技术领域本发明涉及用于操作自卸车的方法和系统。特别地，本发明涉及一种方法和系统，其用于确定自卸车的液压缸的侧向条件是否在可接受限制之内。
背景技术：
自卸式卡车，有时称为倾倒车或翻斗车，是典型地在建筑工业用于运输物料(例如，碎石或沙子)的车辆。自卸车典型地包括发动机、驾驶舱和拖车。拖车通常具有带自卸车本体的拖车底盘或车架，是顶部开口立方体形式的容器，枢转地安装至此。在车架和自卸车本体之间设置有液压缸且可被延伸以枢转自卸车本体至倾斜位置，其中负载被从本体清空。液压缸可被收缩以降低自卸车本体。应意识到，这仅是自卸式卡车的一种形式且存在其他类型。自卸式卡车是通常使用于建筑工地或类似的不平坦地面上的越野车。如果卡车的底盘或车架向侧面倾斜(也就是一侧的车轮高于另一侧的车轮)，则液压缸将也向侧面(即，侧向)倾斜。因此，随着液压缸延伸，自卸车本体内的负载重心将向侧面移动。这会导致自卸式卡车倾翻，和/或液压缸会变形。很清楚，这是非常不希望的。因此，重要的是，不要举起过重的负载，并且液压缸不要延伸地过快。但是，如果卡车的底盘相对平坦，则当液压缸被延伸时自卸车翻倒的可能性就可以忽略不计。因而需要提供一种方法和系统，其能够根据某些状况控制自卸车的操作。
技术实现要素：
依照一方面，提供了一种操作自卸车的方法，自卸车包括能够相对于车架枢转地移动的自卸车本体，利用布置在自卸车本体和车架之间能够被液压致动系统致动的液压缸来枢转自卸车本体，该方法包括：接收关于液压缸的至少一个侧向状态的至少一个侧向状态参数；基于所述至少一个侧向状态参数，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内；以及在确定了液压缸的侧向条件在可接受限制内的情况下更改或允许更改液压致动系统的至少一个操作参数。术语“侧向”应被理解为意味着向侧面或横向。侧向状态可包括侧向弯曲和/或侧向倾斜。如果液压缸的侧向状态是能够接受的(即，最小的倾斜和弯曲)，则可以确定将“动力提升”给予液压缸。这会使其更快地延伸或者可以允许其举起更重的负载。关于液压缸的侧向倾斜的侧向倾斜参数可被接收。至少基于侧向倾斜参数，可确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。侧向倾斜参数可通过倾斜传感器产生，该倾斜传感器设置成测量液压缸的侧向倾斜。倾斜传感器可安装至液压缸。在其它实施方式中，倾斜传感器可被附接至车辆的底盘或车架，以测量底盘的侧向倾斜或倾角，其还与液压缸的侧向倾斜有关。因此，附接至底盘的倾斜传感器的输出可被认为是侧向倾斜参数，由于它与液压缸的侧向倾斜间接有关。倾斜(或倾角)传感器可以是电子式的且可被设置成产生电子信号，其值与液压缸的侧向倾斜有关。关于液压缸的侧向弯曲的侧向弯曲倾斜参数可被接收。至少基于侧向弯曲参数，可确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。侧向弯曲参数可通过至少一个弯曲传感器产生，所述至少一个弯曲传感器设置成测量液压缸的侧向弯曲。弯曲传感器可安装至液压缸。第一和第二弯曲传感器可安装至液压缸的每侧。所述或每个弯曲传感器可包括应变仪。一系列弯曲传感器、例如应变仪，可沿着液压缸的长度被附接至液压缸，以测量在不同位置处的弯曲。弯曲传感器可以是电子式的且可被设置成产生电子信号，其值与液压缸的弯曲有关。确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内可包括，将至少一个侧向状态参数与参考数据比较。比较可以是直接比较或间接比较。例如，参数可在比较之前被转换至其它形式。确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内可包括，使用一种算法，其考虑至少两个不同类型的侧向状态参数。