确定有效载荷装载事件在牵引机器中何时发生的方法
【技术领域】
[0001]本专利发明大体上涉及有效载荷牵引机器，且更具体地涉及确定装载事件在有效载荷牵引机器中何时发生的方法。
【背景技术】
[0002]牵引机器在各种工业中使用，以将有效载荷从一个位置运输到另一个位置。为了有效操作这种机器，需要承载最佳大小的有效载荷。使机器装载量小于其满负荷量，可能导致不必要运行相关联的过量成本和维护计划的增加。机器过载可能导致增加的磨损及昂贵的维护费用。
[0003]人们已经提出用于确定牵引机器中有效载荷的质量的很多方法。虽然通过在称上物理称量机器重量，并且然后扣除机器自身重量可能是测量有效载荷的可靠方法，但这种装置在大型机器中不实用。此外，物理称量机器的重量在本领域中通常不可能。
[0004]已经提出了各种方法用于牵引机器的操作并在使用期间监视有效载荷。VolvoConstruct1n Equipment AB公司的PCT公开W02009/008784公开了一种操作车辆的可倾斜倾倒式车身的起重油缸以在倾倒式车身中产生振动从而便于倾倒的方法。Volvo公开了多种方法以监视有效载荷，所述方法包括监视倾倒式车身的加速度变化以及移动幅度和振动期间倾倒式车身声音上的变化。
【发明内容】
[0005]在一个方面，本发明描述了一种用于确定在具有适于牵引有效载荷的床板的牵引机器中装载床板的事件是否发生的方法。所述方法通过可编程控制器来实施。所述方法包括:确定机器是否已静止一段给定的时间，确定床板是否位于待装载位置，确定其它因素是否已有助于机器的移动，过滤与机器移动相关联的加速度计信号以计算弹跳幅度，将弹跳幅度与反映弹跳最小幅度的预定常数比较，以及如果弹跳幅度大于反映振动最小幅度的预定常数、在机器已经静止一段给定的时间、床板位于待装载位置且其它因素还未造成机器的移动，则确认装载事件。
【附图说明】
[0006]虽然所附权利要求具体阐述了本发明的特征，但是通过下面结合附图的详细描述可以更好地理解本发明及其优点，在附图中:
[0007]图1是铰接卡车机器/车辆的概略侧视图，其示为适用于结合根据本发明确定有效载荷事件何时发生的方法的机器的一个例子。
[0008]图2是根据本发明的方法的各方面的示例性机器的可编程控制器及到控制器的输入的框图表不;
[0009]图3为流程图，其概括由可编程控制器执行的示例性方法的操作，以确定根据本发明装载事件何时发生；
[0010]图4为流程图，其概括用于结合图3的方法确定牵引机器的有效载荷的质量的示例性策略的操作；以及
[0011]图5为流程图，其概括了用于结合图3-4的方法确定牵引机器的有效载荷的质量的示例性策略的操作。
【具体实施方式】
[0012]本发明涉及牵引机器以及对承载的有效载荷的质量的确定。图1提供了结合根据本发明的机器有效载荷控制策略的机器100的一个示例的示意性侧视图。在图1的图示中，机器100为卡车，其为机器的一个示例，用以图示所描述的机器有效载荷控制策略的构思。尽管结合卡车示出了布置，但是，本文所述的布置具有在各种其它类型的有效载荷牵引机器中的潜在适用性，诸如轮式装载机、自动平地机等。术语“机器”指的是执行与行业相关联的某些类型操作的任何机器，诸如采矿、建筑、农业、运输或者本领域中已知的任何其它行业。例如，机器可以是自动倾卸卡车、反铲挖掘机、平地机、物料搬运机等。由于车辆是行驶的机器，因此术语车辆旨在包含与术语机器基本上相同的范围。
[0013]参考图1，所示出的机器100为铰接式卡车102，其包括耦合在铰接轴110处且支撑于地面接合元件111上(诸如前轮112和/或后轮114)的前机架部分104和后机架部分106。前机架部分104支撑驾驶室120并且通常支撑驱动系统122。驱动系统122通常包括配置成将动力传递至变速器126的内燃机124。变速器转而可以配置成使用任何已知的方式借助于车轴116将动力传递至地面接合元件111 (例如，前轮112)。车轮112具有半径118，其对应于在驱动表面上的从动轮的滚动半径118 (例如，从动轮112的中心到地面的距离)。
[0014]后机架部分106支撑床板130。在所示出的机器100中，床板130可以响应于来自通常位于驾驶室120中的操作者起重控制器134(见图2)的命令，通过一个或多个起重油缸132选择性地枢接在装载位置(示出)与卸载位置(以虚线示出)之间。虽然示出了具有枢转的床板130的铰接式卡车102，但是本发明的各方面也可以应用于其它有效载荷牵引机器(包括例如非铰接式机器)或者包括结合了喷射器板的床板的机器(顶出板可以由一个或多个倾倒油缸进行驱动，从而类似地推动或喷射床板130中包含的有效载荷133)。
