專利名稱：車載水泥攪拌器控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機動車輛的液力起動系統(tǒng)的控制，并且更具體地涉及將這種控制應(yīng)用于車載水泥攪拌滾桶的液力起動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代卡車經(jīng)常配備功率起動操作(PTO)。PTO用于例如提升、舉高和泵送的輔助系統(tǒng)。PTO可由車輛發(fā)動機直接或間接地供能。例如液壓系統(tǒng)的間接供能系統(tǒng)是其中最常見的一種。輔助液壓系統(tǒng)的動力是通過發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵從發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)換而來的。液壓泵從液罐汲取工作流體并將流體提供給將工作流體轉(zhuǎn)向至用于移動目標(biāo)負載的氣缸或葉輪的液壓閥集管。原始車輛制造者長久以來已向其車輛提供通用液壓泵，這些車輛適于支持液力起動操作。過去，控制和液壓管線的提供通常留給市場后期維護專家來解決。經(jīng)改型的控制有時留下將新的布線和液壓管線與已有車輛系統(tǒng)整合所需的一些空間。最近已研發(fā)出利用模塊式組件并需要對車輛最小程度改型的車輛系統(tǒng)整合的液力起動系統(tǒng)，如已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并援引包含于此的美國專利公告2005/0206113 中記載的那樣。該專利公告披露了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括液壓流體罐、液壓閥集管、發(fā)動機驅(qū)動泵以及開關(guān)和儀表板。系統(tǒng)適合多種應(yīng)用場合。與車輛控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)整合的這些系統(tǒng)的控制方面是尤其感興趣的。這些系統(tǒng)包括連接于車輛控制器區(qū)域網(wǎng)并在液壓系統(tǒng)操作上提供控制與車輛操作的整體性的液壓閥控制器、輔助量表和開關(guān)控制器。控制協(xié)議來自標(biāo)準(zhǔn)SAEJ-1939總線信號。針對標(biāo)準(zhǔn)信號監(jiān)測其它車輛控制器以根據(jù)需要實現(xiàn)互鎖并容易調(diào)用關(guān)聯(lián)于對發(fā)動機進行控制的發(fā)動機控制器的信號。水泥攪拌器的操作者需要設(shè)定攪拌桶旋轉(zhuǎn)次數(shù)和攪拌桶的轉(zhuǎn)速以確保正確地混合水泥。對安裝在車輛上的水泥攪拌器來說，必須在運輸用料的同時監(jiān)測攪拌桶的轉(zhuǎn)速并將其保持在恒定速率。當(dāng)前攪拌器系統(tǒng)使用安裝在滾桶上的速度傳感器系統(tǒng)監(jiān)測攪拌桶轉(zhuǎn)速。該傳感器系統(tǒng)需要附加的傳感器和色環(huán)來實現(xiàn)，這會引發(fā)可靠性問題并增加成本。將轉(zhuǎn)速信息顯示給必須作出將操作保持在限定限值內(nèi)所需的調(diào)整的駕駛員/操作者。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種對具有監(jiān)測車輛操作變量的車輛控制器網(wǎng)絡(luò)的動力起動驅(qū)動的車載水泥攪拌機的車輛系統(tǒng)整合控制，所述操作變量進而用來確定水泥攪拌桶轉(zhuǎn)速和桶轉(zhuǎn)數(shù)。這里不需要采用桶操作的直接感測。系統(tǒng)還用來在運輸中維持桶以恒定速度旋轉(zhuǎn)。附加效果、特征和優(yōu)勢將出現(xiàn)在下面給出的書面說明中。


本發(fā)明相信具有新穎的特征在所附權(quán)利要求中具體陳述。然而，發(fā)明本身以及優(yōu)選使用方式、其它目的及其優(yōu)勢，在結(jié)合附圖閱讀的同時可參照示例性實施例的詳細描述而得到最好的理解。圖1是安裝有用于液力起動操作的水泥攪拌器的卡車的側(cè)視圖。圖2是用于液力起動車載水泥攪拌器的液壓和電子控制系統(tǒng)的示意圖。圖3是用于水泥攪拌桶控制系統(tǒng)的應(yīng)用控制面板的前視圖。圖4是數(shù)據(jù)流向圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，尤其參照圖1，圖中示出具有底盤120的卡車100，在底盤120上安裝有水泥攪拌桶110用于旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的教義，整合的液力起動系統(tǒng)跟蹤攪拌桶110 轉(zhuǎn)速和由桶完成的轉(zhuǎn)數(shù)。圖2示出用來監(jiān)視和控制水泥攪拌桶110的車輛液壓PTO系統(tǒng)44和車輛電氣控制系統(tǒng)10。