在一个实施方式中，可以有两个侧向状态参数(例如弯曲和倾斜)，并且如果这些参数都低于阈值，则可确定液压缸的侧向条件在可接收限制内。该方法可进一步包括，在确定了液压缸的侧向条件在可接受限制内的情况下产生警示。警示可以包括视觉和/或听觉警示。操作参数可以包括液压致动系统的压力释放阀的压力阈值。在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下，压力释放阀的压力阈值可以增大，或者可以允许增大压力释放阀的压力阈值。操作参数可以包括液压致动系统的泵的泵速。在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下，泵速可以增大，或者可以允许增大泵速。当然，也能够更改其它适当的操作参数。在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下，至少一个操作参数可以被自动增大。该方法还包括进行倾倒操作，其中自卸车本体从静止位置朝倾倒位置枢转。可以在倾倒操作开始前基于至少一个侧向状态参数来确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。可以在倾倒操作期间基于至少一个侧向状态参数来确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。只有在倾倒操作的中间阶段，泵速才可以从默认速度被增大。依照另一个方面，提供了一种用于自卸车的系统，自卸车包括能够相对于车架枢转地移动的自卸车本体，利用布置在自卸车本体和车架之间能够被液压致动系统致动的液压缸来枢转自卸车本体，该系统包括：侧向条件确定模块，其设置成：接收关于液压缸的至少一个侧向状态的至少一个侧向状态参数；基于所述至少一个侧向状态参数，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内；以及液压致动系统控制模块，其设置成在确定了液压缸的侧向条件在可接受限制内的情况下更改或允许更改液压致动系统的至少一个操作参数。侧向条件确定模块可设置成：接收关于液压缸的侧向倾斜的侧向倾斜参数，以及至少基于所述侧向倾斜参数，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。该系统可进一步包括倾斜传感器，其设置成测量液压缸的侧向倾斜且产生侧向倾斜参数。侧向条件确定模块可设置成：接收关于液压缸的侧向弯曲的侧向弯曲参数，以及至少基于所述侧向弯曲参数，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。该系统可进一步包括至少一个弯曲传感器，其设置成测量液压缸的侧向弯曲且产生侧向弯曲参数。所述至少一个弯曲传感器可包括第一和第二弯曲传感器，其设置成安装至液压缸的每侧。所述或每个弯曲传感器可包括应变仪。系统可进一步包括存储参考数据的存储模块。侧向条件确定模块可设置成，通过比较至少一个侧向状态参数与存储在存储模块中的参考数据，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。侧向条件确定模块可设置成：通过使用一种算法，其考虑至少两个不同类型的侧向状态参数，确定液压缸的侧向条件是否在可接受限制内。该系统可进一步包括警示发生器，其设置成在确定了液压缸的侧向条件在可接受限制之外的情况下产生警示。警示发生器可以包括视觉和/或听觉警示发生器。操作参数可以包括液压致动系统的压力释放阀的压力阈值。液压致动控制系统可以被设置成在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下增大、或者允许增大压力释放阀的压力阈值。操作参数可以包括液压致动系统的泵的泵速。