專利名稱：控制閥組件的流體流率特性的方法和裝置的制作方法
控制閥組件的流體流率特性的方法和裝置
背景技術：
電控閥組件用在航空工業中以控制流體通過各種航空器系統的流動和傳送。例 如，常規直接驅動伺服閥(servovalve)用作航空器系統的一部分，以將相對低功率電控 制輸入信號轉換為相對大機械功率輸出。典型的直接驅動伺服閥包括外殼、閥部件如柱塞 (spool)、電機和傳感器。外殼限定流體通路，閥部件位于流體通路內。電機被配置為使流 體通路內的閥部件在打開位置和閉合位置之間移動，以便控制通路內流體流的數量。傳感 器被配置為感應流體通路內閥部件的位置以及電機轉子組件的轉動方位。在工作期間，電控制器從用戶輸入設備接收命令信號，該命令信號引導控制器以 特定方式(例如，增大流、減小流、終止流等)來操作伺服閥。控制器還從傳感器接收位置 信號，因此使得控制器能夠確定流體通路內閥部件的當前位置。控制器然后根據命令信號 和位置信號向電機發送控制信號，以控制轉子組件的旋轉方位。結果，轉子組件將閥部件移 動至流體通路內的所需位置處，以控制通過伺服閥流動的流體數量，從而驅動流體傳動器 (actuator)來操作可變幾何形狀元件例如與航空器相關聯的元件。另外，蝶形閥(butterfly valve)或提升閥(poppet valve)用作航空器燃料系統 的一部分，以控制傳送至航空器中各個系統的燃料數量。常規蝶形閥通過調節流通道內閥 板或節流板的位置，來控制流通道中的流體流率(flow rate)。例如，響應于命令信號，電機 被配置為在打開位置(閥板面與流體通路中的流平行取向)與閉合位置(閥板面與流體通 路中的流垂直取向)之間轉動閥板，減小通道內的流體流率。這種轉動調整提供給航空器 中各個系統的燃料數量。
發明內容
常規閥組件具有多種不足。典型地，盡管使用命令信號來調整閥元件在流體通路 內的定位，但是閥元件通常建立非線性流率改變特性。以提升閥為例，假設控制器向電機發 送控制信號以將提升閥的閥板定位于50%打開位置。響應于控制信號，由于非線性流率改 變特性，閥板可以定位于流體通路中以使大于或小于所需量的流體通過通路。這種定位導 致與命令位置相比不準確量的流率通過流體通路。另外，利用常規閥組件，閥元件的速度典 型地通過單個可變參數來控制，導致閥元件在閥行程期間以基本上恒定的速度移動。因此， 在提升閥的情況下，如果提升閥元件在靠近閥座時能夠相對于閥座快速改變位置，則在打 開時在閥元件下游或者在閉合時在閥元件上游可能出現壓力波動(pressure surge)。這種 壓力波動(稱作水錘)可以導致對閥或其他系統部件的損壞。與常規閥組件不同，本發明的實施例涉及用于控制閥組件的流體流率特性的方法 和裝置。控制器配置有具有命令信號值組的表，命令信號值表示為了獲得通過流體通路的 所需流率的閥元件命令位置。該表還包括實驗測量的驅動信號值組，驅動信號值表示為獲 得通過流體通路的所需流率而需要的閥元件實際位置。在工作期間，為了獲得通過流體通 路的所需流率，控制器攔截來自命令信號源的命令信號。由于非線性流率改變特性，命令信 號將會在流體通路內把閥組件的閥定位為使大于或小于所需量的流體通過通路。因此，控制器向閥組件提供基于表值的相應驅動信號。因此，控制器控制閥元件的定位，使得閥元件 打開至大于或小于命令位置的位置，以便提供通過流體通路的所需流。因此，在一個實施例 中，控制器被配置為提供通過任何液體或氣體介質閥組件的流特性的線性化。在一種配置中，基于表，控制器被配置為調整打開和閉合改變率特性，以滿足針對 每一具體閥配置的客戶需求。另外，控制器被配置為控制閥元件在閥元件行程中某些點處 的位置改變率，以減小流體通路內的水壓錘(hydraulic water hammer)和系統壓力波動。在一種配置中，一種用于控制閥組件的流率特性的方法包括接收具有命令信號 值的命令信號，該命令信號被配置為在第一位置和命令位置之間定位閥組件的閥，以根據 第一流率特性提供通過流體通路的流體流。