附加装置控制器 技术领域 本发明涉及动力机。 更具体地， 本发明涉及具有附加装置的动力机， 该附加装置带 有用于控制所述附加装置的控制装置。
背景技术 动力机， 例如滑移转向装载机， 一般具有支撑驾驶室或操作者室的框架以及又支 撑工作工具 ( 例如铲斗、 螺钻、 树铲或其它工作工具 ) 的可移动提升臂。该可移动提升臂枢 转地联接到滑移转向装载机的框架并由动力致动器提供动力， 所述动力致动器通常是液压 缸。 另外， 该工具联接到提升臂并由一个或多个另外的动力致动器提供动力， 所述动力致动 器通常也是液压缸。通过致动联接到提升臂的液压缸以及联接到工具上的液压缸， 操作滑 移转向装载机的操作者升高和降低提升臂， 并且操纵工具。
发明内容 在一个实施例中， 本发明提供一种用于动力机附加装置的控制器。该附加装置具 有类型。 该控制器包括计算装置、 与计算装置有关的存储器， 以及联接到该计算装置的至少 一个传感器。 存储器被编程有专用于附加装置的类型的应用程序和专用于附加装置的设计 用途的操作参数。
在另一个实施例中， 本发明提供一种制造用于动力机的附加装置的方法。所述方 法包括以下步骤 ： 将控制器安装在附加装置上 ； 识别附加装置 ； 利用专用于附加装置的类 型的应用程序对控制器进行编程 ； 利用基于附加装置的专门用途的操作参数对控制器进行 编程 ； 以及将至少一个传感器联接到控制器。控制器还被构造成与动力机上的计算机通信 并控制所述计算机。
在另一个实施例中， 本发明提供一种动力机， 所述动力机包括 ： 被构造成操作动力 机的计算机 ； 液压动力系统， 所述液压动力系统由计算机控制 ： 和附加装置。附加装置接收 来自所述液压动力系统的液压动力， 并且包括附加装置控制器和联接到附加装置控制器的 至少一个传感器。 附加装置控制器包括专用于附加装置的类型的应用程序和专用于附加装 置的设计用途的操作参数。
通过下面的详细描述和附图， 本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图 1 示出具有混泥土搅拌车附加装置的滑移转向装载机的侧视图 ； 图 2 示出根据本发明的控制系统的构造的框图 ； 图 3A 和 3B 示出根据本发明的不同方面的操作者界面控制面板 ； 图 4A 和 4B 是与图 3A 和 3B 所示的控制面板有关的逻辑电路的更多详细图示 ； 图 5 为反铲挖土机附加装置的实施例的图例 ； 图 6 是根据本发明的另一个实施例的操作者界面控制面板。具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前， 应该理解的是， 本发明的应用并不限于在 下面的描述中所阐述的或在下面的附图中所示出的结构的细节和部件的布置。 本发明可以 是其它实施例并且可以以各种各样的方式实现或完成。 还有， 应该理解的是， 此处所用的措 辞和术语是为了描述的目的， 而不应被认为是限制。这里， “包括” 或 “具有” 及其变体的使 用意思是包含后面列出的项目以及其等同物， 也包含另外的项目。除非特别指出或者以其 它方式限定， 术语 “安装” 、 “连接” 、 “支撑” 和 “联接” 及其变体是宽泛的用法， 即， 包含直接和 间接安装、 连接、 支撑和联接。此外， “连接” 和 “联接” 并不限于物理的或机械连接或联接。
下面描述的并在附图中示出的实施例仅作为示例出现， 并非要作为对本发明的概 念和原理的限制。因此， 本领域的技术人员应该意识到可以在不背离本发明的精神和保护 范围的情况下对元件和它们的结构及布置作出各种改变。对本领域技术人员来说， 同样显 而易见的是， 在附图中示出的一些系统和部件是实际系统和部件的模型。所描述的一些 控制部件可以在由微处理器或者类似装置的软件中实施， 或者使用在多种部件的硬件中实 施。 因而， 这些权利要求不应限于特定的示例或术语， 或者任何特定的硬件或软件实施或软 件或硬件的结合。
图 1 为根据本发明的一个方面的具有附加装置 12 的滑移转向装载机 10 的侧视 图。滑移转向装载机 10 包括由轮 16 支撑的框架 14。框架 14 又支撑驾驶室 18， 其限定操作 者室并基本包围座椅 20， 操作者坐在该座椅上以控制滑移转向装载机 10。座椅杆 22 枢转 地联接到驾驶室 18 的一部分。当操作者占据座椅 20 时， 操作者然后将座椅杆 22 从升高位 置 ( 图 1 中虚线所示 ) 枢转到如图 1 所示的降低位置。驾驶室 18 一般还包括具有相关把 手的一对控制杆 24 和 26。控制杆 24 和 26 包括用于提供输入信号的可致动输入装置 ( 例 如， 摇臂开关、 按钮或者其它操作者输入装置 )， 。
提升臂 28 在枢转点 30 处联接到框架 14。一对液压缸 32( 图 1 中仅示出所述液压 缸中的一个 ) 在枢转点 34 处枢转地联接到框架 14， 并且在枢转点 36 处联接到提升臂 28。 提升臂 28 由摆缸 37 联接到附加装置 ( 例如， 混凝土搅拌器 )， 该摆缸又在点 38 处联接到提 升臂 28， 并在点 39 处联接到附加装置 12。如图所示， 附加装置 12 也在枢转点 40 处或者通 过其它适当的连接连接到提升臂 29。 因此， 当摆缸 37 伸长或缩短时， 混凝土搅拌器 12 可以 分别向前和向后倾斜。