液压致动控制系统可以被设置成在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下增大、或者允许增大泵速。液压致动系统控制模块可以被设置成在确定了液压缸的侧向条件位于可接受限制内的情况下自动增大至少一个操作参数。侧向条件确定模块可以被设置成在倾倒操作开始前基于至少一个侧向状态参数来确定液压缸的侧向条件是否位于可接受限制内。侧向条件确定模块可以被设置成在倾倒操作期间基于至少一个侧向状态参数确定液压缸的侧向条件是否位于可接受限制内。液压致动系统控制模块可以被设置成只有在倾倒操作的中间阶段才从默认速度开始增大泵速。该系统还包括操作者输入装置，以进行倾倒操作，在倾倒操作中自卸车本体从静止位置朝倾倒位置枢转。依照又一个方面，提供了一种自卸车，包括：自卸车本体，其能够相对车架可枢转地移动；液压缸，其布置在车架和自卸车本体之间，且可致动来枢转自卸车本体；设置成致动液压缸的液压致动系统；以及依照在此任何陈述的系统。倾斜传感器可安装至液压缸。弯曲传感器可安装至液压缸。第一和第二弯曲传感器可安装至液压缸的每侧。液压致动系统可以包括液压流体箱、泵和具有压力释放阀的阀组件。自卸车可以是自卸式车辆。依照又一个方面，提供了一种液压缸组件，包括：液压缸，其具有垂直于液压缸的纵向轴线的至少一个枢转轴线；以及至少一个倾斜传感器，其耦合至液压缸，使得它能够产生关于液压缸在平行于枢转轴线的平面中的倾斜的侧向倾斜参数；和/或至少一个弯曲传感器，其耦合至液压缸，使得它能够产生关于液压缸在平行于枢转轴线和纵向轴线的平面中的倾斜的侧向弯曲参数。第一和第二弯曲传感器可安装至液压缸的每侧。所述或每个弯曲传感器可包括应变仪。液压缸的至少一端可设置有定义枢转轴线的眼状物。本发明可包括在此提到的特征和/或限制的任何组合，除非这些特征的组合相互排斥。附图说明现在将通过示例的方式描述本发明的实施方式，参考附图，其中：附图1示意性地示出了自卸式卡车的透视图；附图2示意性地示出了附图1的自卸式卡车没有牵引车的侧视图；附图3示意性地示出了附图1的自卸式卡车没有牵引车且具有向侧面倾斜的底盘的端视图；附图4示意性地示出了控制自卸车操作的自卸车控制系统；附图5示意性地示出了在自卸车本体处于静止位置的情况下自卸式卡车的端视图；附图6示意性地示出了泵速作为自卸车本体位置的函数的图形表示；以及附图7示意性地示出了可选的自卸式卡车。具体实施方式附图1和2示出了自卸式卡车1，有时称为翻斗车，包括牵引车2和拖车4。拖车4具有拖车底盘或车架6，自卸车本体8枢转地安装至此。自卸车本体8围绕位于底盘6后部的横向轴线10可枢转地安装至底盘6。自卸车本体8是顶部开口的立方体容器的形式。自卸车本体8的后面板(或门)12在其上边缘铰接且可被锁定和解锁，使得它可被打开以允许自卸车本体8内的物体被清空。提供液压缸14，其在下端枢转地附接至底盘6的前部且上端枢转地附接至自卸车本体8的前部。液压缸14可被延伸(如附图1所示)，以围绕轴线10枢转自卸车本体8至完全倾斜位置，在该完全倾斜位置，通过后面板12解锁，自卸车本体8中的任何负载都被清空至地面。液压缸14可被收缩，从而枢转自卸车本体8回到静止位置，在该静止位置，它搁置在底盘6上。自卸式卡车1进一步包括液压致动系统20，用于致动液压缸14。液压致动系统20包括油箱22、泵24和阀组件26，它们利用流体线路进行连接以形成流体回路。还提供引导系统(未示出)，用于在多个配置中切换阀组件26。阀组件26设置有端口，其通过流体线路28液压地连接至液压缸14。阀组件26可在多个配置之间切换，从而操作液压缸14。在阀组件26的旁通配置中，通过泵24运行，液压流体通过泵24循环，从油箱22、通过阀组件26回到油箱22。为了延伸液压缸14以枢转自卸车本体8至完全倾斜位置(如附图1和2所示)，阀组件26切换至上升配置，其中泵24将液压流体从油箱22泵入液压缸14，因而使该液压缸延伸。