从所述控制阀输出的目标致动器压力;

误差模块,其接收来自所述压力传感器的当前致动器压力信号和来自所述目标压力模块的目标致动器压力信号,所述当前致动器压力信号代表作为时间的函数的感测到的当前致动器压力,所述目标致动器压力信号代表由所述目标压力模块确定的所述目标致动器压力,其中,所述误差模块至少部分地基于以下各项来计算调整因子:(i)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的计算的压力差,(ii)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的所述压力差的作为时间函数的计算变化率,以及(iii)所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的所述压力差随时间推移的总和;和

调整模块,其将所述调整因子施加到所述目标致动器压力以生成调整后的目标致动器压力以从所述控制阀输出,其中,所述调整后的目标致动器压力校正所述目标致动器压力和所述当前致动器压力之间的偏移误差,而不放大所述电液控制阀和所述液压致动器之间的所述流体中产生的压力振荡。

10. 根据技术方案9所述的系统,包括:阀控制模块,其基于所述调整后的目标致动器压力来控制所述控制阀的打开。

11. 根据技术方案10所述的系统,包括:与所述控制阀流体连通的螺线管,并且其中,所述阀控制模块通过生成电压力命令信号并将所述电压力命令信号施加到所述螺线管来控制所述控制阀的打开。

12. 根据技术方案11所述的系统,其中,所述电压力命令信号使所述控制阀朝向打开位置移动,并且其中,偏压构件将所述控制阀朝向关闭位置偏压。

13. 根据技术方案9所述的系统,其中,所述加压流体源是与贮槽流体连通的泵,并且其中,所述泵由内燃发动机或电动马达机械驱动。

14. 根据技术方案9所述的系统,其中,所述液压致动器包括机械式自动变速器、双离合器变速器、无级变速器、自动变速器、手动变速器或转矩变换器的部件。

15. 根据技术方案9所述的系统,其中,所述误差模块:

多次计算作为时间的函数的所述当前致动器压力和所述目标致动器压力之间的所述压力差,以产生一系列原始误差值;

顺序评估所述原始误差值以识别所述一系列原始误差值中的峰值误差值和相邻谷值误差值;

从所述峰值误差值和所述相邻谷值误差值计算平均误差值;和

从所述平均误差值生成所述调整因子。

16. 根据技术方案17所述的系统,其中,所述调整因子通过将控制算法施加到所述计算的平均误差值来生成,并且其中,所述控制算法包括比例项、积分项或微分项中的至少一项。

附图说明

下文将结合附图描述说明性实施例,其中相同的标记表示相同的元件,并且其中:

图1是包括电子控制单元、液压子系统和液压致动器的电液致动系统的示意图;

图2是在图1的电子控制单元内实现的闭环控制方法的功能框图,用于校正目标致动器压力和当前致动器压力之间的偏移误差;和

图3是压力(200)与时间(300)关系的曲线图,描绘了目标致动器压力信号(74)、原始误差压力信号(112)、平均误差值信号(172)和调整后的目标致动器压力信号(78)。

具体实施方式

本文所述的方法可以用于提供液压系统的闭环控制,该液压系统包括设置成在加压流体源和液压致动器之间流体连通的电液控制阀,其中在控制阀和液压致动器之间的液压流体中可能经常出现压力振荡。特别地,本文所述方法可以用于通过快速有效地校正目标致动器压力和当前致动器压力之间的偏移误差来控制控制阀和液压致动器之间的液压流体的压力(致动器压力),而不会放大液压流体中的压力振荡。通过从原始误差信号中去除压力振荡的量值以获得平均误差值,然后对平均误差值应用包括比例项、积分项或微分项中的至少一项的控制算法,来实现这种偏移误差的有效和快速校正。

图1描绘了根据本公开的一个或多个实施例的电液致动系统10,包括液压子系统12、液压致动器14、电子控制单元(ECU) 16和压力传感器46。本文将结合图1所示的电液致动系统10描述当前公开的闭环控制方法的细节。普通技术人员将理解,这种控制方法可以实现和/或结合到各种不同的电液致动系统中。

