绞盘和用于绞盘的方法与流程

本申请是2015年10月08日提交的、申请号为201510646349.7、发明名称为“绞车、用于具有可编程控制的绞车的绞车系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月6日提交的标题为“programmablecontrolsforawinch(用于绞盘的可编程控件)”的美国临时专利申请号62/060,296的优先权，所述申请的全部内容出于所有目的据此以引用方式并入本文。

本申请总体涉及用于控制绞盘的系统和方法。

背景技术：

车辆，诸如户外运动车、在建筑中并且由承建商使用的商用/多用途卡车、以及其他多用途车通常配备有辅助系统(例如附件)，诸如绞盘、牵引犁(plow)、灯、压缩机。绞盘可以是在制造期间预编程的以便在特定机械和电气操作极限内进行操作。例如，可将绞盘操作限制在可与绞盘的拉力相关的设定电流极限内。因此，绞盘不可以在设定的绞盘拉力或供应电流之上进行操作。作为另一个实例，绞盘的鼓轮的旋转速度可以是基于绞盘绳索的张力。与绞盘绳索上的张力较高时相比，当绞盘绳索上的张力较低时，预设定的绞盘操作可能引起绞盘鼓轮以较高的速度旋转。此外，绞盘速度可以是基于预设定的电动机性能曲线并且在绞盘操作期间可能是不可调整的。不可调整的且预设定的绞盘操作范围和参数在某些绞盘应用中可能导致绞盘性能降低。

技术实现要素：

因此，在一个实施例中，提供一种绞盘，包括：鼓轮，所述鼓轮包括围绕所述鼓轮外表面缠绕的绳索；电动机，所述电动机驱动所述鼓轮围绕中心轴线的旋转；以及控制器，所述控制器适用于调整所述电动机的操作；其中，所述调整包括基于所测量的参数调整所述电动机的速度和调整所述电动机的拉力中的至少一者

在另一个实施例中，提供一种用于绞盘的方法，包括：操作绞盘的电动机，所述电动机包括电压供应和电流供应；测量电动机参数；确定所述电动机参数超过第一阈值；以及响应于确定所述电动机参数超过所述第一阈值，调整给所述电动机的所述电压供应和所述电流供应中的至少一者。

在另一个实施例中，提供一种用于绞盘的方法，包括：操作绞盘的电动机，所述电动机包括电压供应和电流供应；测量第一电动机参数；确定所述第一电动机参数超过第一阈值；以及响应于确定所述第一电动机参数超过所述第一阈值，调整给所述电动机的所述电压供应和所述电流供应中的至少一者；测量第二电动机参数；确定所述第二电动机参数超过第二阈值；以及响应于确定所述第二电动机参数超过所述第二阈值，调整给所述电动机的所述电压供应和所述电流供应中的至少一者。

在另一个实施例中，通过一种用于绞盘的系统可至少部分地解决上述问题，所述系统包括被调适用于基于负载极限来调整绞盘电动机运行的控制器，所述负载极限由所述控制器根据绞盘的模式而自动设定到不同水平。以这种方式，控制器可基于根据绞盘模式的负载极限来调整绞盘电动机运行，从而增加绞盘的效率并且减少其劣化，即使是在以不同的绞动模式进行操作时。

在另一个实例中，通过一种用于基于负载极限调整绞盘电动机的方法可至少部分地解决上述问题，所述负载极限由绞盘控制器根据绞盘的模式而自动设定到不同水平。以这种方式，可基于绞盘的不同操作模式来调整绞盘的电动机。因此，可调节绞盘性能以用于具体的绞盘应用，从而引起提高的绞盘性能。

应当理解，提供以上概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。以上概要并不意图识别所要求保护主题的关键或实质特征，所要求保护主题的范围唯一地由所附的权利要求书限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点。