泵24的速度被设置在默认基线速度。泵速与液压流体的流速有关，从而也与液压缸14的延伸速度有关。当液压缸14已经充分延伸(完全延伸或延伸了所需量)时，阀组件26返回至旁通配置，其中，通过泵24运行，液压流体循环，从油箱22经过阀组件26回到油箱22。在阀组件26的旁通配置中，流体线路28是封闭的，并因而液压缸14保持在延伸配置中。在这一实施方式中，液压致动系统20设置有自动停机装置，其在液压缸已经完全延伸时自动切换阀组件26至旁通配置。自动停机装置是开关的形式，液压缸14的本体当其到达完全延伸位置时触发它。为了降低液压缸14，泵24被停止且阀组件26被切换至下降配置。在这一配置中，流体线路28打开且通过液压流体回到油箱22，液压缸14基于自卸车本体8的重量而收缩。阀组件26也设置有压力释放旁通阀27，其设置在默认(基线)阈值压力下。如果阀组件26的液压流体的压力达到阈值压力(其可由于自卸车本体8中的过重负载)，则液压流体被转移至油箱22，而不被泵入液压缸14中。这是提供来防止过重负载被举升的安全特征。参考附图3，如果地面不平坦，底盘6可向侧面倾斜角度β(也就是，底盘6一侧高于底盘6另一侧)。如果底盘6具有侧面倾斜，则液压缸14的纵向轴线A还会侧向倾斜角度μ(也就是，液压缸的纵向轴线A将具有横向分量)。在这一实施方式中，倾角μ参考竖直方向定义。然而，该倾角能够参考水平方向定义(也就是90°等同于竖直的液压缸14)。若底盘6侧向倾斜，负载的重心将随着液压缸14延伸而侧向移动。这会导致自卸式卡车1侧向倾翻，或其会导致液压缸14弯曲且潜在地变形，这随即会导致自卸式卡车1侧向倾翻。此外，如果自卸车本体8中的负载没有横向对中地定位，则液压缸14会随着其延伸而弯曲，这会导致液压缸14变形且自卸式卡车1倾翻。正如将在下文详细描述的，自卸式卡车1设置有自卸车控制系统40，其可确定液压缸14的侧向条件是否位于可接受限制内，并且在这种情况下优化自卸车1的操作。附图4示出了自卸车控制系统40，其用于基于两个侧向状态：侧向倾斜和侧向弯曲来确定液压缸的侧向条件是否位于可接受限制内。在这一实施方式中，液压缸的侧向条件是液压缸14的侧向倾斜和侧向弯曲的组合。然而，应意识到，在其它实施方式中，侧向条件可包括其它因素，或可仅涉及一个条件(例如，侧向倾斜)。自卸车控制系统40包括倾斜(或倾角)传感器42，用于测量液压缸14在平行于下枢转轴线30的平面中的倾斜度(也就是，倾斜角)。液压缸14的下枢转轴线30由眼状物32的轴线定义，液压缸14通过眼状物32枢转地安装至底盘6。类似地，上枢转轴线34(其平行于下轴线30)由眼状物36的轴线定义，液压缸14通过眼状物36枢转地安装至自卸车本体8。倾斜传感器42安装至液压缸14的外表面，且定位得使得其可测量液压缸14在平行于枢转轴线30的竖直平面中的侧向(也就是，向旁侧)倾斜。倾斜传感器42布置以产生代表倾角μ的电子信号。自卸车控制系统40还包括应变仪形式的第一和第二弯曲传感器44、46。应变仪44、46结合至液压缸14且位于相对侧上。应变仪44、46布置以产生电子信号，其表示由液压缸14在平行于枢转轴线30和液压缸14的纵向轴线二者的平面中所经历的侧向弯曲力。自卸车控制系统40进一步包括侧向条件确定模块50、液压致动系统控制模块52和显示器54。倾斜传感器42和第一和第二弯曲传感器44、46通过适当的布线而连接至侧向条件确定模块50，使得侧向条件确定模块50可获得由传感器42、44、46产生的信号。应意识到，在其它实施方式中，传感器42、44、46可被无线连接至侧向条件确定模块50。侧向条件确定模块50构造为监测从倾斜传感器42和两个弯曲传感器44、46接收的信号，且基于这些信号，确定液压缸14的侧向条件是否在可接受限制内(也就是，在侧向倾角μ和侧向弯曲都适当小的情况下)。