液压子系统12可操作来响应于由电子控制单元16产生和从电子控制单元16接收的电命令信号,提供和调节从加压液压流体源到液压致动器14的液压流体的流动和压力。液压子系统12可以包括液压泵18,该液压泵18经由流体管线22从贮槽20抽取液压流体,并且经由供应管线26将加压液压流体输出到电液控制阀24。多余的液压流体可以从控制阀24通过回流管线30并且可选地通过第一限流孔口32排放到贮槽20。泵18可以由内燃发动机或电动马达(未示出)机械驱动。

电液控制阀24控制泵18和液压致动器14之间的流体的流动和压力。在一种形式中,控制阀24可以是电液比例压力控制阀,其包括设置在阀体(未示出)中的阀芯(未示出)、设置在阀芯的第一端36上的控制螺线管34、设置在阀芯的相对的第二端40上的偏压构件38、经由供应管线26与液压泵18流体连通的入口端口80、经由供给管线42与液压致动器14流体连通的出口端口82、以及经由回流管线30与贮槽20流体连通的排放端口84。先导通道86可以在控制阀24的出口端口82和设置在阀芯的第二端40上的室(未示出)之间提供流体连通。

控制阀24的位置可以由控制螺线管34、偏压构件38以及经由先导通道86供应到设置在阀芯的第二端40上的室的流体的压力来调制。控制螺线管34作用在阀芯的第一端36上,而偏压构件38和先导通道86中的流体作用在阀芯的第二端40上,直到在由螺线管34施加在阀芯的第一端36上的命令压力与由偏压构件38和先导通道86中的流体施加在阀芯的第二端40上的压力之间达到压力平衡。当控制螺线管34断电时,偏压构件38将控制阀24偏压在关闭位置,并将阀24保持在关闭位置。在关闭位置,液压流体被阻止通过控制阀24从泵18经由供给管线42流到致动器14。在关闭位置,液压流体可以从致动器14排出,并被允许从致动器14通过控制阀24、通过回流管线30流到贮槽20。

当希望增加供应到液压致动器14的液压流体的流量和压力时,控制螺线管34例如通过从ECU 16接收电压力命令信号44而被通电。响应于电压力命令信号44,螺线管34作用在控制阀24上,以将控制阀24移动到打开位置。在打开位置,加压液压流体被允许从泵18流过控制阀24,并经由供给管线42并可选地通过第二限流孔口28流到致动器14。这增加了供给管线42中的压力。随着供给管线42中的压力增加,先导通道86允许一些加压流体从控制阀24的出口端口82通过先导通道86流到阀芯的第二端40。施加在阀芯的第二端40上的流体压力与由偏压构件38施加的压力一起将控制阀24移向关闭位置,并且至少部分地切断来自控制阀24的出口端口82的加压流体的流动,直到施加在控制阀24的第一端36和第二端40上的力之间达到压力平衡。由螺线管34施加在控制阀24上的力可以增加或减少,以通过增加或减少施加到螺线管34的电压力命令信号44来控制控制阀24的打开程度。

压力传感器46设置成在控制阀24和致动器14(例如,在供给管线42上)之间流体连通,并且可操作来感测或测量从控制阀24输出并经由供给管线42供应到致动器14的液压流体的当前致动器压力。压力传感器46可以操作来多次感测作为时间函数的当前致动器压力。例如,压力传感器46可以操作来连续、间歇或周期性地感测当前致动器压力。基于感测的当前致动器压力,压力传感器46生成代表感测的当前致动器压力的当前致动器压力信号48,并将当前致动器压力信号48供应给ECU 16,例如,作为电子控制反馈回路的一部分。

图1中描绘的液压子系统12是液压系统的一个示例,该液压系统可以包括在当前公开的电液致动系统10中。应当理解,在其他实施例中,液压子系统12中的液压流体管线、液压阀和/或其他液压元件的布置和数量可以不同。例如,可以存在这样的阀,该阀允许液压流体从致动器14经由单独的流体管线而不是供给管线42排放到贮槽20,使得液压流体不会沿相反的方向流向泵18。在图1中,控制阀24经由供应管线26与泵18直接流体连通,并且还经由供给管线42与液压致动器14直接流体连通。然而,在其他实施例中,控制阀24可以例如与泵18和/或致动器14间接流体连通,并且可以经由一个或多个附加液压阀与泵18和/或致动器14间隔开,这可以允许液压流体通过泵18分配到一个或多个附加液压致动器。可选地可以包括在液压系统12中的附加液压元件的一些示例包括蓄能器、止回阀、卸压阀和/或减压阀。