混凝土搅拌器 12 包括液压电动机 42 和筒 44。电动机 42 通过直接驱动连接或者 其它合适的连接而联接到筒 44。通过一套软管或管道 46， 液压电动机 42 联接到滑移转向 装载机 10 的液压动力系统。软管 46 由适当的联接 ( 例如， 快速连接联接器 ) 联接到附加 装置阀 48。阀 48 又联接到一个或多个液压联接装置 50， 所述液压联接装置容纳处于来自 滑移转向装载机 10 的液压动力系统的压力下的流体。联接器 50 可以是例如设置在滑移转 向装载机 10 上的前辅助液压联接器。此外， 尽管在图 1 中阀 48 被示出为安装在装载机 10 上， 但是所述阀也可以安装在附加装置 12 上。说明性地， 对于一些手提式附加装置来说， 阀 48 安装在机器 10 上， 而对于另外一些非手提式附加装置来说， 阀 48 安装到附加装置 12。
在一个说明性的实施例中， 向阀 48 提供压力下的液压流体， 以及对阀 48 的控制可 以以三种方式中的至少一种来实现。第一， 当附加装置控制装置 52 没有关联的远程操作者输入面板时， 装置 52 基于它所连接的附加装置 12 的类型而简单地控制阀 48 和提供给阀 48 的液压流体。第二， 可以通过来自驾驶室 18 内的在杆 24 和 26 上的致动器输入来实现控 制。此外， 可以基于从与附加装置控制装置 52 相关联的远程操作者控制面板收到的输入从 外部驾驶室 18 实现控制。
在一个说明性实施例中， 装置 52 直接安装到附加装置 12， 并包括在显示面板 ( 或 操作者控制面板 ) 上的多个操作者输入装置 ( 图 3A 和 3B 中更详细地示出 )。装置 52 提 供到电磁阀 48 的输入， 用于能够使液压流体流通过管道 46 流动到液压电动机 42。控制装 置 52 还通过电连接器 54 和联接到其上的电配线 (harness) 联接到滑移转向装载机 10 中 的电控制系统。
根据一个实施例， 在附加装置 12 的制造过程中， 利用专用于与控制装置 52 连接的 附加装置 12 的类型的应用程序对控制装置 52 进行编程。 还可以利用用于控制附加装置 12 的特定操作的一组操作参数对控制装置 52 进行编程。例如， 可以利用对多种树铲附加装置 通用的应用程序对树铲附加装置进行编程。也可以利用基于与控制装置 52 连接的特定树 铲的专门机能的一组操作参数对树铲附加装置进行编程。 该机能可以基于所述特定树铲的 特征 / 功能， 或者可以基于市场 / 价格方面的考虑。例如， 可以销售特定树铲以用于大树 ( 一般以较高的价格销售 ) 或者小树 ( 一般以较低的价格销售 )。用于大树的树铲可能需 要比用于小树的树铲更高的液压。因此， 操作参数可以基于树铲的计划用途而控制液压。 在制造过程中， 附加装置 12 可以具有序列号或者其它标识符以显示附加装置的 类型和用于该附加装置的目标操作条件。 然后可以利用基于该序列号的适当的应用程序和 操作参数对控制装置 52 进行编程。
在一个示例性操作中， 装置 52 控制装载机 10 上的主控制计算机以为阀 48 提供适 当数量的液压流体。基于来自驾驶室、 附加装置、 远程控制面板或者另一个源， 装置 52 还控 制阀 48 和附加装置 12 上的任何管路， 以实现附加装置 12 的期望的操作。
根据另一个实施例， 控制装置 52 可以通过操作者从驾驶室 18 的外部操作。在一 个特定实施例中， 说明性地， 装载机 10 通过操纵在远程操作者控制面板上获得控制装置 52 的输入而启动。然后可以通过控制装置 52 来控制附加装置 12 和电动机 42。
可选地， 按照另一个实施例， 装载机 10 和附加装置 12 可以在两人模式下操作。例 如， 一个操作者可以坐在座椅 20 中， 且座椅杆 22 处于降低位置。然后从驾驶室 18 启动装 载机 10。基于来自驾驶室 18 内的操作者的控制输入， 从装载机 10 将液压流体流提供给附 加装置 12。然而， 控制装置 52 可以用于停止到附加装置 12 的加压流体的流动。在本申请 的后面部分， 将更详细地讨论这些模式的操作。
图 2 是根据一个实施例的用于控制装载机 10 和附加装置 12 的控制线路的框图。 图 2 中示出的控制线路包括机器控制线路 56 和附加装置控制线路 58。 图 2 还示出机器致动 器 60( 所述机器制动器在一个说明性实施例中包括致动器 32) 以及附加装置致动器 62( 所 述附加装置制动器在一个说明性实施例中包括液压电动机 42 和 / 或可以包括其它液压致 动器和电致动器 102)。机器控制线路 56 包括操作条件传感器 64、 电控制装置 66、 操作者 界面 68、 驾驶室点火开关 70、 机器互锁控制器 72、 机器牵引锁定系统 74、 机器致动器锁定系 统 76、 机器启动 / 点火系统 78、 液压动力线路 82、 机器致动器阀 84、 电源线路 87 以及电机 器致动器 85。附加装置控制线路 58 包括附加装置控制装置 52( 也在图 1 中示出 )、 任选的