附图说明

图1示出绞盘的第一实施例。

图2示出绞盘控制系统的示意图。

图3示出用于调整绞盘的电动机运行的方法的流程图。

图4示出用于调整绞盘的拉力的方法的流程图。

图5示出用于基于绞盘的钩接近度传感器调整绞盘操作的方法的流程图。

图6示出用于基于电动机温度调整绞盘电动机的方法的流程图。

图7示出用于基于用户对若干预编程的性能配置文件中的任何一个的选择调整绞盘的电动机运行的方法的流程图。

图8示出用于调整绞盘电动机以恒定的力和/或速度拉动绞盘绳索的方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式涉及用于基于绞盘的预期用途和/或绞盘操作参数来调整绞盘电动机运行的系统和方法。绞盘(诸如图1所示的绞盘)可包括具有用于调整绞盘操作的指令的控制模块。此外，与绞盘分开的一个或多个辅助系统(或装置)可与绞盘控制模块电联接。例如，牵引犁可与绞盘安装在同一车辆上并且与绞盘控制模块电联接。因此，绞盘控制模块可通过向辅助系统发送控制信号(例如，命令)来调整辅助系统的操作。在一个实例中，可利用与绞盘控制模块通信的控制器来控制绞盘操作和辅助系统操作两者，如图2的示意图所示。通过用户接口的一系列按钮和显示器，绞盘控制模块可允许用户从各种活动模式中进行选择，所述活动模式将调整电动机运行以便适当地为绞盘供电以用于期望的活动，如图7的流程图所示。举例来说，用户可选择恒定负载模式，其将调整绞盘电动机电压和/或电流以提供恒定拉力，如图8所示。然而，所有操作活动模式将在用于电动机温度、负载和钩到导缆器的接近度的某些上限阈值或预设定极限的约束下进行操作，以保护绞盘免于潜在损坏，如图4-6的流程图所示。因此，以下描述涉及用于提供绞盘的安全特征和选择活动模式的无缝结合的系统和方法，如图3的流程图所示。

图1示出可在图2所示的控制系统中使用并且可使用以下进一步描述的方法进行调整的绞盘10的实施例。因此，以下关于图3-8所描述的方法可用于调整图1所示的绞盘实施例或另一种类型绞盘或提升系统的操作。图1示出绞盘10的第一实施例的前侧的透视图。绞盘10包括驱动地连接到齿轮减速单元14的电动机组件12。电动机组件12包括用于操作绞盘10的电动机。电动机可由绞盘10安装在其上的车辆的电池供电，如下文进一步描述。例如，绞盘10可联接到车辆的前端。电动机向齿轮减速单元14提供功率，并且齿轮减速单元14(例如，绞盘10的变速器)向可旋转鼓轮16提供驱动转矩。齿轮减速单元14可包括在末端外壳内的远程控制离合器。如图1所示，可旋转鼓轮16是圆筒。末端带有钩28的缆绳18(例如，绳索)可缠绕到可旋转鼓轮16上或从可旋转鼓轮16放出以便提供各种拉动操作。例如，基于鼓轮的旋转方向，缆绳18可从绞盘10放出(例如，远离鼓轮)或收卷到绞盘10中(例如，进入鼓轮)。导缆器30引导缆绳18并且在钩28被拉入时充当用于钩28的安全停止点。在一个实例中，导缆器30可附接到绞盘前部。更具体地，导缆器30可定位在鼓轮16前方并且可防止钩28被一直拉到绞盘10内并拉到鼓轮16上。在另一个实例中，导缆器30可附接到车辆的最前位置(例如，车辆前端)、在绞盘10和鼓轮16前方。导缆器30可以是具有足够宽的狭缝以允许缆绳18通过的矩形板。然而，所述狭缝(例如，开口)可足够小以防止钩28穿过所述开口。

连接板20可设置用于连接在电动机组件12的第一鼓轮支撑件22与齿轮减速单元14的第二鼓轮支撑件24之间。控制单元26可拆卸地安装到连接板20。控制单元26提供安装在单个封装件中的电连接件和部件。在一个实例中，控制单元26安装到连接板20。在另一个实例中，控制单元26通过使用远程安装套件而安装在远离绞盘10的短距离处。第一鼓轮支撑件22和第二鼓轮支撑件24提供用于可旋转地支撑可旋转鼓轮16的轴承支撑结构。

在一个实例中，图1所示的绞盘10可安装在车辆(诸如卡车或另一种类型的商用车辆)上。

转向图2，示意图200示出绞盘10(图1中示出)和附属控制系统的图解。系统包括电联接到用户输入部分204的绞盘10。在图2中，系统部件之间的实线表示部件之间的物理电连接。然而，在一些实例中，这些电连接中的一个或多个可以是所连接部件之间的双向无线连接。更具体地，绞盘10包括绞盘的部件(诸如图1所示的绞盘10的部件)，包括绞盘控制模块216和联接到绞盘安装在其中的车辆的一个或多个附件。作为一个实例，绞盘控制模块216驻留在控制单元26(图1中示出)内，所述控制单元26可在绞盘10上或附近。用户输入部件204可安装在车辆内，诸如在仪表板、操纵柄、防倾杆或另一车辆位置上，并且将控制信号提供至绞盘控制模块216并从绞盘控制模块216接收反馈信号。在另一个实例中，用户输入部分204可以是无线远程或另一种类型的无线用户接口。还应当指出的是，绞盘控制模块216可与绞盘控制模块216安装在其中的车辆的控制器无线地或通过有线电连接进行通信。