液压致动器14机械联接到负载50,并且可操作以响应于经由泵18和控制阀24从贮槽20供应的加压液压流体而向负载50施加力。液压致动器14包括往复设置在气缸54内的活塞52,活塞52将气缸54分成在活塞52的第一侧上的第一室56和在活塞52的第二相对侧上的第二室58。活塞52连接到活塞杆60,活塞杆60延伸穿过气缸54的第二室58,并在其远端联接到负载50。图1所示的液压致动器14包括单作用气缸54,该单作用气缸54具有位于气缸54的第二室58内的偏压构件62。这样,活塞52在气缸54内的位置通过控制供应到气缸54的第一室56的液压流体的压力来控制。第一室56中的液压流体的压力作用在活塞52的第一侧上,而偏压构件62作用在活塞52的第二侧上,直到由第一室56中的加压液压流体施加在活塞52的第一侧上的力和由第二室58中的偏压构件62施加在活塞52的第二侧上的力之间实现压力平衡。在其他实施例中,液压致动器14可以包括双作用气缸(未示出),并且活塞52在气缸54内的位置可以通过平衡分别供应到气缸54的第一室56和第二室58的液压流体的压力来控制。实际上,液压致动器14和/或负载50可以包括机动车辆的部件。例如,液压致动器14和/或负载50可以包括自动手动变速器、双离合器变速器、无级变速器、自动变速器、手动变速器或转矩变换器的部件,例如滑轮、离合器、制动器或带。在一个具体示例中,液压致动器14和/或负载50可以包括无级变速器的主滑轮或副滑轮的部件。

ECU 16响应于从压力传感器46接收的当前致动器压力信号48和响应于从各种传感器和/或其他数据源接收的一个或多个输入信号64,控制控制阀24的位置,从而控制通过控制阀24的加压液压流体的流动。例如,ECU 16可以响应于从管线压力传感器(未示出)接收的输入信号64来控制控制阀24的位置,管线压力传感器设置成在泵18和控制阀24(例如,在供应管线26上)之间流体连通。在电液致动系统10包括车辆部件的实施例中,ECU 16可以包括变速器控制模块(TCM)和/或发动机控制模块(ECM)的一部分,该TCM和/或ECM包括微处理器和存储器。在这种情况下,ECU 16可以接收与车辆变速器、发动机和/或动力系的一个或多个部件相关的输入信号64。例如,ECU 16可以响应于代表车辆的发动机速度、发动机负载和/或加速器踏板位置的输入信号64来控制控制阀24的位置,从而控制通过控制阀24的加压液压流体的流动。在一种形式中,由ECU 16接收的输入信号64可以用于计算变速器输入轴的旋转速度和变速器输出轴的旋转速度之间的目标传动比,并且其中控制阀24的位置的控制可以基于计算的目标传动比。

ECU 16可以包括目标压力模块66、误差模块68、调整模块70和阀控制模块72。目标压力模块66确定从控制阀24输出的目标致动器压力,以在气缸54的第一室56中产生期望的压力(以及施加在活塞52的第一侧上的期望的力),从而通过液压致动器14实现期望的响应。由目标压力模块66产生的目标致动器压力可以基于输入信号64,并且可以例如使用将输入信号64与目标致动器压力相关联的一个或多个查找表或函数来确定。然后,目标压力模块66输出代表要从控制阀24输出的目标致动器压力的目标致动器压力信号74。

误差模块68计算可用于校正期望的目标致动器压力和从控制阀24输出的当前致动器压力之间的偏移误差的调整因子,而不放大控制阀24和液压致动器14之间的流体中的压力振荡。可能需要校正这种偏移误差,例如,以确保液压致动器14的准确响应。误差模块68生成代表计算的调整因子的调整因子信号76,并将调整因子信号76输出到调整模块70。

