循环时间校准的制作方法

发明领域

本公开涉及作业车辆和作业车辆的一个或多个功能的时间校准。

技术实现要素：

在一些实施例中，本公开提供一种作业车辆，包括：底盘；地面接合装置，所述地面接合装置被配置成沿着地面表面移动所述底盘；大臂/悬臂(boom)，所述大臂包括第一大臂部分和第二大臂部分，所述第一大臂部分连接到所述底盘；小臂(arm)，所述小臂包括第一小臂部分和第二小臂部分，所述第一小臂部分连接到所述第二大臂部分；和铲斗，所述铲斗连接到所述第二小臂部分。第一致动器包括连接到所述底盘的第一部分和连接到所述大臂的第二部分。所述第一致动器使所述大臂相对于所述底盘转动。第二致动器包括连接到所述大臂的第一部分和连接到所述小臂的第二部分。所述第二致动器使所述小臂相对于所述大臂转动。第三致动器包括连接到所述小臂的第一部分和连接到所述铲斗的第二部分。所述第三致动器使所述铲斗相对于所述小臂转动。处理器计算所述第一致动器的操作的第一循环时间，并且分析所计算的第一循环时间是否是有效的。如果所述第一循环时间是有效的，则所述处理器将所计算的第一循环时间传输给用户，并且如果所述第一循环时间是无效的，则所述处理器重复对所述第一致动器的操作的第一循环时间的所述计算。

在一些实施例中，本公开提供一种用于计算用于作业车辆的循环时间的方法，所述作业车辆具有底盘、经由第一致动器可转动地连接到所述底盘的大臂、经由第二致动器可转动地连接到所述大臂的小臂和经由第三致动器可转动地连接到所述小臂的铲斗。所述方法包括：感测所述第一致动器附近的第一压力；将所感测到的第一压力与阈值压力进行比较；感测所述第二致动器附近的第二压力；将所感测到的第二压力与所述阈值压力进行比较；感测所述第三致动器附近的第三压力；和将所感测到的第三压力与所述阈值压力进行比较。所述方法进一步包括如果出现所有以下情况则启动计时器：如果所感测到的第一压力大于所述阈值压力，如果所感测到的第二压力小于所述阈值压力，并且如果所感测到的第三压力小于所述阈值压力。该方法还包括：在启动所述计时器之后进一步感测所述第一压力，在启动所述计时器之后进一步感测所述第二压力，在启动所述计时器之后进一步感测所述第三压力，以及当出现以下情况中的任何一个时停止所述计时器：如果所感测到的第一压力小于所述阈值压力，如果所感测到的第二压力大于所述阈值压力，以及如果所感测到的第三压力大于所述阈值压力。所述方法进一步包括：将循环时间传输到处理器；用所述处理器确定所述循环时间是否是有效的；和如果所述循环时间被确定是有效的，则用所述处理器存储所述循环时间。

在一些实施例中，本公开提供一种用于计算用于作业车辆的循环时间的方法，所述作业车辆具有底盘、经由第一致动器可转动地连接到所述底盘的大臂和经由第二致动器可转动地连接到所述大臂的铲斗。所述方法包括：感测所述第一致动器附近的第一压力；将所感测到的第一压力与阈值压力进行比较；感测所述第二致动器附近的第二压力；将所感测到的第二压力与所述阈值压力进行比较；以及如果出现以下情况，则启动计时器：如果所感测到的第一压力小于所述阈值压力，和如果所感测到的第二压力大于所述阈值压力。所述方法进一步包括：在启动所述计时器之后进一步感测所述第一压力；在启动所述计时器之后进一步感测所述第二压力；和当出现以下情况中的任一个时停止所述计时器：如果所感测到的第一压力大于所述阈值压力，和如果所感测到的第二压力小于所述阈值压力。所述方法进一步包括：将循环时间传输到处理器；用所述处理器确定所述循环时间是否是有效的；和如果所述循环时间被确定是有效的，则存储所述循环时间。

通过考虑详细描述和附图，本公开的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据一些实施例的作业车辆的透视图。

图2是根据一些实施例的液压回路的示意图。

图3是示出一种可能的操作方法的流程图。

图4是压力随时间的示例性计算的曲线图。

具体实施方式

在详细解释本公开的任何实施例之前，应当理解，本公开在其应用方面不限于在以下描述中陈述或在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本公开能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。