該方法包括訪問流控制表以檢測與命令信號 值相對應的驅動信號值，該流控制表將命令信號值組與相應的驅動信號值組相關，驅動信 號值組對應于閥組件的流率值組。該方法包括向閥組件提供與驅動信號值相關聯的驅動 信號，該驅動信號被配置為在第一位置與驅動位置之間定位閥組件的閥，以根據第二流率 特性提供通過流體通路的流體流，其中第二流率特性不同于第一流率特性。在一種配置中，一種流控制系統包括閥組件，具有設置于流體通路內的閥以及可 操作地耦接至閥的電機；以及與電機電通信的控制器。該控制器被配置為接收具有命令 信號值的命令信號，該命令信號被配置為使電機在第一位置和命令位置之間定位閥組件的 閥，以根據第一流率特性提供通過流體通路的流體流。該控制器被配置為訪問流控制表以 檢測與命令信號值相對應的驅動信號值，該流控制表將命令信號值組與相應的驅動信號值 組相關，驅動信號值組對應于閥組件的流率值組。該控制器被配置為向閥組件提供與驅動 信號值相關聯的驅動信號，該驅動信號被配置為使電機在第一位置與驅動位置之間定位閥 組件的閥，以根據第二流率特性提供通過流體通路的流體流，其中第二流率特性不同于第 一流率特性。在一種配置中，一種具有計算機可讀介質的計算機程序產品包括編碼于其上的計 算機程序邏輯，當該計算機程序邏輯在計算機化設備的控制器上執行時，將控制器配置為 接收具有命令信號值的命令信號，該命令信號被配置為使電機在第一位置和命令位置之間 定位閥組件的閥，以根據第一流率特性提供通過流體通路的流體流；訪問流控制表以檢測 與命令信號值相對應的驅動信號值，該流控制表將命令信號值組與相應的驅動信號值組相 關，驅動信號值組和命令信號值組對應于閥組件的流率值組；以及向閥組件提供與驅動信 號值相關聯的驅動信號，該驅動信號被配置為使電機在第一位置與驅動位置之間定位閥組 件的閥，以根據第二流率特性提供通過流體通路的流體流，其中第二流率特性不同于第一 流率特性。
根據以下對本發明具體實施例的描述，上述以及其他目的、特征和優點將變得清 楚，在附圖中示出了本發明的具體實施例，不同圖中相同的參考符號表示相同的部件。附圖 不一定是按比例的，而是將重點放在圖示本發明各實施例的原理上。圖1示出了根據一個實施例的流控制系統的示意圖。圖2是示出了根據一個實施例針對預期閥位置的、閥組件電機狀態計數與通過閥 組件的流率之間的關系，以及針對校正閥位置的、閥組件電機狀態計數與通過閥組件的流率之間關系的曲線圖。圖3示出了圖1中控制器的示意圖，該控制器配置有流控制表。圖4是根據一個實施例由圖1的控制器執行來對通過流體通路的流體流進行控制 的方法的流程圖。圖5是由圖1的控制器執行來在工作期間對閥組件的閥的轉動速度改變進行減速 的處理的流程圖。圖6示出了在圖5所示的控制器處理之后輸入信號的信號特性。
具體實施例方式本發明的實施例涉及用于控制閥組件的流體流率(flow rate)特性的方法和裝 置。控制器配置有表，該表具有命令信號值組，命令信號值表示為獲得通過流體通路的所需 流率的閥元件命令位置。該表還包括實驗測得的驅動信號值組，驅動信號值表示為了獲得 通過流體通路的所需流率而需要的閥元件實際位置。在工作期間，為了獲得通過流體通路 的所需流率，控制器攔截來自命令信號源的命令信號。由于非線性改變率特性，命令信號將 會在流體通路內把閥組件的閥定位為使大于或小于所需量的流體通過通路。因此，控制器 根據表值，向閥組件提供相應的驅動信號。因此，控制器控制閥元件的定位，使得閥元件打 開至大于或小于命令位置的位置，以便提供通過流體通路的所需流。因此，在一個實施例 中，控制器被配置為提供通過任何液體或氣體介質閥組件的流特性的線性化。在一種配置中，基于表，控制器被配置為調整打開和閉合改變率特性(profile)， 以滿足針對每一具體閥配置的客戶需求。另外，控制器被配置為控制在閥元件的行程中特 定點處閥元件的位置改變率，以減小流體通路內的水壓錘(hydraulic water hammer)和系 統壓力波動(pressure surge)。