调整模块70将调整因子施加到由目标压力模块66计算的目标致动器压力,并生成调整后的目标致动器压力以从控制阀24输出,从而实现目标致动器压力和从控制阀24输出的当前致动器压力之间的基本对应。在一种形式中,当当前致动器压力和目标致动器压力之间的差值小于预定量,例如小于目标致动器压力的5%时,可以实现目标致动器压力和从控制阀24输出的当前致动器压力之间的基本对应。调整模块70输出代表调整后的目标致动器压力的调整后的目标致动器压力信号78,并将调整后的目标致动器压力信号78传递给阀控制模块72。

阀控制模块72基于调整后的目标致动器压力信号78生成电压力命令信号44,并将电压力命令信号44输出到螺线管34以控制控制阀24的打开。施加到螺线管34的电压力命令信号44控制和/或调整从控制阀24输出的液压流体的压力和流动,使得控制阀24和致动器14之间的液压流体的压力接近调整后的目标致动器压力,并且实现液压致动器14的期望响应。

在电液致动系统10的正常操作期间,控制阀24和液压致动器14之间的液压流体中可能产生压力振荡。例如,当施加到螺线管34的电压力命令信号44的强度增加(或减小)时,控制阀24和液压致动器14之间的液压流体中可能产生压力振荡。施加到螺线管34的电压力命令信号44的强度的变化可以例如响应于由ECU 16接收的输入信号64的变化而发生,这可能需要增加或减少控制阀24和液压致动器14之间的液压流体的压力。不受理论的约束,据信这种压力振荡可能是由液压子系统12的欠阻尼特性引起的,并且可能最终随着时间的推移从系统中消失。此外,据信,由于由ECU 16生成的电压力命令信号44的定时、控制阀24响应于命令信号44的移动以及控制阀24和液压致动器14之间响应于控制阀24的移动的压力变化之间的固有延迟,任何校正这种压力振荡的尝试都可能具有放大振荡的不期望效果和/或可能阻碍压力振荡随时间推移从系统中消失的自然趋势。

误差模块68被配置成校正期望的目标致动器压力和从控制阀24输出的当前致动器压力之间的偏移误差,而不放大可能在控制阀24和液压致动器14之间的流体中发生的压力振荡。特别地,误差模块68被配置成接收来自压力传感器46的当前致动器压力信号48和来自目标压力模块66的目标致动器压力信号74,并输出可用于控制或调整施加到螺线管34的电压力命令信号44的强度的调整因子信号76,使得从控制阀24输出的当前致动器压力接近目标致动器压力。

图2描绘了闭环控制方法100的功能框图,误差模块68使用闭环控制方法100基于从压力传感器46接收的当前致动器压力信号48(代表从控制阀24输出的当前致动器压力P c )和从目标压力模块66接收的目标致动器压力信号74(代表从控制阀24输出以产生期望的结果的目标致动器压力P t )来生成调整因子(和对应的调整因子信号76)。在框110中,误差模块68接收来自压力传感器46的当前致动器压力信号48和来自目标压力模块66的目标致动器压力信号74,并多次计算这两信号之间的作为时间(t)的函数的压力差(P t – P c ),以产生由一系列原始误差值e(t)组成的原始误差信号112。该系列原始误差值可以存储在例如ECU 16的存储设备(未示出)中。当控制阀24和液压致动器14之间的液压流体中出现压力振荡时,从压力传感器46输出的当前致动器压力信号48可以遵循阻尼振荡波形图案。在这种情况下,在误差模块68的框110中产生的原始误差信号112也将遵循阻尼振荡波形图案,该图案包括一系列波峰和波谷,如图3所示。

在框120中,误差模块68计算原始误差值关于时间的一阶导数(即原始误差值作为时间函数的变化率),以产生由一系列差分误差值

Figure 499504DEST_PATH_IMAGE001

组成的差分误差信号122。该系列差分误差值可以作为时间的函数存储在存储器设备中。在框130、140、150和160中,误差模块68顺序评估差分误差值,以识别该系列原始误差值中的峰值误差值epeak和相邻谷值误差值evalley。当控制阀24和致动器14之间的流体中的压力振荡幅度达到最大值并且目标致动器压力和当前致动器压力之间的误差或差值同样达到最大值时,出现峰值误差值。当控制阀24和致动器14之间的流体中的压力振荡幅度达到最小值并且目标致动器压力和当前致动器压力之间的误差或差值同样达到最小值时,出现谷值误差值。在图3中,峰值误差值由圆圈(●)标识,谷值误差值由三角形(▲)标识。