图1图示了非公路用机器，例如，挖掘机10，其具有底盘14和用于支撑和推进底盘14并且因此沿着表面推进机器10的地面接合装置(例如，轨道或履带车机构18)。履带车机构18被定向成平行于底盘14的纵向轴线a，纵向轴线a与机器10在操作期间的向前行进方向一致。在所图示的实施例中，每个履带车机构18包括驱动链轮42、底盘框架46和履带50。驱动链轮42由主机(primemover)54驱动并且接合履带50。履带50围绕驱动链轮42和底盘框架46以环圈的方式被驱动。所图示的机器10进一步包括操作员驾驶室22、大臂30、小臂32、支撑在小臂32的端部上的铲斗34、处理器56和用户接口58。

大臂30包括：第一端部，所述第一端部枢转地连接到底盘14；和第二远端端部。第一大臂缸60a和第二大臂缸60b连接到底盘14和大臂30。第一大臂缸60a和第二大臂缸60b可操作成使大臂30相对于底盘14枢转。小臂32包括：第一端部，所述第一端部枢转地连接到大臂30的第二端部；和第二远端端部。小臂缸62连接到大臂30和小臂32，并且可操作成使小臂32相对于大臂30枢转。铲斗34连接到小臂32的远端端部。铲斗缸64经由枢转小臂36连接到小臂32和铲斗34，并且可操作成经由枢转小臂36使铲斗34相对于小臂32枢转。在所图示的实施例中，缸60a、60b、62和64是液压缸，但是也可以利用其它配置，例如气动缸。

尽管非公路用机器10被图示和描述为挖掘机，但是应当理解，非公路用机器10可以具有不同的形式，例如，装载机、推土机、机动平地机、铲运机或其它类型的构造、采矿、农业或实用机器。此外，尽管工作附件被图示和描述为铲斗，但是应当理解，工作附件可以具有不同的形式，例如，螺旋钻、破碎机、松土机(ripper)、抓斗机或用于挖掘、破碎、处理、运送、倾倒或以其它方式接合污物或其它材料的一些其它类型的附件。另外，工作附件可以从小臂32拆卸下来，以准许另一类型的工作附件连接到小臂32。

图2是根据一些实施例的示意图。图2图示了大臂缸60a/60b在第一端部处连接到底盘14，并且在第二端部处连接到大臂30。大臂缸60a/60b中的每一个的第一端部流体地连接到第一阀70和第二阀72，并且大臂缸60a/60b中的每一个的第二端部流体地连接到第一阀70。虽然仅示出了一个大臂缸60a/60b，但大臂缸60a和60b基本上相同，并且并联地流体地连接到第一阀70和第二阀72。泵74使流体从储液器76移动穿过第一阀70并且可选地穿过第二阀72到大臂缸60a/60b中的每一个的第一端部中，并且使流体从大臂缸60a/60b中的每一个的第二端部移动穿过第一阀70到储液器中，以使大臂30向上(在图2中逆时针方向)枢转。泵74使流体从储液器76移动穿过第一阀70到大臂缸60a/60b中的每一个的第二端部中，并且使流体从大臂缸60a/60b中的每一个的第一端部移动穿过第一阀70到储液器中，以使大臂30向下(在图2中顺时针方向)枢转。

小臂缸62的第一端部连接到大臂30，并且小臂缸62的第二端部连接到小臂32。泵74使流体从储液器76移动穿过第三阀78并且可选地穿过第四阀80到小臂缸62的第一端部中，并且使流体从小臂缸62的第二端部移动穿过第三阀78并且可选地穿过储液器中的第四阀80，以使小臂32向上(在图2中逆时针方向)枢转。泵74使流体从储液器76移动穿过第三阀78并且可选地穿过第四阀80到小臂缸62的第二端部中，并且使流体从小臂缸62的第一端部移动穿过第三阀78并且可选地穿过第四阀80到储液器中，以使小臂32向下(在图2中顺时针方向)枢转。