圖1示出了閥組件系統100的示意表示。閥組件系統100包括命令信號源102、控 制器104和閥組件106。命令信號源102被配置為向閥組件106提供命令信號108，以控制閥組件106的 閥Iio的定位，以便控制流經相關管道112的流體量(例如，增大流，減小流，終止流)。例 如，在一種配置中，命令信號源102被配置為用戶控制設備，例如操縱桿。操縱桿在被搖動 時，向閥組件106提供命令信號108，其中命令信號108對應于通過管道112的用戶期望流 體流率。盡管命令信號源102可以按多種格式向閥組件106提供命令信號108，但是在一種 配置中，命令信號源102基于用戶動作，生成具有約OV和IOV之間的初始命令信號值的初 始命令信號。模數轉換器114攔截初始模擬命令信號107，并將初始命令信號從模擬域轉換 到數字域，并向處理器120提供得到的數字命令信號108。控制器104設置為與命令信號源102以及閥組件106電通信。控制器104被配置 為攔截來自命令信號源102的命令信號107，并基于命令信號107向閥組件106提供驅動信 號116。如上所述，盡管命令信號107可以由閥組件106用來調整流體通路112內閥或閥元 件110的定位，但是常規閥110通常具有非線性改變率特性，這影響了流體通路112的體積 流率(volumetric flow rate)。因此，當閥組件基于命令信號107將閥110定位于命令位 置時，通過流體通路112的實際流率可能大于或小于所需流。為了補償閥110的非線性改 變率特性，由控制器114提供的驅動信號116將閥110的定位調整至大于或小于命令位置的位置，以提供通過流體通路112的校正或所需流率。盡管控制器104可以多種方式來配置，但是在一種配置中，控制器包括存儲器118 和處理器120。存儲器118可以是任何類型的易失性或非易失性存儲器或存儲系統，例如計 算機存儲器(例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、或其他類型存儲器)，閃存， 或盤式存儲器例如硬盤、軟盤、光盤。存儲器118可以編碼有邏輯指令和/或數據119，其允 許控制器將閥110的定位調整至大于或小于命令位置的位置。處理器120表示任何類型的 電路或處理設備，例如中央處理單元、控制器、專用集成電路、數字信號處理器(DSP)、或者 能夠訪問存儲器118以允許控制器104運行、執行、解譯、操作或以其他方式執行邏輯指令 119的其他電路。閥組件106包括電機122，該電機122設置為與控制器104電通信，且包括與閥110 耦接的輸出轉軸(shaft)125。電機122被配置為接收來自控制器104的驅動信號116，并 轉動輸出轉軸125以在流體通路112內將閥110移動至與驅動信號116相對應的位置。例 如，在一種配置中，電機122可操作來在流體通路112中0%流位置和100%流位置之間對 閥進行定位。盡管電機可以按多種方式來配置，但是在一種配置中，電機122被配置為3相 無刷DC電機，且具有傳感器IM例如以120°間隔定位的3個霍爾傳感器。在電機122被 附接至60 1減速比(reduction ratio)變速箱(gearbox)的情況下，霍爾傳感器1 針 對變速箱輸出轉軸每一周旋轉，提供1080個狀態計數(即，每一度旋轉3個狀態計數)。盡 管閥組件106可以多種方式來配置，但是在一種配置中，閥組件106被配置為提升閥或蝶形 閥。在另一種配置中，閥組件106被配置為伺服閥組件。如上所述，控制器104被配置為向閥組件106提供驅動信號116以相對于流體通 路112調整閥110的定位，并提供通過流體通路112的所需流率。為了配置控制器104以 響應于接收到具體命令信號107而提供適當的驅動信號116，制造商首先獲得具體閥組件 的實際流率、命令閥位置與校正的所需閥位置之間的關系，以確定閥組件106的流率特性。