液压致动系统控制模块52被连接至泵24的速度控制器和阀组件26的压力释放阀27上。如果确定了液压缸14的侧向条件位于可接受限制内，则液压致动系统控制模块52能够自动增大泵速和/或增大压力释放阀27的压力阈值。液压致动系统控制模块52可以被有线或无线连接到泵24和/或阀组件26。在另一个实施例中，取代泵速和压力阈值被自动调节，提示能够被显示给操作者以允许操作者手动改变速度和/或压力。显示器54连接至侧向条件确定模块50且构造为在侧向条件确定模块50确定了液压缸14的侧向条件在可接受限制内的情况下显示警示。显示器54是构造为显示视觉警示的LCD屏幕，并且还提供发生器来产生听觉警示。在这一实施方式中，显示器54安装在牵引车2的仪表板中，使得操作者容易看到。然而，在其它实施方式中，它可位于外部，或它可以是无线手持装置的形式(例如，智能手机或平板电脑)。如果显示器54由便携式无线装置、例如智能手机或平板电脑提供，它还可包含侧向条件确定模块50和液压致动系统控制模块52，且可与传感器42、44、46无线通信。应意识到，其它显示器、例如LED可被用于提供警示。现在将参考附图5描述自卸车1的操作。在开始倾斜操作之前，容纳负载16(例如沙子)的自卸车本体8处于静止位置(附图5)。在自卸车本体8的静止位置，它搁置在拖车4的底盘6上，使得负载直接传递至底盘6。自卸车控制系统40持续监测从倾斜传感器42和弯曲传感器44、46接收的信号，来确定液压缸14的侧向条件是否在可接受限制中。特别地，侧向条件确定模块50持续监测由倾斜传感器42产生的倾斜信号的值(侧向倾斜参数)以及由第一和第二弯曲传感器44、46产生的弯曲信号的值(侧向弯曲参数)。倾斜信号的值与液压缸14的侧向(向旁侧)倾角μ有关，同时弯曲信号的值可被转换至由液压缸14经历的侧向弯曲力矩。这些值可被显示在显示器56上，但这不是必要的a侧向条件确定模块50分析倾斜信号和弯曲信号，且使用算法来确定液压缸14的侧向条件是否在可接受限制内。在这一实施方式中，这通过侧向条件确定模块50确定(a)液压缸14的侧向倾角μ是否低于阈值(也就是角度足够小)，以及(b)液压缸的侧向弯曲是否低于阈值(也就是，弯曲足够小)来完成。如果这些阈值均未达到(也就是，如果角度和弯曲都足够小)，则侧向条件确定模块50确定液压缸14的侧向条件是可接受的(也就是，它在可接受限制内)。例如，如从图5中能够看到的那样，倾斜角度μ是可以忽略的从而弯曲将也是可以忽略的。响应于这一确定，侧向条件确定模块50与液压致动系统控制模块52通信，当开始时液压致动系统控制模块52能够优化倾倒操作。特别地，在该实施例中，由于液压缸14的侧向条件位于可接受限制内(即，处于“理想的”侧向条件中)，所以压力释放阀27的默认压力阈值增大20％。这意味着自卸车1能够倾倒比正常重的负载，但是只是因为液压缸14的侧向条件位于可接受限制内。而且，参考图6，泵26的速度是程控的，从而其只是针对倾倒操作的中间阶段被增大。在该实施例中，设置泵速以使泵速在全部倾倒的25％到全部倾倒的75％之间增大25％。这意味着，当倾倒操作开始时(如当操作者使用控制杆(未示出)延伸液压缸14时)，液压缸14最初慢慢延伸(0-25％)，然后延伸速度增大(25％-75％)，然后延伸速度再减小(75％-100％)。这导致更快的倾倒操作，但是防止液压缸14在低负载的情况下(即，在延伸的最后阶段)由于液压缸延伸过快而损坏。自卸车控制系统40持续监测由传感器42、44、46产生的信号，并且侧向条件确定模块50持续评估液压缸14的侧向条件是否在可接受限制内。特别地，即使在倾斜操作已经开始之后(也就是，当自卸车本体8远离静止位置枢转时)，侧向条件确定模块50检查来确定侧向倾角μ是否足够小，以及侧向弯曲是否较小。