绞盘部分(例如，绞盘)10包括定位在绞盘10的电动机组件12内的绞盘电动机226。绞盘电动机热传感器206可以联接到电动机并且测量绞盘的温度(例如，电动机温度)。绞盘10还可包括电流和/或电压传感器208、联接到导缆器30和/或钩28用于测量钩与导缆器之间的距离的钩接近度传感器(例如，导缆器传感器)210、可联接到鼓轮16的角度位置传感器(例如，层传感器)212、和/或联接到绞盘的自由转动离合器致动器214。当绞盘10的离合器与绞盘变速器(例如，齿轮减速单元14)脱离接合时，鼓轮可在无需来自齿轮减速单元和电动机的输入的情况下自由旋转。因此，鼓轮可处于自由转动位置。在一个实例中，离合器致动器214是电气装置，诸如用于将绞盘变速器变换到脱离接合状态以便将鼓轮移动到自由转动位置并且用于将变速器变换回到与鼓轮接合的状态以用于正常的绞盘动力输入或动力输出(例如，绞动)的电螺线管。另外，绞盘10可包括联接到车辆的一个或多个附件。图2示出第一附件(例如，第一辅助系统)236。

如上所述，绞盘控制模块216包括在绞盘10的控制单元26(图1-2中示出)中。绞盘10的控制单元26还包括绞盘电动机控制器224。绞盘电动机控制器224和绞盘控制模块216连接到车辆电池228。绞盘控制模块216向绞盘电动机控制器224提供控制信号，所述绞盘电动机控制器224可将来自车辆电池228的电流供应到绞盘电动机226。绞盘控制模块216还控制离合器致动器214，如上所述。另外，附件诸如第一附件228可通过电联接到辅助端口或另一种类型的电连接件而在控制模块216的控制输入端222处连接到控制模块216。控制输入端222还可包括与绞盘控制器224通信的绞盘接触器控制输入端。另外，控制输入端222可包括用于与离合器致动器214通信的绞盘离合器致动器输入端。

绞盘控制模块216还包括包含用于操作绞盘部件和联接到绞盘控制模块216的多个附件的可编程数据的微控制器单元(mcu)218。例如，绞盘控制模块216可通过mcu218向第一附件236提供控制信号，并且第一附件236可向绞盘控制模块216的mcu218提供反馈信号。此外，绞盘控制模块216可通过相关联的控制输入端来提供车辆电池228与第一附件236之间的电连接。

绞盘10还可以与车辆控制器区域网络(can)总线252通信以提供绞盘控制模块216与车辆控制器290之间的通信。can总线252可使用预定的周期性速率交换信息。具体地，绞盘控制模块216可包括电联接到mcu218以便提供绞盘控制模块216与can总线252之间的电子通信的can模块221。can模块221可将从mcu218接收的信号转换成can数据流，所述can数据流随后可通过can总线252被传输到控制器290。同样，can模块可将从控制器290接收的can数据流转换成mcu218可解释的电信号并将其转发。因此，can总线252可提供车辆控制器290与can模块221之间的电子通信。

通过将绞盘控制模块216连接到can总线252，可基于绞盘10联接到其上的车辆的型号和/或基于车辆运行参数来调整绞盘10的操作。例如，可基于绞盘10联接到其上的车辆的型号来调整绞盘额定负载。基于车辆的型号调整绞盘额定负载可增加绞盘额定负载的估值的准确度。以这种方式，可增加绞盘10的输出同时减少绞盘10的劣化。此外，可基于车辆运行参数，诸如车辆速度、车辆倾斜度、转向角度、发动机温度、制动压力、发动机负载、电池228的充电状态以及来自电池228的电流和/或电压输出等中的任何一个或多个来调整绞盘10的操作。具体地，可基于车辆运行参数来调整绞盘速度极限、负载极限和温度极限中的一个或多个。通过基于车辆运行条件调整绞盘操作，可在各种车辆运行条件下增加绞盘性能，并且可减少绞盘10的劣化。

另外或作为替代，可基于当前绞盘操作条件来调整车辆运行。例如，可响应于绞盘10上的动力估计和/或绞盘负载增加超过阈值而增加车辆的空转速度。此外，可响应于绞盘速度、负载、电动机温度、电流和/或电压汲取量、电池228的充电状态以及来自电池228的电流和/或电压输出等的变化而打开或关闭车辆附件。通过基于当前绞盘操作条件调整车辆运行和/或供应到车辆附件的功率，可增加绞盘性能并且可减少从电池228释放的电量。换句话说，可通过将绞盘10联接到can总线252来绞盘和车辆的能量效率。