制造商部分地基于電機122和傳感器IM的工作特性，來對閥組件106進行表征。 例如，假設電機122被配置為向輸出轉軸125提供最小0°和最大90°之間的轉動，輸出轉 軸125可操作來在閉合(基本上0%流)行程位置和打開(基本上100%或者最大流)行 程位置之間對閥110進行定位。另外，假設傳感器IM被配置為在閥組件106處于閉合位 置時輸出0個狀態計數(以下稱作“計數”)的最小值，以及在閥組件106處于打開位置時 輸出270個計數的最大值。制造商將最大數目的計數在一組流率值之間劃分，以生成一組 命令計數值。例如，假設制造商建立基于10%流率間隔(0^,10^,20%,…，100%)的分 辨率為1/3°或1個計數的表。如圖2中的曲線圖200所示，制造商然后相對流率間隔分配 命令計數，如曲線202所示。制造商基于通過實際閥組件106的流體的流率與閥110相對于流體通路112的實 際位置之間的關系，對閥組件106進行進一步表征。例如，為了對閥組件106進行進一步表 征，制造商將閥組件106連接至承載加壓流體的流體通路112。制造商使電機122將輸出轉 軸125轉動預設量，例如按5°增量轉動。每增加5°的增量，制造商測量通過閥組件106 的流率、流體溫度、閥組件106兩端的流體壓降、以及傳感器IM生成的驅動計數值，其中驅 動計數值指示閥110相對于流體通路112的實際行程位置。基于這些測量，對于通過閥組 件106的給定流率(例如，最大值的10%、最大值的20%、最大值的30%等等)，制造商將測得的狀態計數分配給每一流率間隔(0^,10^,20%,…，100% )，如圖2中調整輸出曲 線204所示。如圖3所示，一旦制造商已經針對具體閥組件106建立了每一流率間隔與命令計 數之間以及每一流率間隔與驅動計數之間的關系，制造商對控制器102配置流控制表250。 如圖3所示，流控制表250包括一組流率間隔252、一組命令信號值254以及一組驅動信號 值256。該組命令信號值2M對應于上述命令計數值，該組驅動信號值256對應于上述驅動 計數值，且如圖2所示。在流控制表250中，命令信號值組2M中每一命令信號值對應于為 了獲得通過閥組件的所需流率、閥110相對于流體通路112的預期閥行程位置，驅動信號值 組256中每一驅動信號值對應于獲得通過閥組件106的所需流率的實際閥行程位置。在一 種配置中，制造商將流控制表250裝入存儲器118(例如閃存)中。在所示的配置中，控制器104利用流控制表250來對改變率進行線性化，其中，當 電機122調整閥元件110相對于流體通路112的位置時，通過閥組件106的流以所述改變 率來改變。圖4示出了控制器104在利用流控制表250來控制通過流體通路112的流體流 時所執行的方法的流程圖300。在步驟302中，控制器104接收具有命令信號值的命令信號107，命令信號107被 配置為在第一位置與命令位置之間定位閥組件106的閥110，以根據第一流率特性提供通 過流體通路112的流體流。例如，參照圖1，假設用戶操作命令信號源102，以調整閥組件 106，以便產生流率為最大流率50%的通過流體通路112的所需流。另外，假設由于操作的 結果，命令信號源102生成初始命令信號107，該初始命令信號107具有5V的初始命令信號 值。在這種情況下，A/D轉換器114攔截初始命令信號107，并將該信號轉換為具有相關命 令信號計數值135的命令信號108。然而，參照圖2，以及針對電機122的操作，135的命令 信號計數值(即，從閉合到完全打開的270個傳感器狀態計數的一半)只能使電機122將 閥110相對于流體通路112定位為允許最大流率的30%流率從中通過。因此，由命令信號 源102提供的命令信號108使電機調整閥110的定位從而根據非線性流率特性使流體流通 過流體通路112。