操作者控制面板 90、 和附加装置电磁阀 48( 也在图 1 中示出 )。图 2 还示出附加装置 12 可 以包括操作者输入装置 100 和传感器 104。
还应该注意到， 图 2 示出连接到附加装置 12 的阀 48。然而， 阀 48 同样可以连接到 机器 10。类似地， 附加装置 12 可以设置有由附加装置控制装置 52 控制的另外的阀。
操作条件传感器 64 说明性地包括用于感测装载机 10 的期望操作条件的传感器。 这种传感器可以包括提供表示座椅杆 22 的位置的信号的传感器， 以及提供表示操作者出 现在座椅 20 中的信号的传感器。在美国专利 No.5,425,431 和 No.5,577,876 中详细描述 了这种传感器， 所述专利通过引用在此并入。 简略的说， 这种传感器说明性地包括霍尔效应 传感器、 红外传感器或将输出信号提供给机器互锁控制器 72 的其它适当的传感器， 所述输 出信号表示感测到的参数。基于这些信号， 机器互锁控制器 72 控制滑移转向装载机 10 以 及与其关联的附加装置 12 的机能。
机器互锁控制器 72 说明性地包括数字计算机或者其它合适的微控制器。机器互 锁控制器 72 接收来自各种输入机构的输入并控制滑移转向装载机 10 的机能。
电控制装置 66 提供表示来自驾驶室 18 内的操作者输入的信号。这种电控制装置 可以包括例如在杆 24 和 26 上的把手、 开关或按钮或与把手 24 和 26 有关联的其它操作者 输入装置、 来自驾驶室 18 内的脚踏板的操作者输入、 来自设置在驾驶室 18 内的膜或键盘或 触摸屏的输入， 或者其它任何合适的操作者输入装置。 操作者界面 68 说明性地为操作者提供视觉或听觉指示。所述指示在机器中或相 关联的附加装置 12 中感测到的期望的操作者条件或操作特性。例如， 操作者界面 68 可以 包括 LCD 显示器、 CRT 型显示终端、 一系列 LED、 听觉指示器， 或者其它合适的操作者界面装 置。
在一个说明性实施例中， 驾驶室点火开关 70 是简单的键式开关， 当打开或闭合 时， 所述键式开关将动力 ( 直接或通过计算机 86 或装置 52) 提供给机器启动 / 点火系统 78。以响应的方式， 机器启动 / 点火系统 78 通过曲柄操作滑移转向装载机 10 中的发动机， 以启动所述发动机。
在一个说明性实施例中， 液压动力线路 82 包括在压力下的液压流体源。这种源可 以包括例如基于滑移转向装载机 10 的发动机产生的动力而被驱动的泵。液压动力线路 82 还说明性地包括主液压阀， 该阀可以被致动以将压力下的液压流体提供给滑移转向装载机 10 上的各种致动器和联接器， 以及其它阀。
在一个说明性实施例中， 电源线路 87 包括用于机器 10 的电源系统。这种系统可 以如通过引用在此并入的专利和专利申请中所阐述的或者以其它合适的方式被实施。 在一 个说明性的实施例中， 电源线路 87 可以被控制 ( 基于通过电控制装置 66 的操作者输入 ) 而以脉宽调制或连续方式控制液压动力线路 82。在这样的实施例中， 电源线路 87 提供输 出以控制机器阀 84， 所述机器阀被控制以选择性地将压力下的液压流体提供给机器致动器 60。
当处于连续或脉宽调制操作模式中时， 动力控制线路 87 接受来自电控制装置 66 的输入 ( 通过主计算机 86) 并将连续可变信号提供给机器致动器阀 84， 以便以连续可变的 方式控制通过阀 84 的流动。在开 / 关操作模式中， 动力控制线路接受来自电控制装置 66 的输入 ( 通过主计算机 86) 并以开 / 关方式控制阀 84， 或者允许流动完全通过阀， 或者完全
阻塞流动通过阀。在任意情况下， 将压力下的液压流体从阀 84 提供给致动器 60。
机器致动器阀 84 还包括用于将压力下的液压流体提供给用来驱动轮 16 的牵引电 动机 91 的阀， 和与机器 10 相关联的其它动力致动器。
机器互锁控制器 72 与机器牵引锁定系统 74 和机器致动器锁定系统 76 结合而在 改变机器 10 的机能期间使用。在一个说明性实施例中， 机器致动器锁定系统 76 用于锁定 或改变与机器 10 相关联的机器动力致动器 60 的一些操作。类似地， 机器牵引锁定系统 74 说明性地锁定或修改用于驱动轮 16( 或者用在小型挖掘机上的诸如履带的其它牵引装置 ) 的牵引电动机 91 的操作。锁定系统在可以被操作条件传感器 64 所感测到的一些条件下使 用， 所述条件可以由操作者通过电控制装置 66 输入， 或者所述条件可以通过主计算机 86 与 机器互锁控制器 72 通信。
在一个说明性实施例中， 机器致动器锁定系统 76 包括阀、 或电路或其它合适的机 构， 用于锁定一个或多个机器致动器 60 的操作。机器牵引锁定系统 74 包括阀或阀装置、 电 路、 或另一合适的机构， 用于锁定或修改在驱动轮 16 中所使用的牵引电动机 91 的操作。