铲斗缸64的第一端部连接到小臂32，并且铲斗缸64的第二端部连接到枢转小臂36。泵74使流体从储液器76移动穿过第五阀82到铲斗缸64的第一端部中，并且使流体从铲斗缸64的第二端部移动穿过第五阀82到储液器76中，以使铲斗34向上(在图2中顺时针方向)枢转。泵使流体从储液器76移动穿过第五阀82到铲斗缸64的第二端部中，并且使流体从铲斗缸64的第一端部移动穿过第五阀82到储液器中，以使铲斗34向下(在图2中逆时针方向)枢转。

第一先导控制件86流体地连接到第一阀70的两个端部、第二阀72的一个端部和第五阀82的两个端部。第一先导控制件86被配置成致动第一阀70、第二阀72和第五阀82。在第一阀70和第一先导控制件86之间的流体流动管线以及在第五阀82和第一先导控制件86之间的流体管线中的每一个包括压力传感器(由具有斜箭头的圆示出)，所述压力传感器被配置成感测相应流动管线中的流体压力。

第二先导控制件88流体地连接到第三阀78的两个端部和第四阀80的两个端部。第二先导控制件88被配置成致动第三阀78和第四阀80。在第二先导控制件88和第三阀78之间的流体流动管线中的两个均包括压力传感器(由具有斜箭头的圆示出)，所述压力传感器被配置成感测相应流动管线中的流体压力。缸60a、60b、62和64、阀70、72、78、80和82以及压力传感器全都电联接到处理器56。

图3图示了根据一些实施例的循环时间校准的一种可能方法。校准测试由操作员输入校准应用程序并且经由用户接口58选择循环时间选项来开始。在步骤100中，用户然后选择以下功能中的一个来测试：(1)大臂缸60a和60b、(2)小臂缸62或(3)铲斗缸64。以示例方式，将描述针对操作员选择功能(1)、大臂缸60a和60b的操作。在步骤102中，处理器56检查将会导致无效校准的系统故障。如果没有发现故障，则校准继续到步骤104。

在步骤104中，也感测液压油的温度，并且如果所感测到的温度高于预定温度，则准许在安全状态下操作。如果所感测到的温度太低，则在步骤106处，机器被加热，直到温度上升到高于预定温度为止。如果所感测到的温度高于预定温度，则操作继续进行到步骤108。在步骤108处，处理器56发送信号以将发动机速度设置为最大节气门，将模式设置为其中机器将以最大速度操作的高功率模式，将工作模式设置为挖掘，并且停用自动怠速。来自处理器56的这些信号将机器置于其中与发动机速度和性能相关的变量被控制的已知状态中。因此，处理器56确认机器准备好开始校准，此时，在步骤108处，机器设置例如功率模式、增压和发动机速度可以由处理器56管控。

在步骤110处，处理器56询问先导控制杆是否已经被升高。先导控制杆由操作员驾驶室22中的操作员控制，并且对应于所选择的大臂缸60a/60b。如果先导控制杆尚未被升高，则在步骤112处指示操作员升高先导控制杆。如果先导控制杆已经被升高，则操作移动到步骤114，在步骤114处，操作员移动适当的操纵杆以延伸所选择的大臂缸60a/60b。

在步骤116处，感测大臂压力传感器处的先导压力，并且将其传输到处理器56。在步骤118处，处理器将所感测到的压力与第一阈值压力进行比较。如果所感测到的压力大于第一阈值压力，则操作移动到步骤120。如果所感测到的压力小于或等于阈值压力，则操作返回到步骤116，在步骤116处感测先导压力。在步骤120处，启动循环时间时钟。

在步骤122处，感测第一阀70处的第一先导压力，感测第三阀78处的第二先导压力，感测第五阀82处的第三先导压力，并且感测泵74处的泵压力改变。在步骤124处，将所感测到的压力与相应的阈值压力进行比较。操作移动到步骤126，在步骤126处，如果出现所有以下情况，则处理器继续递增循环时间：

所感测到的第一压力大于第一阈值压力，

第二压力小于第二阈值压力，

第三压力小于第三阈值压力，并且

所感测到的泵压力改变小于压力改变阈值。

在一些实施例中，第一阈值压力与第二阈值压力相同。在其它实施例中，第一阈值压力大于第二阈值压力。在一些实施例中，第二阈值压力与第三阈值压力相同。在其它实施例中，第二阈值压力大于第三阈值压力。如果出现以下条件中的任何一个，则操作移动到步骤128，在步骤128处停止循环时间：