回到圖4，在步驟304中，控制器114訪問流控制表250，以檢測與命令信號值108 相對應的驅動信號值256，流控制表250將一組命令信號值2M與相應的一組驅動信號值 256相關，該組驅動信號值256和該組命令信號值2M對應于閥組件106的一組流率值252。 例如，參考圖1和2，當控制器104接收到來自命令信號源102的模擬命令信號107時，控制 器104將數字命令信號值108(在該情況下為135個計數)與命令信號值組邪4相比較，以 檢測數字命令信號值108與命令信號值組2M之間的對應關系。在表250中，控制器104檢 測到存在與數字命令信號值108 (對應于從命令信號源102接收到的模擬命令信號107)相 對應的命令信號值254-1。基于這種對應關系，控制器104檢測相應的驅動信號值256-1， 可操作用于將閥110定位在使得最大流率的所需50%流率通過閥組件160的位置。回到圖4，在步驟306中，處理器104向閥組件116提供與驅動信號值256_1相關 聯的驅動信號116，該驅動信號116被配置為在第一位置和驅動位置之間定位閥組件106的 閥110，以根據第二流率特性提供通過流體通路112的流體流，該第二流率特性不同于第一 流率特性。如圖3所示，175個計數的驅動信號值256-1對應于通過流體通路112的最大 流率的所需校正50%流率。當控制器104將值為175的相應驅動信號116發送至電機122時，電機122轉動輸出轉軸125，直至傳感器IM生成值為175個計數的傳感器信號。因此， 電機122根據預定數目的狀態計數(即，175)，通過輸出轉軸125來移動閥110。得到的閥 110相對于流體通路112的驅動位置實際上可以大于或小于50%打開，以補償閥組件160 的非線性流特性以及提供校正流率。輸出轉軸125的這種轉動將閥110相對于流體通路 112定位，以使最大流率的50%通過流體通路112和閥組件106。應該指出，閥在打開方向 以及閉合方向均遵循由驅動信號值256確定的相同曲線。對于控制器104的操作，控制器104被配置為控制閥元件110的定位，使得閥元件 110打開至大于或小于命令位置的位置，以便提供通過流體通路的所需流。因此，在一個實 施例中，控制器被配置為提供通過任意液體或氣體介質閥組件的流特性的線性化。另外，因 為閥組件106的操作基于向電機122提供實驗生成值的控制器104，所以控制器104不需要 來自閥元件110的反饋以操作和定位閥元件110。此外，因為流控制表250以軟件配置，所 以制造商可以更新流控制表250，以改變命令信號值245和驅動信號值256之一或兩者，以 便調整閥組件112的流特性。盡管控制器104可以利用流控制表250來對通過流體通路112的流體流進行線性 化，但是在一種配置中，控制器104還被配置為利用流控制表250來調整閥110的速度。參 照圖2，當閥110在完全閉合和完全打開位置之間移動時，曲線204的斜率改變，這意味著 速度改變。例如，圖2的調整輸出曲線204示出了具有相對陡斜率(表示相對大的速度改 變)的第一部分220、具有相對緩斜率(表示閥110的減速)的第二部分222、具有更緩斜 率(表示閥110的進一步減速)的第三部分224、以及具有相對陡斜率(表示閥110的加 速)的第四部分225。為了提供通過流體通路的線性流率特性，控制器104被配置為當閥 110相對于流體通路112在流率間隔(表示為線段226)之間移動時調整閥110的速度。在一種配置中，控制器104被配置為根據驅動信號值組256中兩個驅動信號值之 差以及根據第一驅動信號值與第二驅動信號值之間的時間差，來調整閥110在第一位置和 驅動位置之間的速度。在一種配置中，控制器104預先配置有線段2 之間的時間差。例如， 假設將閥110從基本上完全閉合位置移動至基本上完全打開位置所需的時間量基于2.0秒 行程時間(即，電機122將輸出轉軸125在0°和90°之間轉動以在基本上完全閉合位置 和基本上完全打開位置定位閥110)。