另外或作为替代，绞盘10可电联接到车辆信号线240的一部分或全部。具体地，绞盘控制模块216的mcu218可电联接到车辆信号线240的全部或一部分。通过将绞盘10联接到车辆信号线240，可基于车辆运行参数来调整绞盘操作。举例来说，mcu218可电联接到车辆信号线240的转向信号电路。以这种方式，可仅在车辆的点火开启时开启绞盘10。在另一个实例中，可通过仪表板开关来调整绞盘负载极限。因此，车辆操作员可通过操纵车辆仪表板上的仪表板开关来调整绞盘负载极限。绞盘控制模块216的功率管理模块220可将来自车辆电池228的功率分布到绞盘电动机226和第一附件236。另外，绞盘控制模块216可根据从用户输入部分204接收的输入命令而接通或断开绞盘10和附件(例如，第一附件236)电力。用于操作功率管理模块220的控制程序设计驻留在绞盘控制模块216的mcu218内。

在一个实施例中，绞盘控制模块216与用户输入部分204之间的通信可通过从绞盘到车辆的有线连接来执行，并且在另一个实施例中这种连接可以是无线的。

用户输入部分204还包括用于产生待发送到绞盘10的控制信号的微控制器单元(mcu)230。mcu230可包含用于处理从用户输入部分204的显示器232和输入按钮234中的一个或多个接收的输入的可编程数据(例如，存储在mcu230的存储器上)。mcu230随后可对应于所接收的输入的信号发送到绞盘控制模块216的mcu218，这继而可相应地调整绞盘和/或附件的操作。另外，用户输入部分204包括可电联接到车辆电池228的功率管理模块238。然而，在另一个实例中，用户输入部分204可包括其自身的专用电池235，所述电池235可联接到功率管理模块238以便将电力提供至用户输入部分204。因此，在一些实例中，功率管理模块238可以不联接到车辆电池228并且可仅从电池235汲取电力。在此类实例中，用户输入部分204可无线地连接到绞盘控制模块216。在图3中，示意图示出用于操作绞盘(例如，图1-2所示的绞盘10)的方法300的概观。用于执行方法300的指令可存储在绞盘的控制模块(例如，图2所示的绞盘控制模块216)的存储器中。因此，绞盘控制模块可执行方法300。如上所讨论，可在绞盘控制模块处接收来自用户输入部分的控制信号，所述用户输入部分诸如有线或无线用户接口，包括显示器和一系列输入按钮中的一个或多个。在一个实例中，绞盘的用户接口可以是无线地联接到绞盘控制模块的远程用户接口。在另一个实例中，绞盘用户接口可联接到绞盘安装在其中的车辆。

方法300通过在绞盘控制模块处接收来自绞盘用户接口的绞盘手动开关或各种输入按钮(例如，图2所示的输入按钮234)的开启信号之后开启绞盘而开始于步骤302处。方法300继续到步骤304，此时绞盘控制模块接收来自用户的模式输入。例如，用户可通过用户接口从一系列模式选择中选择期望的绞盘操作模式。控制模块随后可接收来自用户接口的指定已选择哪种操作模式的信号。在一个实施例中，必须选择一种模式以便绞盘进行操作。在这个实施例中，可以选择将基于绞盘电动机的标准性能曲线调整绞盘的操作的标准模式。例如，绞盘控制模块可基于绞盘操作参数在一系列标准电动机电压和电流范围内调整绞盘电动机运行。在一个实例中，标准操作模式可以是绞动模式。在另一个实施例中，如果没有接收到模式输入，绞盘控制模块可自动进入标准操作模式中。

一旦在步骤304处接收到模式输入(或自动选择了标准操作模式)，方法300就进行到步骤306，在所述步骤306处通过绞盘控制模块将供应到绞盘电动机的电流和/或电压调整到预设定水平，如以下通过图7和图8中的方法进一步描述的，以便提供由所选择模式指定的拉力和/或速度。例如，在306处，绞盘控制模块可基于针对每个模式选择的电动机电流和/或电压阈值或操作范围来调整电动机运行。此后立即同时执行步骤308、310和312。控制模块可以：在步骤312处测量绞盘上的负载(例如，绞盘绳索张力或拉力)，在步骤308处测量绞盘电动机的温度，并且在步骤310处测量绞盘钩(例如，图1所示的钩28)到绞盘导缆器(例如，图1所示的导缆器30)的距离，也被称为钩到导缆器的接近度。使用从多个传感器收集的数据来测量这些参数，如通过图4-6中的方法更详细地描述。例如，可以通过电动机温度传感器(例如，图2所示的绞盘电动机热传感器206)来测量在308处的电动机温度，可以通过钩接近度传感器(例如，图2所示的接近度传感器210)来测量在310处的钩接近度，并且可以至少部分地基于绞盘电动机电流和电压传感器(例如，图2所示的电流和电压传感器208)来测量绞盘负载和/或绳索张力。