基于来自控制器 72 的输出而控制系统 74 和 76。例如， 当控制器 72 未被提供动 力时， 锁定机构 74 和 76 被设置成排除相关联的致动器和牵引机构的操作的锁定结构形式。 然而， 一旦控制器 72 被供给动力， 并且在正常操作期间， 当控制器 72 已经收到操作者在座 椅 20 中且座椅杆 22 处于降低位置的指示时， 则控制器 72 解开锁定系统 74 和 76， 从而允许 在装载机 10 上的液压系统实现机能。 然而， 如果操作者升高座椅杆 22 或者离开了座椅 20， 操作条件传感器 64 则将合适的信号提供给机器互锁控制器 72， 从而使控制器 72 通过操纵 锁定系统 74 和 76 以锁定所选择的液压功能的操作而执行锁定条件。控制器 72 然后在操 作者界面 68 提供操作者可看到的表示已经执行了的锁定条件的指示。 在一个实施例中， 附加装置控制装置 52 包括操作者控制面板或界面 90( 将在图 3A 和 3B 中更详细地讨论 )， 通过该界面， 操作者可以将输入提供给控制装置 52， 而控制装置 52 又将输入提供给计算机 86。 基于由操作者通过界面 90 提供的输入， 在下面更详细描述的一 些情况下， 操作者可以从界面 90 和控制装置 52 开始装载机 10 中的一些功能的操作， 由此 允许操作者执行对附加装置 12 的一些控制。
如下面将更详细地描述， 如果操作者从面板 90 和控制装置 52 启动装载机 10， 主计 算机 86 使先前可从驾驶室 18 内执行的基本上所有操作都不可操作。尽管操作者仍然可以 从驾驶室 18 内关闭装载机 10 和附加装置 12， 但是所有其它功能都不可操作。
另外， 当操作者从面板 90 和控制装置 52 启动装载机 10 时， 操作者也可以控制将 压力下的液压流体通过在液压动力线路 82 中的基阀 (base valve)， 和通过附加装置电磁 阀 48 到附加装置致动器 62 的供应。在这种情况中， 装置 52 将输出提供给计算机 86， 该计 算机从机器 10 基于连接到阀 48 的附加装置 12 的类型请求一些输出上的流动。装置 52 还 控制阀 48 以提供通过所述阀的期望的流动。当操作者通过界面 90 和控制装置 52 进行请 求时， 主计算机 86 执行逻辑动作以将压力下的液压流体输送到附加装置电磁阀 48、 和附加 装置致动器 62。
此外， 如下面将要更详细地描述的那样， 并且在一个说明性实施例中， 如果操作者 从装置 52 启动装载机 10， 机器互锁控制器 72 决不会被提供动力。因此， 机器锁定系统 74 和 76 保持在锁定位置， 由此将预先指定的致动器和牵引机构锁定在滑移转向装载机 10 上。
换句话说， 在一个说明性实施例中， 当通过控制装置 52 和界面 90 启动滑移转向装载机 10 和附加装置 12 的操作时， 除了通过阀 48 提供液压流体到附加装置致动器 60， 和启动和停止 装载机 10 中的发动机之外， 基本上装载机 10 的所有功能都被锁定。在另一实施例中， 同样 如上所述， 牵引锁定可以被操作者从面板 90 超驰 (override)。
图 2 还示出， 在一个说明性实施例中， 附加装置 12 可以包括操作者输入装置 ( 例 如， 附加装置 12 是诸如汽锤或手提钻而不是混凝土搅拌器的手持式附加装置的情况下 )。 操作者输入装置 100 可以包括例如触发器输入装置、 杆件输入装置或按钮或其它致动器。 类似地， 附加装置 12 任选地包括附加装置电致动器 102。致动器 102 例如可以包括电动机 或其它类型的电致动器。在一个说明性实施例中， 使用适当的线束将附加装置控制装置 52 插入附加装置 12、 计算机 86 和电源线路 87 中。
附加装置 12 也可以包括多个传感器， 例如， 速度传感器、 扭距传感器以及压力换 能器， 以及其它传感器。装置 52 可以基于从传感器收到的信号调节和优化附加装置 12 的 速度 ( 包括行进速度 )。另外， 从传感器获得的信息可以通过装置 52 提供给机器 10 和操作 者界面 68。用于被装置 52 中的应用程序使用的操作参数对装置 52 进行编程， 以能够使装 置 52 适当地控制附加装置 12。
可以用多种不同的模式控制机器 10 和附加装置 12。 第一模式不需要控制面板 90， 而其它模式需要所述控制面板。后面将与面板 90( 在适当的情况下 ) 一起描述这些模式。
在第一操作模式中， 附加装置控制装置 52 包括可编程的控制器， 而没有远程操作 者界面或控制面板 90。 不同类型的附加装置可能需要更低或更高的液压流体用于工作。 因 此， 附加装置控制装置 (ACD)52 将输出提供给主计算机 86， 使得主计算机 86 控制液压动力 线路 82 以在联接到附加装置 12 上的阀 48 的输出装置处仅提供期望体积的液压流体流。 附 加装置控制装置 52 还将输出提供给阀 48 以控制附加装置 12。在具有超过一个附加装置 液压致动器 62 的情况下， 阀 48 实际上由一组阀构成， 这些阀被可控地打开和闭合以获得附 加装置 12 的期望操作。基于来自用户界面 100( 例如， 在手持机器上 ) 或者来自电控制装 置 66 的输入， ACD 52 将输入提供给阀 48 以构造阀 48， 使得 ： 当从液压联接器到液压动力 线路 82 接收液压流体时， 该液压流体的路线正确地通过阀 48 到达期望的附加装置液压致 动器 42。由此可见， 在这种操作模式中， ACD 52 处理与附加装置 12 相关联的一些处理管理 (overhead)。这减少了计算机 86 的处理负荷， 同时还减少了机器 10 容纳广泛多种附加装 置所需要的阀硬件和管路的数量。