基于分辨率為10個線段226的流控制表250，控制器 104配置有0. 2秒/10%流率間隔的時間差。因此，參照圖3的流控制表250，如果針對具體 線段226的驅動信號計數數目相對較大，則響應于從控制器104接收到驅動信號116，電機 122在轉動時相對快速且較多地移動閥元件110。然而，如果針對具體線段226的驅動信號 計數數目相對較小，則電機122在轉動時較慢且較少地移動閥元件110。例如，參照圖3的流控制表250，在10%流率間隔處驅動信號值與20%流率間隔處 驅動信號值之間的差是M個狀態計數。由于具有這種差，當電機在10%流率間隔和20% 流率間隔之間移動閥時，閥110的速度由如下關系給出速度=[( 驅動信號計數差)/(3 計數Λ度轉動)]/[1/0. 2秒]=90. 00度轉動/秒。因此，當在10%流率間隔與20%流 率間隔之間定位閥110時，電機122以90. 00度轉動/秒的速度轉動輸出轉軸125，導致閥 110相對高的速度。相反，參照流控制表250，40%流率間隔處驅動信號值與50%流率間隔 處驅動信號值之間的差為11個狀態計數。根據如下關系速度=[(11驅動信號計數差)/ (3計數/1度轉動)]/[1/0.2秒]=18. 33度轉動/秒。因此，當在40%流率間隔與50%流率間隔之間定位閥110時，電機122以18. 33度轉動/秒的速度轉動輸出轉軸125，導致 閥110相對低的速度。通過允許在每一流率間隔調整閥的速度，控制器104在工作期間線 性化通過流體通路112的流體流。在一種配置中，控制器104配置有限速保護裝置。例如，假設控制器104從命令信 號源102接收到指示閥110速度從相對極低到相對極高突然改變的命令信號118的情況。 在這種情況下，控制器104檢測命令信號108的當前水平270，并將當前水平270與閾值當 前值限制272相比較。在當前水平270超過閾值當前值限制272的情況下，控制器104調 整命令信號118，以限制閥元件110的移動改變速率。這種調整使得由電機122和閥110的 快速加速或減速導致的對閥組件106的損害最小化。如上所述，控制器104被配置為控制閥元件110的速度，以提供通過流體通路112 的線性化流量改變率。在某些情況下，如果閥元件110要在基本上完全閉合位置和基本上 完全打開位置之間提供線性流特性，流體通路112內壓強改變可能損壞某些部件。例如， 如上所述，在提升閥中，如果允許閥元件110在接近閥座時相對于閥座快速改變位置，則可 能在打開時在閥元件110下游或者在閉合時在閥元件110上游出現壓力波動(pressure surge)。這種壓力波動可能對閥110或者其他系統部件造成損害。為了最小化這種壓力波 動，當閥元件110接近或離開閥座時，控制器104以相對低的速度移動閥110，而在閥行程的 其他部分則以相對高的速度移動閥110。為了改變提升閥元件和座之間的位置改變率，控制器104被配置為修改命令信號 108的前沿(leading)速度差和后沿(trailing)速度差中至少之一，以便在第一位置與驅 動位置之間降低或減小閥110的速度。例如且參照圖5和6，在使用中，處理器接收具有相 對方脈沖幅度504的數字命令信號108。為了調整數字命令信號108的速度，如曲線506 所示，控制器104利用限速器濾波器模塊508。然后將校正后的命令信號發送到低通濾波 器，以進一步整形數字命令信號108。例如，在一種配置中，數字命令信號108在通過限速 器濾波器模塊508之后，被發送至第一低通濾波器510，以修改信號的速度特性以便使后沿 圓滑，如曲線512所示。然后將修改后的信號發送至第二低通濾波器514，以修改信號的速 度特性以便使前沿圓滑，如曲線516所示。控制器104將修改后的命令信號發送至閥組件 106，以便在閥元件110接近或離開閥座時以相對低的速度移動閥110。