在步骤314处，绞盘控制模块确定在步骤308中测量的绞盘电动机温度是否大于阈值温度。如果电动机温度高于阈值温度，那么方法300进行到322以便基于电动机温度调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压。在322处的方法在图6处更详细地示出，以下进一步描述。

在步骤316处，绞盘控制模块确定钩是否在导缆器的阈值距离内。如果钩在导缆器的阈值距离内，那么方法300进行到324，在324处，绞盘控制模块基于钩与导缆器之间的距离调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压。在324处的方法在图6处更详细地示出，以下进一步描述。

在步骤318处，绞盘控制模块确定绞盘上的负载是否大于阈值负载。在一个实例中，阈值负载可以是预设定的负载上限阈值，超过所述负载上限阈值绞盘绳索可能会断裂。如果绞盘负载大于阈值负载，那么方法300进行到326以便基于负载阈值(在本文中也被称为负载极限)调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压。以下将参照图4更详细地描述在326处的方法。如果在步骤314、316和318中确定在步骤308、310和312中测量的参数不超过它们的相应阈值中的任何一个，那么方法300进行到步骤320，在所述步骤320处基于在步骤304中接收的模式输入而继续向绞盘电动机供应电流和/或电压。在绞盘操作的持续时间内可继续执行用于监测电动机温度、钩到导缆器的接近度和负载量的这些前述步骤。如果在绞盘操作期间的任一点处，在步骤314、316和318中确定在步骤308、310和312中所测量的参数中的一个超过其对应阈值，那么方法300可立即进行到基于所测量的参数来调整电动机运行。举例来说，如果在任一时间点绞盘控制模块在步骤314中确定在步骤308中测量的电动机温度超过阈值温度，那么方法300将直接进行到步骤322并且基于阈值温度调整绞盘电动机运行。因此，在步骤322、324和326中，绞盘可不再以用户最初选择的模式进行操作，而是替代地基于图4-6中所描述的方法以减小的性能设定值进行操作。然而，只要电动机温度、负载量和钩到导缆器的距离都不超过(或低于，如在钩接近度的情况下)它们的阈值，就可以将支持在步骤304中接收到的模式输入所需的电动机电流和/或电压供应到绞盘电动机。

重要的是应注意，可能同时或相继达到步骤322、324或326的阈值，即，可以在任何时间确定在步骤308、310和312中测量的参数中的多于一个是在它们的相应阈值内或是高于它们的相应阈值，如以上在314、316和318处所描述。在这种情况下，步骤322、324或326可遵循基于哪个步骤对达到其相应极限具有最大风险的不利预防响应的调度优先级。例如，在步骤322中，响应于电动机温度达到其上限，将供应到电动机的电流和/或电压减小至较低水平。同样的情况也发生在步骤324和326中，但分别响应于钩在导缆器的阈值距离内以及负载在上限阈值的阈值内。虽然所有步骤322、324和326涉及供应到绞盘电动机的电流和/或电压减少，但针对每个步骤那种减少的量值可不同。例如在步骤322中，供应到绞盘电动机的电流和/或电压的减少量可大于步骤324或326中的减少量以确保电动机不会过热。具体地，在322处的步骤可包括将供应到绞盘电动机的电流和/或电压减少至第一水平。步骤326可将供应到绞盘电动机的电流和/或电压的量减少至第二水平以避免绳索断裂。然而，第二水平可高于第一水平。最后，步骤324可将供应到绞盘电动机的电流和/或电压减少至第三水平，所述第三水平大于第二水平。随后可基于哪个步骤涉及供应到电动机的电流和/或电压的减少值最大来确定步骤322、324、326之间的优先级系统。因此，步骤322优先于步骤324和326，并且步骤326优先于步骤324。如果同时达到步骤322、324或326中的任何步骤，那么方法300将确定具有最高优先级的步骤并且执行那个步骤中描述的动作。换句话说，绞盘控制模块可确定在步骤314、316和318中的任何一个处所确定的电动机电压和/或电流的最大减少值并且随后基于最大减少值来调整电动机。

图4示出用于调整绞盘拉力的方法400，其通过基于针对绞盘子集所校准的预设定负载极限调整绞盘电动机而实现。用于执行方法400的指令可存储在绞盘的控制模块(例如，图2所示的绞盘控制模块216)的存储器中。因此，绞盘控制模块216可执行方法400。方法400可从上述图3的步骤312处继续。