下一个操作模式可以使用控制面板 90。图 3A 示出图 2 中讨论的操作者界面 90。 界面 90 包括发动机停止开关 150、 附加装置打开 / 关闭开关 152、 键开关 154、 和视觉指示灯 156。在一个说明性实施例中， 发动机启动开关 154 基本像常规键开关那样工作。开关 154 被旋转到最大顺时针位置以便从控制面板 90 启动装载机 10 中的发动机。一旦发动机正在 运行， 发动机启动开关 154 保持在图 3A 中所示的运行位置。
此外， 当操作完成时， 开关 154 可以被旋转到最远逆时针位置以释放保持在阀 48 处的任意压力。可选地， 开关 154 的最远 - 左位置可以被可压下按钮、 或摇臂开关或可以被 推动或保持的其它类型的按钮或开关替换， 或者以其它方式被致动， 以释放液压。
在一个说明性实施例中， 停止按钮 150 是棘爪 (detente) 按钮， 其可以通过简单地 压下按钮而被致动， 并且可以仅仅通过顺时针扭转按钮而被停止致动。 因此， 当操作者希望停止装载机 10 和附加装置 12 的所有操作时， 操作者简单地压下按钮 150。装载机 10 和附 加装置 12 不能被重新启动， 直到操作者顺时针扭转按钮 100 并允许按钮重新回到其未压下 位置。
在一个说明性实施例中， 附加装置打开 / 关闭开关 152 是瞬间摇臂开关， 或按钮或 者其它合适的能被致动和停止致动的开关。当被致动时， 开关 152 要求压力下的液压流体 被输送到附加装置。当被停止致动时， 开关 152 要求阻止压力下的液压流体被输送到附加 装置。当液压流体被输送到附加装置时， 开关 152 说明性地包括在其上部的被点亮的可视 指示器 ( 例如 LED156)。当开关 152 关闭时， LED 如所示被关闭。
在一个说明性实施例中， 另一个可视指示灯 157 用来向操作者指出界面 90 是无功 能的 ( 除了停止开关 150 之外 )。因此， 如下面要更详细地讨论， 如果操作者从驾驶室 18 内 启动装载机 10 的发动机， 或者如果操作者压下开关 150 还没有旋转开关 150 以允许所述开 关重新回到未被压下的位置， 则指示灯 157 点亮。这表示开关 152 和发动机启动开关 153 均不能从界面 90 操作。 如果还没有从驾驶室内启动装载机 10 的发动机， 或者如果开关 150 已经被旋转， 使得所述开关已经重新回到其未被压下的位置， 则 LED157 不被点亮， 从而表 示开关 152 和 154 是可操作的。 ACD 52 可以记录各种操作条件和错误代码， 以用于以后被维修分析装置取回。可 以被记录的操作条件包括运转时间、 循环计数 ( 例如， 对于树铲来说 ) 等。错误代码可以存 储在 LIFO 队列中 ( 例如， 存储最后 40 个错误 )。错误代码可以包括具有附加装置本身的错 误或者机器严重错误 ( 例如低 / 高液压充装压力、 低 / 高液压温度、 高的发动机温度 /RPM) 的错误。对于多个机器 ( 例如， 对于已经连接了附加装置 12 的最后 10 个机器 ) 来说， 可以 保存与机器有关的错误代码。维修分析器可以从 ACD 52 取回数据， 并且所述数据可以被维 修人员使用以修复附加装置 12 或机器 10 的问题。数据也可以用于决定对附加装置进行何 种维修。
图 4A 是图 3A 中示出的操作者界面面板 90 的实施例的更详细的原理图。图 4A 示 出其中 ACD 52 由计算装置 ( 例如， 可编程控制器或微处理器或类似的数字逻辑计算设备 ) 及存储器 ( 例如， 随机存取存储器、 电可擦写只读存储器等 ) 构成的实施例。 ACD 52 通过一 对连接器 200 和 202 联接到控制面板 90， 所述连接器由适当的电缆或配线 204 联接在一起。 图 4A 还示出 ACD 52 通过一对连接器 206 和 208 联接到主控制计算机 86， 所述连接器也被 适当的电缆或配线 210 彼此联接。图 4A 还示出控制面板 90 通过一对连接器 212 和 214 直 接连接到主控制计算机 86， 所述连接器也被适当的配线或电缆组件 216 相互连接。 此外， 图 4A 示出具有另外的操作者输入按钮或开关 218 的控制面板 90， 所述操作者输入按钮或开关 为 ACD 52 提供高流动输入。图 4A 还示出通过单独的按钮 220( 如上所述 ) 而不是通过将 键开关 154 移动到其远逆时针位置来实现辅助压力释放。
如果用户希望从机器 10 上的操作者室内操作附加装置 12， 用户简单地转动驾驶 室点火开关 70， 由此启动装载机 10 的电动机。在这种情况中， 主控制计算机 86 通过控制 器局域网 (CAN)( 具体地通过电缆配线 210 的线 CAN HI 和 CAN LO) 将串行通信信号提供给 ACD 52。在这种情况中， ACD52 不能启动来自面板 90 的辅助压力释放输入装置 220、 辅助启 动输入装置和高流动输入装置。相反， 这些输入装置被简单地忽略了。然而， 如果用户或者 另一个人试图通过将键开关 154 或面板 90 转动到启动或点火位置而启动点火， ACD 52 检