如果确定了这些参数的任一者在可接收限制之外，则液压致动系统控制模块52可以控制液压致动系统20以减少压力释放阀27的压力阈值，或者可以减小泵速。在另一个实施例中，实际上液压致动系统控制模块可以自动阻止(停止)倾斜操作，并且液压缸14可以缩回，从而降低自卸车本体8至静止位置。已经描述了侧向条件确定模块50监测液压缸14的侧向倾斜和侧向弯曲。但是，应当意识到，模块50可以只监测这些条件中的一个(如仅仅倾斜或者仅仅弯曲)。在其它实施例中，模块50还可以监测其它条件。在上述的实施例中，如果横向倾斜低于阈值并且横向弯曲低于阈值，则侧向条件确定模块50确定液压缸14的侧向条件位于可接受限制内。但是，可以使用用于确定液压缸的侧向条件位于可接受限制内的其它方式。已经描述了，通过使用安装至液压缸14的倾斜传感器，倾斜传感器42产生表示液压缸14侧向倾斜的信号。然而，液压缸14的侧向倾斜可通过使用安装至自卸车的底盘6的倾斜传感器测量向旁侧倾斜β而被监测。应意识到，可使用位于任何适当位置的任何适当传感器来产生指示或关于液压缸14的侧向倾斜的信号。此外，虽然已经描述了具有两个弯曲传感器44、46，应意识到，可以使用任何适当数量的传感器。例如，对于伸缩式液压缸，一个或多个弯曲传感器可被附接至液压缸的每一级。在上述实施例中，如果液压缸的侧向条件是可接受的，则操作参数(如泵速和压力阈值)被自动更改。但是，在其它实施例中，如果确定液压缸的侧向条件位于可接受限制内，则显示器能够产生允许操作者更改操作参数的提示。应当意识到，除了或者替代泵速和压力释放阀的压力阈值，液压控制系统的其它操作参数能够被更改。而且，能够以任何适当的方式更改操作参数。例如，泵速的有级变化可以被提供，或者泵速能够在一段时间内被逐渐增大。应意识到，该系统可用于任何适当类型的自卸式卡车，其中自卸车本体8可通过液压缸枢转或移动。例如，如在附图7中所示，自卸式卡车1可包括具有车架6的牵引车2，其中液压缸14连接在车架6和自卸车本体8之间。自卸式卡车14进一步包括挂钩9，其在第一端在第一枢转轴线10处枢转地连接至车架6，且在第二端在第二枢转轴线11处连接至自卸车本体8。为了从静止位置(未示出)向完全倾斜位置(附图7)枢转自卸车本体8，液压缸14延伸，这导致自卸车本体8相对于车架6围绕枢转轴线10、且相对于挂钩9围绕枢转轴线11顺时针枢转(附图7中)。还应注意到，为了测量自卸车本体8的角位置(也就是，倾倒角)，可测量挂钩9的倾角，由于在这一角度和倾倒角(和液压缸14的倾角)之间有固定关系。自卸车控制系统40可以是自卸式卡车1设置有的很多智能系统中的一种，且因而可与任何适当系统组合，用于提供关于自卸式车辆和/或由自卸车本体8承载的负载的信息。如果提供多个智能系统，则它们可共享相同的例如显示器或处理器。上文描述的装置、系统和方法的一些方面，可表现为机器可读指令，例如处理器控制代码，例如在非易失载体媒介上，例如硬盘、CD-或DVD-ROM，编程存储器，例如只读存储器(固件)，或者在数据载体上，例如光学或电信号载体。对于一些应用，本发明的实施方式将实施在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)、或FPGA(现场可编程门阵列)上。因而，代码可包括传统程序代码或微代码，或者，例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。代码还可包括用于动态构造可重构装置、例如可再编程逻辑门阵列的代码。类似地，该代码可包括用于硬件描述语言的代码，例如VerilogTM或VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)。代码可分布在彼此通信的多个连接部件之间。在适当处，实施方式还可使用运行在现场-(重新)可编程模拟阵列或类似装置上的代码实施，从而构造模拟硬件。