方法400通过估计和/或测量电动机电压、电动机所汲取的电流、绞盘鼓轮旋转速度和/或绞盘绳索张力而开始于402处。在一个实例中，可通过电联接到绞盘控制模块的电流和电压传感器(例如，电流和电压传感器208)来测量电动机电流和电动机电压。电动机电流可对应于绞盘电动机的拉力，从而允许基于电动机电流确定绞盘负载。将绞盘负载限制到上限阈值(或负载极限)以下，可减小围绕绞盘鼓轮缠绕的绳索(例如，图1所示的缆绳18)断裂的风险。一旦测量出电流和/或电压，方法400进行到步骤404以确定所测量的电流是否在预设定的负载上限内。如果所测量的电流是在预设定的负载上限阈值(其可对应于上限阈值电流)内，方法400进行到步骤408以便将供应到绞盘电动机的电流量减少至负载极限以下的水平。否则，方法400进行到步骤406并且根据需要(例如，根据所选择绞盘操作模式的要求)继续将电流供应到绞盘电动机226。

在一个实例中，基于绞盘子集中的校准测试(例如，类似大小或类型的绞盘)，绞盘负载极限可以是预先确定的且固定的值。因此，可调节负载极限以适应特定类型的绞盘而不是所有类型的绞盘。在另一个实例中，可预先确定负载极限关系并将其预先编程到绞盘控制模块的存储器中。随后，在绞盘操作期间可基于绞盘和/或车辆运行条件来调整负载极限。例如，当车辆电池电压减小时，负载极限也可能减小。在又一个实例中，用户可经由用户接口通过负载极限输入或基于活动模式选择(如以下参照图7进一步描述的)来调整负载极限。在另一个实例中，可通过车辆can总线(例如，图2所示的can总线252)和/或车辆信号线(例如，图2所示的车辆信号线240)来设定负载极限。

图5示出用于当钩被收卷(例如，绞盘的动力输入操作)并且达到与导缆器的阈值距离时调整绞盘电动机的方法500。方法500从图3的步骤310处继续。

方法500通过基于钩接近度传感器的输出确定钩到导缆器的距离而开始于步骤502。在一个实例中，钩接近度传感器可包括附接到导缆器(例如，图1所示的导缆器30)的磁性传感器和附接到钩(例如，图1所示的钩28)的磁体。在504处，绞盘控制模块确定钩是否在导缆器的阈值距离内。在一个实例中，可通过车辆can总线(例如，图2所示的can总线252)和/或车辆信号线(例如，图2所示的车辆信号线240)来设定阈值距离。如果钩不在导缆器的阈值距离内，那么方法500进行到步骤506并且继续以第一速度收卷绳索(例如图1所示的缆绳18)和钩。第一速度可以是鼓轮的预设定旋转速度(对应于预设定的电动机速度)。在这种情况下，方法500返回到步骤502，并且继续测量钩到导缆器的距离直到钩确实达到阈值距离。当已达到钩与导缆器之间的阈值距离时，方法500继续到步骤508，在所述步骤508处，绞盘控制模块将绞盘鼓轮的速度减小至第二速度。第二速度慢于第一速度。将绞盘鼓轮速度从第一速度减小至第二速度可通过减少供应到绞盘电动机的电压来完成。因为电压对应于电动机速度，所以减少电压减小了绞盘电动机的速度并且因此也减小了鼓轮的速度。

方法500随后进行到步骤510，在所述步骤510处，通过从电力传感器测量电流以及使用如以上解释的电流与拉力之间的已知关系来估计绳索的张力。一旦测量出电流并且确定了有效的绳索张力，方法500就进行到512以确定绳索的张力是否已达到阈值水平。如果绳索张力不超过阈值水平，那么方法500进行到514，在514处继续以减小的第二速度将缆绳和钩收卷到鼓轮中。一旦确定绳索已达到绳索张力阈值水平，方法500就进行到步骤516，在步骤516处关闭绞盘电动机。

图6示出用于基于绞盘电动机温度调整绞盘电动机的方法600。方法600可从图3的步骤308处继续。

方法600通过使用热传感器(例如，图2所示的绞盘电动机热传感器206)测量电动机的温度而开始于步骤602并且随后进行到步骤604以确定所测量的电动机温度是否超过第一阈值温度。在一个实例中，可通过车辆can总线(例如，图2所示的can总线252)和/或车辆信号线(例如，图2所示的车辆信号线240)来设定第一阈值温度。如果电动机温度不大于第一阈值温度，那么方法600进行到步骤606并且根据来自用户输入的要求继续将电流/电压供应到绞盘电动机。然而，如果所测量的电动机温度超过第一阈值温度，那么方法600进行到步骤608，在步骤608处，将供应到绞盘电动机的电流和/或电压减小至某个较低水平。因此，代替完全关闭，在步骤608中绞盘电动机继续运行，但是以降低的性能设置。在608处，控制模块基于电动机温度来调整电动机电压和/或电流，其中电动机电压和/或电流随着电动机温度的升高而减小。