测该信号并将通过 CAN HI 和 CAN LO 线的所述信号的指示提供给主计算机 86。 以响应的方 式， 主计算机 86 关闭机器 10 中的点火系统 78 和电动机。类似地， 如果任何人希望中止装 载机 10 的操作， 可以简单地压下面板 90 上的发动机停止按钮 150。这将通过在 CAN 链路 上的串行通信将指示发动机停止按钮已经被压下的输入提供给与主计算机 86 进行通信的 ACD 52。以响应的方式， 计算机 86 关闭附加装置 12 的操作。
相反， 如果用户希望从在装载机 10 的操作室外面的远处位置操作附加装置 12， 用 户首先从驾驶室或操作者室内将装载机 10 驱动到期望的位置， 并且定位提升缸和摆缸， 使 得附加装置 12 处于期望的位置。然后用户关闭机器 10 并离开操作室。
然后用户转动控制面板 90 上的键开关 154 到启动位置 ( 其为在图 4A 中示出的最 远的顺时针位置 )。这提供逻辑 HI 信号到 ACD 52。接着， ACD 52 通过 CAN 通信链路提供 指示已经请求了点火的串行点火信号到控制计算机 86。以响应的方式， 计算机 86 提供输 出信号到启动 / 点火系统 78 以启动装载机 10 的电动机。应该注意到， 一旦电动机已经被 启动并且用户释放了键开关 154， 它移动到第二位置 230， 该位置为运行位置。在这种情况 下， 逻辑 HI 水平通过发动机停止按钮 150， 后通过 (back through) 连接器 208 被联接到主 控制计算机 86， 如图 4A 中标记为 “附加装置运行信号” 的信号。作为直接有线硬链路， “附 加装置运行信号” 被提供到计算机 86， 使得用户可以通过压下发动机停止按钮 150 而立刻 中断附加装置 12 的操作。这样打开电路， 从而附加装置运行信号使主控制计算机 86 彻底 关闭系统。 假定用户还没有压下发动机停止按钮 150， 并且装载机 10 的发动机正在运行， 则 用户可以通过压下辅助启动开关 152 而开始附加装置 12 的操作。这通过连接器 200 和 202 发送信号到 ACD 52， 而 ACD 52 又通过 CAN 链路提供相应的串行通信到主计算机 86。以响 应的方式， 主计算机 86 确定提出对液压流体的请求并提供输出到机器液压动力线路 82 和 阀 84， 以通过输出连接装置将压力下的液压流体提供给阀 48。ACD 52 还提供适当的输出 到阀 48 以控制阀 48( 以及与附加装置 12 相关联的任意其它阀 ) 的位置， 使得附加装置 12 当用户对特定附加装置 12 请求时进行操作， 并且在被编程到 ACD52 中的操作参数下进行操 作。
在用户希望调用高流动选项 ( 其提供增加的液压流体到附加装置 12) 的情况下， 用户简单地关闭开关 218。这提供相应的信号到 ACD 52， ACD52 将该信号通过 CAN 通信链 路通信给主控制计算机 86。接着， 主控制计算机 86 控制液压动力线路 82 和阀 84 以提供所 要求的增加的液压流体。
应该注意到， 在上面关于图 3A 所讨论的说明性实施例中， 控制面板 90 包括 LED 156 和 157， 并且也可以包括 LED 244。在一个说明性实施例中， ACD 52 从计算机 86 收到指 示用户已经从驾驶室启动了发动机的信号。然后 ACD 52 照亮 LED157 以表示此。类似地， 当用户已经关闭辅助启动开关 152 或者 HI FLOW 开关 218 时， ACD 52 分别照亮 LED 156 和 244。
该系统也可以用在两人操作模式中。在这种模式下， 第一操作者从装载机 10 上的 操作者室内启动装载机 10 的发动机， 并致动操作者输入装置， 使得主控制计算机 86 提供压 力下的液压流体到附加装置 12。然后第二个人可以通过压下远程面板 90 上的发动机停止 按钮 150 而停止附加装置 12 的操作。这样， 驾驶员可以从驾驶室内重新定位机器 10 和附
加装置 12， 同时允许远程用户有使用和停止附加装置 12 的能力。
图 3B 示出控制面板 90 的另一个说明性实施例。在图 3B 中， 控制面板 90 作为用 于控制连接到装载机 10 上的反铲挖土机附加装置的操作的控制面板而被实施。
图 5 为联接到机器 10 上的反铲挖土机附加装置 12 的图例。反铲挖土机附加装置 12 包括用于致动反铲挖土机 12 的液压功能的其本身的用户可致动输入装置 275。图 5 还 示出控制面板 90 和 ACD 52( 所述 ACD 安装在反铲挖土机 12 上 )。图 5 还示出稳定器 276， 另一个稳定器完全相同地设置在反铲挖土机 12 的不同于图 5 所示的相对侧。