液壓PTO系統(tǒng)44使用由泵50提供的加壓油/液壓流體使水泥攬拌桶110旋轉(zhuǎn)。 有選擇地通過閥集管組34將液壓流體傳遞給使桶110轉(zhuǎn)動的液壓馬達48。閥集管組34允許將加壓液壓流體傳遞至作為循環(huán)液壓流回路一部分的液壓馬達48、液壓PTO系統(tǒng)44，并提供方向控制和桶110控制以及對桶轉(zhuǎn)速的控制。液壓流體從閥集管組34通過液壓回路或PTO系統(tǒng)44循環(huán)至返回過濾器36，然后循環(huán)至液罐或儲液器30，泵50從液罐或儲液器 30中汲取流體并加壓以使其返回閥集管組。閥集管組34的閥位置受閥系統(tǒng)控制器40控制。閥系統(tǒng)控制器/液壓電子控制單元40包括(或控制)使閥在閥集管組34中物理移動的電磁線圈。閥系統(tǒng)控制器40監(jiān)視數(shù)個系統(tǒng)操作變量?？刂破?0監(jiān)視儲液器30中的液壓液位(LEVEL)、來自集管34的系統(tǒng)油壓0\)和溫度(TEMP)。返回過濾器36條件是由過濾器兩側(cè)的壓降(N)指示的，該壓降(N)由傳感器報告給閥系統(tǒng)控制器40。閥系統(tǒng)控制器 40連接于CAN總線60以與其它車輛控制器交換數(shù)據(jù)，包括關(guān)聯(lián)于操作系統(tǒng)變量的數(shù)據(jù)。泵50通過機械聯(lián)系M由車輛發(fā)動機52向發(fā)動機曲柄軸(未示出)供能。PTO操作可通過利用發(fā)動機控制單元(ECU) 58來改善，該發(fā)動機控制單元(ECU) 58使用發(fā)動機傳感器56監(jiān)視發(fā)動機操作變量。盡管將發(fā)動機傳感器56圖示為ECU58和發(fā)動機52之間作為直接中介物，然而例如轉(zhuǎn)速計的相關(guān)儀器可連接于傳動機構(gòu)65，所產(chǎn)生的信號被直接提供給E⑶或通過控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)總線60上的傳動控制器64間接提供給E⑶。組件的整合優(yōu)選地由留駐在電氣系統(tǒng)控制器(ESC)62并由其執(zhí)行并且與CAN總線60上的其它控制器通信的程序提供。CAN總線60優(yōu)選地遵循SAR J1939標(biāo)準(zhǔn)。閥系統(tǒng)控制器40和操作者界面(即面板18)的輔助量表及開關(guān)組件(AGSP)68之間的通信是由CAN總線60提供的。 CAN總線60通常提供包含充當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路或串行數(shù)據(jù)總線的雙絞線(要么是屏蔽的要么是非屏蔽的)電纜的物理主干。ESC 62管理作為節(jié)點連接于總線60的配套職業(yè)控制器(例如閥系統(tǒng)控制器40和E⑶58)。基于從閥集管組34接收并經(jīng)過ESC 62的數(shù)據(jù)，結(jié)合關(guān)于泵50容量的知曉(泵50通常是在給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下以3000psi提供12加侖/分鐘流量的發(fā)動機驅(qū)動泵)，ESC 62可估算出桶110的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。SAE J1939協(xié)議定義數(shù)個消息，這些消息可容易地調(diào)整以滿足液壓PTO系統(tǒng)的需求。輔助量表和開關(guān)組件控制器68允許將液壓系統(tǒng)信息輕易和方便地顯示給操作者。由于出現(xiàn)在CAN總線60上，可通過ESC 62讀取數(shù)據(jù)，ESC 62使用該數(shù)據(jù)并與來自E⑶58或傳動機構(gòu)控制器64的發(fā)動機轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，以計算桶110的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)?，F(xiàn)在參見圖3，圖中示出適于實現(xiàn)液力起動操作系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)的車輛輔助系統(tǒng)的控制的控制和儀器面板18。盡管面板18通常安裝在車輛上，但它也可安裝在無線電控制遠端單元上。提供三個量表，包括系統(tǒng)壓力量表70、液壓流體溫度量表72和液壓液位量表74。 這些量表可包括提醒操作者注意超出標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)的警報燈。還提供六個三向提桿開關(guān) 76、78、80、82、84和86，這些開關(guān)可針對系統(tǒng)的特定應(yīng)用而根據(jù)需要予以標(biāo)記。總地來說， 開關(guān)與特定功能的關(guān)聯(lián)實現(xiàn)在軟件中，并且按照需要對開關(guān)的標(biāo)記通常如下。