通過對流特性進行 整形，控制器104在打開和閉合兩個方向上減小了水錘和系統壓力波動對閥組件的影響。盡管已經具體示出和描述了本發明的各種實施例，但是本領域技術人員應當理 解，可以對此做出各種形式和細節上的改變，而不脫離由所附權利要求限定的本發明的精 神和范圍。例如，對于圖3所示的示例流控制表250和圖2所示的曲線204，表250和曲線204 僅包括十個流率間隔或線段226。這種圖示僅僅作為示例。在一種配置中，表250和曲線 204可以包括更多數目的線段226，從而分辨率增加，以提供對閥轉動行程特性的更精細控 制。可選地，表250和曲線204可以包括減少數目的線段226。另外，對于示例流控制表250，僅示出和描述了單一流控制表250。例如，如上所 述，基于流控制表250的配置，閥組件系統106基于輸入命令信號，提供基本上線性的流輸 出響應。這種說明僅僅作為示例。在一種配置中，控制器104配置有多個流控制表，每一流 控制表被配置為提供通過流體通路112的特定流輸出。例如，盡管控制器104可以配置有基于輸入命令信號107提供線性流輸出響應的流控制表250，但是控制器104例如也可以配 置有提供鋸齒流輸出響應和方波輸出響應的流控制表。 如以上參照圖4所述，控制器104接收命令信號107，控制器104訪問流控制表250 以檢測與命令信號值107相對應的驅動信號值256。在某些情況下，命令信號107的命令信 號值不精確匹配流控制表250中的驅動信號值256。在控制器104檢測到在接收到的命令 信號值與流控制表250所帶有的命令信號值組之間不存在對應關系時，控制器104被配置 為在兩個命令信號值之間進行插值以檢測適當的驅動信號值。
權利要求
1.一種用于控制閥組件的流率特性的方法，包括接收具有命令信號值的命令信號，該命令信號被配置為在第一位置和命令位置之間定 位閥組件的閥，以根據第一流率特性提供通過流體通路的流體流；訪問流控制表以檢測與命令信號值相對應的驅動信號值，該流控制表將命令信號值組 與相應的驅動信號值組相關，驅動信號值組和命令信號值組對應于閥組件的流率值組；以 及向閥組件提供與驅動信號值相關聯的驅動信號，該驅動信號被配置為在第一位置與驅 動位置之間定位閥組件的閥，以根據第二流率特性提供通過流體通路的流體流，其中第二 流率特性不同于第一流率特性。
2.根據權利要求1所述的方法，包括建立具有命令信號值組和驅動信號值組的流控 制表，命令信號值組中每一命令信號值對應于為獲得通過流體通路的所需流率的預期閥行 程位置，驅動信號值組中每一驅動信號值對應于獲得通過流體通路的所需流率的實際閥行 程位置。
3.根據權利要求1或2所述的方法，包括根據驅動信號值組中兩個驅動信號值之差 以及根據第一驅動信號值與第二驅動信號值之間的時間差，調整閥在第一位置和驅動位置 之間的速度。
4.根據權利要求3所述的方法，包括檢測命令信號具有高出閾值當前值限制的當前值；以及響應于命令信號具有高出閾值當前值限制的當前值，限制閥在第一位置和驅動位置之 間的速度。
5.根據權利要求3所述的方法，包括降低閥在第一位置和驅動位置之間的速度。
6.根據權利要求5所述的方法，其中降低閥在第一位置和驅動位置之間的速度包括修改命令信號的前沿速度差和后沿速度差中至少之一，以生成修改命令信號；以及向閥組件提供修改命令信號，以降低閥的速度。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中訪問流控制表以檢測與命令信號值 相對應的驅動信號值包括檢測在接收到的命令信號值與流控制表所帶有的命令信號值組之間不存在對應關系；以及根據流控制表帶有的命令信號值，對與命令信號值相對應的驅動信號值進行插值。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中接收具有命令信號值的命令信號包括接收具有命令信號值的命令信號，該命令信號 被配置為在第一位置和命令位置之間定位閥組件的閥，以根據非線性流率特性提供通過流 體通路的流體流；以及向閥組件提供與驅動信號值相關聯的驅動信號包括向閥組件提供與驅動信號值相關 聯的驅動信號，該驅動信號被配置為在第一位置和驅動位置之間定位閥組件的閥，以根據 線性流率特性提供通過流體通路的流體流。