在一个实施例中， 反铲挖土机附加装置提供一些反铲挖土机控制装置 275， 所述反 铲挖土机控制装置位于反铲挖土机上。操作者离开机器 10 的操作者室并进入位于该附加 装置上的单独的反铲挖土机座椅 277。 然而， 相当常见的是， 当操作反铲挖土机时， 用户可能 希望调整稳定器 276， 该稳定器工作以在反铲挖土机运行期间稳定装载机 10。类似地， 用户 可能希望向前或向后移动装载机， 然后继续反铲挖土机的操作。
图 3B 示出了设置在反铲挖土机 12 上的控制面板 90 包括分别具有相关联的 LED 304 的附加装置打开 / 关闭按钮 302、 具有相关联的 LED 308 的牵引锁定超驰打开 / 关闭按 钮 206、 键开关 310， 以及稳定器向上按钮 312 和稳定器向下按钮 314。面板 90 还包括发动 机停止按钮 316。 图 4B 是示出了联接到 ACD 52 的控制面板 90( 与图 3B 中控制面板类似 ) 的原理 图。不是具有两个稳定器按钮 312 和 314， 图 4B 中所示的实施例具有单独的双位置开关 362。类似地， 不是通过键开关 310 提供压力释放， 图 4B 的实施例提供单独的开关 364。然 而， 操作是类似的。图 4B 还示出了控制面板 90 通过连接器 350 联接到控制面板 90 上的各 种部件， 并且通过连接器 352 和 354、 通过适当的线束 356 联接到机器 10 上的计算机 86。 类 似地， 图 4B 示出控制面板 90 通过连接器 354 和 356 以及合适的电缆和线束 358 直接连接 到机器 10。
以下将参考图 3B 和 4B 描述在所述图中所示的 ACD 52 的操作以及控制面板 90 的 实施例。如以上关于图 3A 和 4A 所描述的， ACD 52 可以作为数字微控制器、 微处理器或其 它类型的数字计算机来实施。
在一个说明性实施例中， 通过首先进入机器 10 的驾驶室并且将反铲挖土机附加 装置置于运行状态而开始反铲挖土机附加装置的操作。通过此， 指示在机器具有简单的键 开关 ( 例如， 所述机器的正常点火开关 ) 的情况下， 键开关被放置在运行 ( 与点火或启动相 反 ) 位置。然而， 如果机器 10 装备有包括用于启动机器 ( 经常要求输入用户密码 ) 的菜单 驱动输入装置的告急用户界面面板， 则用户必须输入正确的密码并采取菜单驱动用户界面 所要求的任何其它动作， 以将机器置于运行状态。然后， 用户可以从图 3B 和 4B 所示的面板 操作反铲挖土机附加装置。
例如， 为了启动装载机 10 中的发动机， 用户旋转键开关 310 到运行位置 360。 这使 得将逻辑高压施加到通过连接器 350 到 ACD 52 的输入装置。ACD 52 通过 CAN 链路提供指 示已经收到了发动机启动 ( 或点火 ) 信号的串行通信到计算机 86。以响应的方式， 计算机 86 提供启动信号到启动 / 点火系统 78 以启动装载机 10 的发动机。当然， 通过压下发动机 停止按钮 316 用户可以一直停止装载机 10 中的发动机和附加装置。这通过连接器 352 将 信号提供给计算机 86， 而计算机 86 则立刻停止装载机 10 中的发动机。
一旦发动机被启动， 为了提供液压到反铲挖土机 12， 用户简单地压下附加装置打 开 / 关闭开关 302( 或将所述开关移动到打开位置 )。这通过连接器 350 将信号提供给 ACD 52。接着， ACD 52 通过 CAN 通信链路将已经请求了压力下的液压流体的串行通信提供给计 算机 86。接着， 计算机 86 提供输出到液压线路 82 和阀 84， 从而使所述液压线路和阀通过 合适的联接装置 ( 例如， 辅助联接器 ) 将液压流体提供给反铲挖土机 12。ACD 52 还提供输 出到反铲挖土机 12 上的任意必要阀， 以保证液压流体到达期望的通过用户致动的阀或致 动器。
类似地， 为了致动后稳定器， 用户可以压下稳定器向上按钮 312 或稳定器向下按 钮 314。应该注意到， 如图 4B 所示， 可以用单个双位置开关 362 实现稳定器向上和向下功 能。在任何情况中， 稳定器致动开关移动到期望的位置将使相应的信号通过连接器 350 输 入到 ACD 52。因此， ACD 52 通过 CAN 链路提供指示从控制面板 90 收到稳定器输入信号的 串行通信到计算机 86。以响应的方式， 计算机 86 提供信号到液压动力线路 82， 以通过适当 的联接器将压力下的液压提供给反铲挖土机。应该注意的是， 在一个说明性实施例中， ACD 52 可以提供信号到连接到液压致动器上的反铲挖土机 12 的稳定器阀， 所述液压致动器移 动稳定器以便根据用户的要求而升高或降低稳定器。
如参照图 3A 和 4A 中的辅助释放按钮所述， 用户可以致动辅助释放按钮 ( 通过一 直将键开关转动到左边， 或者通过压下一个单独的按钮或致动器 )。ACD 52 通过 CAN 链路 提供已经从用户处收到了辅助释放信号的串行通信到计算机 86。计算机 86 提供适当的输 出到液压动力线路 82 和阀 84， 以释放在提供到反铲挖土机 12 的液压管线中的当前液压。