[0015]机器100可以包括另外的操作者控制器(例如油门136)以及操作者可以通过其从档位的给定选择中选出特定档位的变速器档位控制器138 (见图2)。机器100可以另外包括与机器100的操作相关联的多个测量仪器和/或传感器，诸如驾驶室速度传感器140、发动机速度传感器142、与前后方向⑴和垂直方向(Z)相关联的(多个)加速度计、和/或横摆传感器146。机器100可以进一步包括适于感测环境特征的传感器。例如，机器100可以包括倾斜传感器、倾角计或坡度检测器150。虽然在图2中的控制系统152的简化框图中示意性示出了这些控制器和传感器中的每一个，但是机器100可以包括附加的不同的或更少的控制器和传感器。
[0016]控制器和传感器提供指示对可编程控制器156的相应控制或感测的特征信号。在机器100的操作期间，控制器156可配置为通过关于图3至图5所述的方法，接收并处理与机器100的操作相关的信息，并提供在动态操作期间由机器100承载的有效载荷133的质量的确定。所确定的质量可通信地例如耦合到驾驶室120内的显示器160，或远程操作或监视位置(未示出)。为了本发明目的，术语“动态运行”或“动态条件”将指代这样的操作和状况，其中作为驱动系统122的对诸如前轮112和/或后轮114的地面接合元件111提供动力的结果，机器100正移动。
[0017]控制器156可包括处理器(未示出)和存储器组件(未示出)。处理器可以是微处理器或本领域中已知的其它处理器。在一些实施例中，处理器可由多个处理器组成。与所述方法相关的指令可被读取至或纳入诸如存储器组件的计算机可读介质，或被提供给外部处理器。在替代实施例中，可使用硬连线电路来代替软件指令或与其结合使用。因此实施例并不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
[0018]在此使用的术语“计算机可读介质”指的是参与向处理器提供指令以供执行的任何介质或介质组合。这种介质可采取多种形式，包括但不局限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘。易失介质包括动态存储器。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤。
[0019]常见形式的计算机可读介质包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或者任何其它磁性介质、CD-ROM、任何其它光介质、打孔纸、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM以及EPR0M、FLASH-EPR0M、其它任何存储芯片或者存储盒，或者计算机或处理器可从其读取的任何其它介质。
[0020]存储器组件可包括如上所述任何形式的计算机可读介质。存储器组件可包括多个存储器组件。
[0021]控制器156可以是在单个机壳内封闭的控制模块的一部分。在替代实施例中，控制模块可包括在多个机壳中可操作地连接并且封闭的多个组件。在其它的实施例中，控制模块可位于单个位置或多个可操作地连接的位置，包括固定地附接到机器100或远程附接到机器100。
[0022]现在转向图3，示出了用于确定负载牵引机器100何时装载的控制策略300，该策略300开始于起始点305。只在当机器100的某些条件存在时，或换句话说，当可能导致机器100移动的其它因素不存在时使用该控制策略300。虽然各个步骤以特定顺序示出并讨论，但是本领域技术人员将理解，这些步骤可以以交替的顺序或同时进行以便到达最终确定，除非另有明确说明。例如，该策略首先示出对是否存在用于精确地确定装载事件是否正在发生的多个条件(决策框310-335)的确定。反映在决策框310-335中的条件的存在将可能由装载事件导致的其它因素可能造成机器100的移动的可能性降到最低。虽然与这些条件相关联的决策框310-335示出为相继发生，但是它们可以以不同的顺序或同步被确定。
[0023]当机器100基本上是静止时，诸如当装载事件