方法600随后进行到步骤610以确定所测量的电动机温度是否已达到第二阈值温度，第二阈值高于第一阈值。在一个实例中，第二阈值温度可通过车辆can总线和/或车辆信号线来设定。如果电动机温度不大于第二阈值温度，那么方法600返回到步骤608并且基于电动机温度继续以减小的预设定水平向绞盘电动机供应电流和电压。如果电动机温度已达到(或高于)第二阈值温度，那么方法600进行到612以关闭电动机并禁用绞盘。

图7示出用于根据所选择的绞盘活动模式调整绞盘电动机的方法700。例如，用户可选择若干预编程的性能配置文件或绞盘活动模式中的任何一个。每个活动模式可包括一组定制的绞盘电流、电压、负载和鼓轮速度操作范围。用于绞盘活动模式中的每一个的操作参数和用于在每个活动模式下操作绞盘的指令可存储在绞盘控制模块的存储器内。方法700可从图3的步骤302处继续。

方法700开始于步骤702，其中绞盘控制模块接收通过活动模式选择开关做出的活动模式输入选择。在一个实例中，活动模式选择开关可结合在绞盘用户接口的输入按钮中。在另一个实例中，可通过用户接口呈现并且随后可通过单个输入按钮来选择活动模式选择开关。一旦已在绞盘控制模块处接收到活动模式选择，方法700就进行到步骤704，在所述步骤704处绞盘控制模块基于输入选择调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压。例如，绞盘控制模块可基于针对每个活动模式的电动机运行范围和/或阈值来调整电动机运行。

在706、708、710、712和714处示出基于可配置用于绞盘的示例性活动模式对电动机运行进行的调整。应当指出的是，绞盘可包括额外的活动模式或以下描述这些的替代活动模式。在706处，如果选择车辆恢复模式，那么可将绞盘电动机的电动机电压极限(例如上限阈值)调整到恢复模式电压极限(例如上限阈值)。在一些实例中，绞盘电动机的恢复模式电压极限可大于标准电动机电压极限。因此，在706处的方法可包括增大绞盘电动机的电动机电压极限，以便基本上不限制供应到绞盘电动机的电压。以这种方式，增大绞盘电动机的电压极限可导致最大的绞盘电动机速度以便尽快恢复车辆。在一些实例中，在706处的方法可包括响应于车辆恢复模式的选择而不设定绞盘电动机上的电动机电压极限。增大或移除电动机电压极限可引起供应到绞盘电动机的电压的相应增加。因此，另外或作为替代，在706处的方法可包括增加供应到绞盘电动机的电压。在一些实例中，可将供应到绞盘电动机的电压调整到预设定的车辆恢复电压水平。在一个实例中，预设定的车辆恢复电压水平可高于标准绞动操作电压水平。

在706处的方法可另外包括将绞盘电动机的电动机电流极限调整到车辆恢复模式电流极限。在一些实例中，车辆恢复模式电流极限可以与标准电动机电流极限相同，所述标准电动机电流极限可基于如以上参照图4所描述的绞盘的负载极限、和/或如以上参照图5所描述的绳索(例如，图1所示的缆绳18)张力水平。因此，标准电动机电流极限可以是超过其可能导致绞盘劣化和/或可能导致绳索断裂的电流水平。

然而，在其他实例中，车辆恢复模式电流极限可小于标准电动机电流极限。因此，在车辆恢复模式电流极限小于标准电动机电流极限的实例中，在706处的方法可包括将电流极限从标准电动机电流减小至车辆恢复模式电流极限。减小电流极限可引起供应到绞盘电动机的电流的相应减小。因此，在706处的方法可另外包括将通向绞盘电动机的电流减小为预设定的车辆恢复电流水平，其中车辆恢复电流水平可低于标准绞动操作电流水平。

在另一个实例中，在706处的方法可另外包括移除绞盘电动机上的电流极限，以使得在车辆恢复模式中供应到绞盘电动机的电流可不受限制。

如果选择了犁耕模式，那么在步骤708处绞盘控制模块可将绞盘电动机速度减小至第一水平，以允许用户更好地控制犁刀的高度，所述犁刀可被配置成如图2中所见的第一附件236。为此，可将供应到绞盘电动机的电压减小至预设定的第一水平，所述第一水平可低于标准绞动操作电压。同时，可将绞盘拉力调整为稍微高于提升犁刀所需的力。提供这种力所需的电流的量可以是基于对绞盘子集的测试和校准而预先确定的。

如果选择定制的负载模式，那么在步骤710处，绞盘控制模块基于由用户输入的负载来调整电动机运行。例如，用户可通过绞盘用户接口的输入按钮来输入任何期望的负载量。控制模块随后可调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压以便递送所输入的负载量要求的力。可通过绞盘控制模块216使用电动机电流与拉力之间的已知关系来估计递送期望的拉力所必需的电流。重要的是应注意，可能不允许用户输入超过如在图4的方法400中所描述的预设定负载上限的负载量。