还应该注意的是， 由于用户没有在操作者室中的操作者的座椅中， 且座椅杆处于 降低位置， 因此互锁控制器 72 已经保持牵引电动机在锁定结构下， 使得装载机不能移动。 然而， 如上面所明确指出且合并于此的公告的美国专利中所描述， 可以提供牵引锁定超驰， 使得用户可以压下牵引锁定超驰按钮或者其它致动器， 并且超驰由互锁控制器 72 调用的 牵引锁定。例如是瞬时开关， 使得在牵引锁定超驰按钮被压下之后允许牵引电动机向前或 向后移动一段较短的时间。 也可以是棘爪形致动器按钮， 使得一旦被压下， 牵引锁定可以被 操作者超驰直到再次压下所述按钮。
当前讨论的实施例将牵引锁定超驰致动器 306 设置在控制面板 90 上。因此， 通过 简单地压下或关闭开关 306， 用户可以超驰由互锁控制器 72 设定 (instate) 的牵引锁定。 这通过连接器 350 提供信号到 ACD 52。以响应的方式， ACD 52 通过 CAN 链路提供串行通信 到主计算机 86。 然后计算机 86 提供输出到液压线路 82， 使得液压动力被输出。 当关闭牵引 锁定超驰开关时， 这使用户然后能够通过在期望的方向上操纵控制杆来移动装载机 10( 和 附加装置 12)。
尽管在图 4B 中的控制面板 90 示出仅一个 LED 304， 但是可以设置任意期望数量的 LED 或者其它可视指示器。在一个说明性实施例中， ACD 52 提供输出以照亮 LED， 由此向操 作者提供表明机器所运行的特定操作模式的指示。例如， 当压下附加装置打开 / 关闭按钮 时， LED 304 被 ACD 52 照亮以指示附件装置已经被移动。类似地， 当牵引锁定超驰开关 306 被关闭时， ACD 52 说明性地提供信号到 LED308( 未在图 4B 中示出， 但在图 3B 中示出 )， 以 照亮该 LED， 从而表示牵引锁定超驰开关已经被关闭。
图 6 示出控制面板 90 的另一个实施例。相似的部件由先前附图中的部件相同的附图标记。然而， 不是具有单独的键开关 310 和发动机停止按钮 316， 而是在图 6 中示出的 实施例示出为摇臂开关 400， 所述摇臂开关移动到 “STRAT” 位置时作为点火开关， 而移动到 “STOP” 位置时作为发动机停止开关。图 4 还示出稳定器按钮 312 和 314 被单个摇臂开关 402 所替代。 此外， 之前通过将键 310 旋转到远逆时针位置而实现的压力释放功能在图 6 中 被摇臂开关 404 代替。
因此， 所述系统允许从操作者驾驶室 18 外面操作附加装置 12。 在一个说明性实施 例中， 允许操作者启动和运行装载机 10( 当装载机 10 保持静止时 )， 以及选择性地允许液压 流体流动到附加装置 12。 如果从远程附加装置控制装置启动装载机 10 的发动机， 除了停止 按钮以外， 在驾驶室内的所有功能可以被禁止 (disable)。此外， 一旦已经从远程附加装置 控制装置启动了装载机 10， 如果在驾驶室内的键被转动 ； 这也关闭机器 10。 另外， 至少一个 实施例提供两人操作式， 在该模式中， 一个操作者位于装载机 10 的驾驶室 18 内， 坐在座椅 20 上， 且座椅杆 22 处于降低位置。第二个操作者位于驾驶室 18 的外面， 在附加装置 12 的 区域内。当从驾驶室内启动机器 10 时， 除了停止按钮以外， 在远程附加装置控制装置上的 所有功能被禁止。此外， 在已经从驾驶室 18 内启动机器以后， 如果第二操作者试图从远程 附加装置控制装置启动机器， 则发动机停止。
应该注意到本发明可以与手持式附加装置一起使用。在一个这样的实施例中， 一 旦已经打开阀 48， 即使是在两人操作模式中， 操作该手持工具的第二操作者可以控制例如 通过位于手持工具上的触发器或控制手持工具上的阀的其它装置将液压流体提供给手持 工具。然而， 液压流体通过阀 48 到手持工具的可获得性仍由留在驾驶室 18 内的第一操作 者控制。
最后， 还应该注意的是， 不需要提供操作者控制面板 90。然后， ACD52 可以简单地 控制联接到附加装置液压致动器或电致动器的阀， 使得动力被施加到适当的致动器上。然 而， 这至少部分是基于附加装置 12 的具体类型。
当没有提供操作者控制面板 90 时， 用户可以简单地从驾驶室或操作者室的内部 操作附加装置。在这种情况中， 主控制计算机 86 提供指示电控制装置 66 的哪个按钮被压 下的信号到 ACD 52。以响应的方式， 并且基于通过 ACD 52 所识别出来的附加装置的类型， ACD 52 提供指示哪里期望有液压流体的信号返回到计算机 86。然后计算机 86 提供适当信 号到液压线路 82， 从而在合适的输出装置 ( 例如前或后辅助装置， 或者任何合适的液压联 接器 ) 处提供压力下的液压流体。以此方式， ACD 52 对关于从机器 10 哪里提供液压流体、 是否以高流方式提供流体等许多方面基本作出多个决定。这是基于被机器 10 的驾驶室中 的操作者压下的致动器， 并基于当时与机器 10 连接的附加装置的类型。然而， ACD 52 也能 控制附加装置上的需要被控制的任意阀， 以便在附加装置的适当位置处提供压力下的液压 流体。
因此， 本发明提供一种新的且有用的用于动力机的附加装置的控制器。在后面的 权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。