所感测到的第一压力小于第一阈值压力，

第二压力大于第二阈值压力，

第三压力大于第三阈值压力，或者

泵压力改变大于压力改变阈值。

在步骤130处，处理器确定循环时间是否是有效的。在一些实施例中，处理器记录三个循环时间，并且出于检测有效性的目的，利用三个循环时间的平均值作为循环时间。无效循环时间的一些原因是操作员中断循环时间的操作、泵压力超过阈值压力、或泵压力的改变速率超过阈值速率。如果在循环时间期间出现以下情况中的任何一个，则循环时间被确定是无效的：

第二压力超过第一阈值压力，

第三压力超过第一阈值压力，

泵压力改变基本上等于零，或者

生成了一个或多个诊断错误代码。

如果处理器确定循环时间是无效的，则操作移动到步骤132，在步骤132处循环时间被丢弃，并且操作返回到步骤116以记录另一循环时间。如果以上无效条件没有一个出现，则确定循环时间是有效的，并且操作移动到步骤134，在步骤134处存储循环时间。操作然后移动到步骤136，在步骤136处，处理器确定是否已经存储了足够数量的循环时间。如果已经存储了足够数量的循环时间，则操作移动到步骤138。如果尚未存储足够数量的循环时间，则操作返回到步骤116以记录另一循环时间。

在步骤138处，处理器依据所存储的循环时间计算平均循环时间，并且将所计算的平均循环时间与操作员和网络(例如，控制器局域网、远程信息处理或其它合适的通信网络)通信。然后，操作移动到步骤140，在步骤140处系统返回到正常操作。

对于小臂缸62和铲斗缸64，可以重复图3中所示的循环时间模式操作。将仅详细描述小臂缸62和铲斗缸64的操作差异。

在步骤110处，如果操作员选择小臂缸62，处理器56询问先导控制杆是否已经被升高。先导控制杆由操作员驾驶室22中的操作员控制，并且对应于所选择的小臂缸62。如果先导控制杆尚未被升高，则在步骤112处指示操作员升高先导控制杆。如果先导控制杆已经被升高，则操作移动到步骤114，在步骤114处，操作员移动适当的操纵杆以延伸所选择的小臂缸62。

在步骤116处，感测小臂压力传感器处的先导压力，并且将其传输到处理器56。在步骤118处，处理器将所感测到的压力与第一阈值压力进行比较。如果所感测到的压力大于第一阈值压力，则操作移动到步骤120。如果所感测到的压力小于或等于第一阈值压力，则操作返回到步骤116，在步骤116处感测先导压力。在步骤120处，启动循环时间时钟。

在步骤122处，感测第一阀70处的第一先导压力，感测第三阀78处的第二先导压力，感测第五阀82处的第三先导压力，并且感测泵74处的泵压力改变。在步骤124处，将所感测到的压力与相应的阈值压力进行比较。操作移动到步骤126，在步骤126处，如果出现所有以下情况，则处理器继续递增循环时间：

所感测到的第一压力小于第一阈值压力，

第二压力大于第二阈值压力，

第三压力小于第三阈值压力，并且

所感测到的泵压力改变小于压力改变阈值。

在一些实施例中，第一阈值压力与第二阈值压力相同。在其它实施例中，第一阈值压力大于第二阈值压力。在一些实施例中，第二阈值压力与第三阈值压力相同。在其它实施例中，第二阈值压力大于第三阈值压力。如果出现以下情况中的任何一个，则操作移动到步骤128，在步骤128处停止循环时间：

所感测到的第一压力大于第一阈值压力，

第二压力小于第二阈值压力，

第三压力大于第三阈值压力，或者

泵压力改变大于压力改变阈值。

在步骤130处，处理器确定循环时间是否是有效的。如果在循环时间期间出现以下情况中的任何一个，则循环时间被确定是无效的：

第一压力超过了第二阈值压力，

第三压力超过了第二阈值压力，

泵压力改变基本上等于零，或者

生成了一个或多个诊断错误代码。

如果处理器确定循环时间是无效的，则操作移动到步骤132。对于大臂缸60a/60b的循环时间计算的步骤132到140的描述与小臂缸62和铲斗缸64的循环时间计算的操作相同。