9.一種閥組件系統，包括閥組件，具有設置于流體通路內的閥以及可操作地耦接至閥的電機；以及與電機電通信的控制器，該控制器被配置為接收具有命令信號值的命令信號，該命令信號被配置為使電機在第一位置和命令位置 之間定位閥組件的閥，以根據第一流率特性提供通過流體通路的流體流；訪問流控制表以檢測與命令信號值相對應的驅動信號值，該流控制表將命令信號值組 與相應的驅動信號值組相關，驅動信號值組和命令信號值組對應于閥組件的流率值組；以 及向閥組件提供與驅動信號值相關聯的驅動信號，該驅動信號被配置為使電機在第一位 置與驅動位置之間定位閥組件的閥，以根據第二流率特性提供通過流體通路的流體流，其 中第二流率特性不同于第一流率特性。
10.根據權利要求9所述的閥組件系統，其中控制器被配置為接收具有命令信號值組 和驅動信號值組的流控制表，命令信號值組中每一命令信號值對應于為獲得通過流體通路 的所需流率的預期閥行程位置，驅動信號值組中每一驅動信號值對應于獲得通過流體通路 的所需流率的實際閥行程位置。
11.根據權利要求9或10所述的閥組件系統，其中控制器被配置為根據驅動信號值組 中兩個驅動信號值之差以及根據第一驅動信號值與第二驅動信號值之間的時間差，調整閥 在第一位置和驅動位置之間的速度。
12.根據權利要求11所述的閥組件系統，其中控制器被配置為檢測命令信號具有高出閾值當前值限制的當前值；以及響應于命令信號具有高出閾值當前值限制的當前值，使電機降低閥在第一位置和驅動 位置之間的速度。
13.根據權利要求11所述的閥組件系統，其中控制器被配置為降低閥在第一位置和驅 動位置之間的速度。
14.根據權利要求9至13中任一項所述的閥組件系統，其中當降低閥在第一位置和驅 動位置之間的速度時，控制器被配置為修改命令信號的前沿速度差和后沿速度差中至少之一，以生成修改驅動信號值；以及向閥組件提供修改命令信號，以降低閥的速度。
15.根據權利要求9至14中任一項所述的閥組件系統，其中當訪問流控制表以檢測與 命令信號值相對應的驅動信號值時，控制器被配置為檢測在接收到的命令信號值與流控制表所帶有的命令信號值組之間不存在對應關系；以及根據流控制表帶有的命令信號值，對與命令信號值相對應的驅動信號值進行插值。
16.根據權利要求9至15中任一項所述的閥組件系統，其中當接收具有命令信號值的命令信號時，控制器被配置為接收具有命令信號值的命令 信號，該命令信號被配置為在第一位置和命令位置之間定位閥組件的閥，以根據非線性流 率特性提供通過流體通路的流體流；以及當向閥組件提供與驅動信號值相關聯的驅動信號時，控制器被配置為向閥組件提供 與驅動信號值相關聯的驅動信號，該驅動信號被配置為在第一位置和驅動位置之間定位閥 組件的閥，以根據線性流率特性提供通過流體通路的流體流。
全文摘要
閥組件控制器配置有具有命令信號值組的表(250)，命令信號值表示為獲得通過流體通路(112)的所需流率的閥元件(110)命令位置。該表還包括實驗測量的驅動信號值組，驅動信號值表示為獲得通過流體通路的所需流率而需要的閥元件實際位置。在工作期間，為了獲得通過流體通路的所需流率，控制器攔截來自命令信號源(102)的命令信號(107)，并向閥組件(106)提供基于表值的相應驅動信號(116)。因此，控制器(104)控制閥元件的定位，使得閥元件打開至大于或小于命令位置的位置，以便提供通過流體通路的所需流。
文檔編號F15B19/00GK102084138SQ200980125613
公開日2011年6月1日 申請日期2009年2月19日 優先權日2008年5月6日
發明者勞倫斯·愛德華·帕克, 德爾頓·博德曼, 羅伯特·德拉 申請人:伍德沃德Hrt公司