在水泥攪拌器應(yīng)用中，開關(guān)76可以是使能開關(guān)。開關(guān)78可用于順時針旋轉(zhuǎn)而開關(guān)80用于逆時針旋轉(zhuǎn)。 可保留剩下的開關(guān)以供斜道定位。圖示出選配的復(fù)位按鈕94，并提供指示當(dāng)前桶110轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)的兩個計數(shù)器90、92。每個開關(guān)可包括燈，可對該燈的操作編程以指示系統(tǒng)可用性或開關(guān)狀態(tài)。圖4示出用來實現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)據(jù)流向?？刂扑惴?04基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速402、液壓系統(tǒng)操作變量(泵速)和例如已知的泵排量的系統(tǒng)參數(shù)400來確定桶轉(zhuǎn)速。泵速可能是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的線性函數(shù)。由于液壓流體基本不可壓縮，因此桶轉(zhuǎn)速被鎖定至由泵產(chǎn)生的流量 (排量X速度)。隨時間的桶速產(chǎn)生桶轉(zhuǎn)數(shù)。桶轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)作為數(shù)據(jù)406傳遞以顯示。本發(fā)明通過省去傳統(tǒng)用于監(jiān)測桶操作的物理傳感器并通過從已有數(shù)據(jù)借助間接裝置估計要求的結(jié)果而提供增加的可靠性和減少的成本。盡管本發(fā)明僅示出其一種形式，然而本發(fā)明不受此限，相反可不脫離本發(fā)明精神和范圍地作出多種改變和改型。
權(quán)利要求
1.一種機動車輛，包括具有報告發(fā)動機轉(zhuǎn)速的傳感器的發(fā)動機； 由所述發(fā)動機驅(qū)動的已知排量的液力起動泵； 耦合于液力起動泵以供液壓流體循環(huán)的液壓回路； 用于報告液壓回路壓力的傳感器； 液壓馬達；安裝成在車輛上旋轉(zhuǎn)并耦合于液壓馬達以操作的水泥攪拌桶； 控制將所述液壓馬達耦合于運作所述液壓馬達的液壓回路的液壓系統(tǒng)集管； 包括系統(tǒng)總線和電氣系統(tǒng)控制器的控制器區(qū)域網(wǎng)，所述區(qū)域網(wǎng)耦合有所述傳感器以報告系統(tǒng)總線上的液壓系統(tǒng)壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以供所述電氣系統(tǒng)控制器使用；以及所述電氣系統(tǒng)控制器被編程以使用發(fā)動機轉(zhuǎn)速、泵排量和液壓系統(tǒng)壓力來確定桶轉(zhuǎn)速和從所選開始點開始的桶轉(zhuǎn)數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的機動車輛，其特征在于，還包括所述電氣系統(tǒng)控制器被進一步編程以指導(dǎo)監(jiān)測所述液壓系統(tǒng)集管來設(shè)定運輸過程中水泥攪拌桶的恒定轉(zhuǎn)速。
3.一種水泥攪拌系統(tǒng)，包括 原動機構(gòu)；用于報告原動機構(gòu)速度的傳感器； 由所述原動機構(gòu)驅(qū)動的已知排量的液力起動泵； 包括液力起動泵的液壓回路； 液壓馬達；安裝成旋轉(zhuǎn)并耦合于所述液壓馬達以操作的水泥攪拌桶； 控制將所述液壓馬達耦合于運作所述液壓馬達的液壓回路的液壓系統(tǒng)集管； 耦合以接收原動機構(gòu)速度并通過液力起動泵的排量編程的可編程控制器；以及被編程以使用原動機構(gòu)速度和排量的電氣系統(tǒng)控制器，用以確定水泥攪拌桶轉(zhuǎn)速和從選定開始點開始的水泥攪拌桶轉(zhuǎn)數(shù)，用以制備水泥以灌注。
4.如權(quán)利要求3所述的水泥攪拌系統(tǒng)，其特征在于，所述被編程的控制器用來根據(jù)需要維持恒定桶轉(zhuǎn)速直到灌注為止。
全文摘要
對于安裝在車輛上的水泥攪拌器，改變車輛控制器區(qū)域網(wǎng)以從發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液力起動系統(tǒng)壓力以及關(guān)于動力起動泵容量的經(jīng)編程數(shù)據(jù)形成桶轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)的估計。該網(wǎng)絡(luò)也可在運輸期間維持恒定的桶轉(zhuǎn)速。
文檔編號B28C5/42GK102179876SQ20101061694
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者C·J·凱西, P·M·德萊尼 申請人:萬國卡車知識產(chǎn)權(quán)有限公司