在步骤110处，如果操作员选择铲斗缸64，则处理器56询问先导控制杆是否已经被升高。先导控制杆由操作员驾驶室22中的操作员控制，并且对应于铲斗缸64。如果先导控制杆尚未被升高，则在步骤112处指示操作员升高先导控制杆。如果先导控制杆已经被升高，则操作移动到步骤114，在步骤114处，操作员移动适当的操纵杆以延伸所选择的铲斗缸64。

在步骤116处，感测铲斗压力传感器处的先导压力，并且将其传输到处理器56。在步骤118处，处理器将所感测到的压力与第一阈值压力进行比较。如果所感测到的压力大于第一阈值压力，则操作移动到步骤120。如果所感测到的压力小于或等于第一阈值压力，则操作返回到步骤116，在步骤116处感测先导压力。在步骤120处，启动循环时间时钟。

在步骤122处，感测第一阀70处的第一先导压力，感测第三阀78处的第二先导压力，并且感测第五阀82处的第三先导压力，并且感测泵74处的泵压力改变。在步骤124处，将所感测到的压力与相应的阈值压力进行比较。操作移动到步骤126，在步骤126处，如果出现所有以下情况，则处理器继续递增循环时间：

所感测到的第一压力小于第二阈值压力，

第二压力小于第三阈值压力，

第三压力大于第一阈值压力，和

所感测到的泵压力改变小于压力改变阈值。

在一些实施例中，第一阈值压力与第二阈值压力相同。在其它实施例中，第一阈值压力大于第二阈值压力。在一些实施例中，第二阈值压力与第三阈值压力相同。在其它实施例中，第二阈值压力大于第三阈值压力。如果出现以下条件中的任何一个，则操作移动到步骤128，在步骤128处停止循环时间：

所感测到的第一压力大于第二阈值压力，

第二压力大于第三阈值压力，

第三压力小于第一阈值压力，或者

泵压力改变大于压力改变阈值。

在步骤130处，处理器确定循环时间是否是有效的。如果在循环时间期间出现以下情况中的任何一个，则循环时间被确定是无效的：

第一压力超过了第三阈值压力，

第二压力超过了第三阈值压力，

泵压力改变基本上等于零，或者

生成了一个或多个诊断错误代码。

如果处理器确定循环时间是无效的，则操作移动到步骤132。如上所述，对于大臂缸60a/60b的循环时间计算的步骤132到140的描述与小臂缸62和铲斗缸64的循环时间计算的操作相同。

在一些实施例中，循环时间计算可以在作业车辆上进行，所述作业车辆具有底盘、经由大臂致动器连接到底盘的大臂、以及经由铲斗致动器连接到大臂的铲斗。这样的车辆省略了小臂和小臂致动器。

图4图示了来自大臂缸的一次测试的结果。实线示出了在大臂操纵杆附近感测到的大臂升高先导压力。点线是可以由位置传感器感测到并且图示了活塞在大臂缸内的位置的大臂缸冲程。破折号线图示了由邻近泵的一个或多个压力传感器感测的泵压力。如图4中所示，当活塞开始在大臂缸内从其冲程的一个端部移动时(在曲线图中约为40％)，大臂升高先导压力急剧增加，并且泵压力增加到中等压力。当活塞在大臂缸内移动并接近其冲程的另一端时(在曲线图中约为100％)，大臂升高先导压力急剧下降，并且泵压力急剧增加。如果在这个测试期间利用图3中所示的方法，则处理器将在先导压力增加时使循环计时器开始，并且将在先导压力降低时使循环计时器停止。这些循环时间测试和方法将继续，直到记录了合适数量的循环时间为止，如图3中所详细描述的。

在本申请中公开的循环时间方法可以被用于在现场来诊断机器，以及在工厂中用于初始机器测试。在先前的方法中，用户将在致动适当的操纵杆时操作秒表。然而，在这样的配置中，在操作员致动操纵杆和启动计时器之间存在延迟，在致动器运动停止和用户停止计时器之间存在延迟，以及在致动操纵杆和先导压力高到足以开始移动相应缸之间存在延迟。此外，延迟可以因在不同的循环时间测量之间以及不同的操作员之间而变化。本循环时间校准方法允许对循环时间的更一致的测量，以更准确地检测致动器和机器整体的功能。

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