在框130中,将每个差分误差值与该系列的差分误差值中的前一差分误差值进行比较,直到识别出符号相反的第一对相邻的第一和第二差分误差值(即,正差分误差值与负差分误差值相邻)。如果没有识别出这样的对,例如,如果发现每个连续的差分误差值具有相同的符号(即,两者都是正的或者都是负的),则该方法循环回到框110。

对一对符号相反的相邻差分误差值的识别表明原始误差信号112遵循的阻尼振荡波形图案已经达到峰值或谷值。在框140中,确定第一对中的第一差分误差值是正值还是负值。如果第一对中的第一差分误差值是正值,则确定该系列误差值已经达到峰值,并且该方法前进到框150。如果第一对中的第一差分误差值是负值,则确定该系列误差值已经达到谷值,并且该方法前进到框160。

当确定第一对中的第一差分误差值是正值时,在框150中,例如通过参考存储在存储器中的误差值来识别对应于第一对中的第一差分误差值的误差值。然后,对应的误差值作为第一峰值误差值存储在存储器中。在识别第一峰值误差值之后,在框152中,确定第一谷值误差值是否已经被识别。如果已经识别出第一谷值误差值,则该方法前进到框170。如果第一谷值误差值尚未被识别,则该方法循环回到框110。

当确定第一对中的第一差分误差值是负值时,在框160中,例如通过参考存储在存储器中的原始误差值来识别对应于第一对中的第一差分误差值的误差值。然后,对应的原始误差值作为第一谷值误差值存储在存储器中。在识别第一谷值误差值之后,在框162中,确定第一峰值误差值是否已经被识别。如果已经识别出第一峰值误差值,则该方法前进到框170。如果第一峰值误差值尚未被识别,则该方法循环回到框110。

在峰值误差值和相邻谷值误差值都被识别并存储在存储器中之后,该方法前进到框170。在框170中,从峰值误差值和相邻谷值误差值计算平均误差值,即,通过将峰值误差值和相邻谷值误差值相加,然后除以2。然后,代表计算出的平均误差值的平均误差值信号172被提供给框180。

在框180中,误差模块68计算调整因子,并将代表计算的调整因子的调整因子信号76输出到调整模块70。在框180中,通过将控制算法施加到计算的平均误差值来计算调整因子。施加到计算的平均误差值的控制算法包括比例项(P)、积分项(I)或微分项(D)中的至少一项。

在一种形式中,在框180中,通过将控制算法施加到包括比例项和积分项的计算出的平均误差值来计算调整因子。最近计算的调整因子可以存储在ECU 16的存储器中。

因为只需要一个峰值误差值和相邻的谷值误差值对来计算调整因子,所以该系列误差值遵循的阻尼振荡波形图案不需要为了误差模块68计算调整因子而完成整个波周期。换句话说,在一系列误差值没有完成其阻尼振荡波形图案的整个波周期的情况下,可以由误差模块68生成调整因子。阻尼振荡波的整个波周期发生在波已经传播一个完整波长时,例如,当波已经通过两个峰值(波峰)、两个谷值(波谷)或两个拐点(波与其切线相交的点)时。这样,在一系列原始误差值没有经过两个峰值、两个谷值或两个拐点的情况下,可以由误差模块68生成调整因子。

当控制阀24和液压致动器14之间的液压流体中没有出现压力振荡时,误差模块68将不能识别一系列原始误差值中的峰值误差值和相邻谷值误差值,并且由误差模块68实现的方法将继续循环回到框110,而不向框180输出平均误差值。在这种情况下,在一种形式中,调整模块70可以继续将最近的先前计算的调整因子施加到目标致动器压力,以产生调整后的目标致动器压力,从而从控制阀24输出。在另一种形式中,在存储器中没有存储先前计算的调整因子的情况下,误差模块68可以基于被一次或多次计算为当前致动器压力和目标致动器压力之间的差值的一个或多个原始误差值来计算初始调整因子。

优选示例性实施例和具体示例的上述描述本质上仅仅是描述性的;它们并不旨在限制所附权利要求的范围。除非说明书中另有具体而无歧义的说明,否则所附权利要求中使用的每一个术语都应被赋予其普通和习惯的含义。

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