如果选择恒定负载模式，那么在步骤712处，绞盘控制模块可基于图8中描述的方法800来调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压，所述电流和/或电压依赖于来自传感器诸如电流和/或电压传感器的反馈以确保绞盘拉力保持基本上恒定。

如果选择恒定速度模式，那么在步骤714处，绞盘控制模块可基于图8中描述的方法800来调整供应到绞盘电动机的电流和/或电压，所述电流和/或电压依赖于来自传感器诸如角度位置传感器的反馈以确保绞盘电动机速度保持基本上恒定。

图8示出调整通向绞盘电动机的电流和/或电压以使得其速度和/或绳索(例如，图1所示的缆绳18)上的拉力恒定的方法800。在接收到恒定负载或恒定速度模式的用户选择之后，方法800可从图7的步骤712或714继续。方法800包括基于估计的围绕绞盘鼓轮缠绕的绳索量来确定绳索的速度和拉力两者。

方法800通过接收来自经由输入按钮234完成的用户输入的期望恒定电动机速度或拉力而开始于步骤802处。在一个实例中，另外可通过一种活动模式的用户输入来接收期望的恒定电动机速度或拉力，所选择的活动模式包括预设定的恒定电动机速度和/或拉力。一旦绞盘控制模块接收到这个信息，方法800进行到步骤804，在所述步骤804处，绞盘控制模块确定绞盘鼓轮旋转轴线(例如，鼓轮的中心轴线)与绞盘鼓轮上的绳索的最外层之间的距离。用于确定这个距离的一种方法可以是借助于角度位置传感器，所述角度位置传感器可放置在绞盘鼓轮上或绞盘电动机轴上。通过计算绞盘鼓轮的旋转数量并且了解绳索的厚度和绞盘鼓轮的半径，绞盘控制模块可能够估计从鼓轮轴线到绳索最外层的距离。在一个实例中，确定这个距离可通过将绳索的厚度乘以如由角度位置传感器测量的鼓轮旋转数量、以及随后将这个结果与绞盘鼓轮的已知半径相加而完成。这种计算可通过预编程到绞盘控制模块中的算法来完成。一旦已确定这个距离，方法800就进行到步骤806以便基于如从步骤804所确定的绞盘鼓轮轴线到缆绳最外层的确定距离来调整供应绞盘电动机的电压和/或电流。在其他实施例中，可以使用替代的传感器来确定鼓轮轴线与围绕绞盘鼓轮缠绕的绳索的最外层之间的距离。接下来的是对可如何调整电流和/或电压的解释。

为了以恒定的速度卷入或放出绳索，必须通过电压控制来调整电动机速度以及因此绞盘鼓轮速度，因为电压直接对应于电动机速度。如果卷入或放出绳索的位置是固定的，那么只要绞盘鼓轮以恒定速度旋转绳索就将一直以恒定速度移动。但是，绞盘绳索替代地围绕鼓轮缠绕，从而改变围绕鼓轮缠绕的绳索量。举例来说，如果所有绳索都围绕绞盘缠绕，那么绳索的最外层与缆绳的最内层相比更远离鼓轮中心轴线。如果绞盘电动机随后通电以放出绳索，那么针对鼓轮的每次旋转，绳索的最外层都必须比最内层移动更大的距离并且因此绳索的最外层具有比绳索的最内层更大的速度。换句话说，绞盘鼓轮的恒定旋转速度并未转化成绳索的恒定线性速度，这是因为有效的回转半径变化取决于绳索围绕鼓轮缠绕的量。因此，如果在以上实例中，如果将以恒定速度将绳索从鼓轮退绕，那么鼓轮的旋转速度将必须以某个水平起始并且随着缆绳的退绕而逐渐增加。可将关系预编程到绞盘控制模块中以便估计调整鼓轮的旋转速度所需的电压，以便保持绳索的线性速度基本上恒定。这种关系可以使用来自角度位置传感器的关于围绕鼓轮缠绕的绳索量的反馈，以便估计鼓轮的有效回转半径以及因此退绕绳索的线性速度。

为了提供恒定的拉力，可以使用类似的方法。由绞盘鼓轮施加到绳索的退绕部分上的转矩和因此拉力随着从鼓轮轴线到缠绕在鼓轮上的绳索最外层的距离而变化。这个距离越大，转矩就越大。举例来说，如果绳索被收卷到鼓轮中，并且供应到绞盘电动机的电流是恒定的，那么施加在绳索的退绕部分上的拉力将随着绳索的继续收卷而增加，这是因为鼓轮旋转轴线与绳索最外层之间的距离将随着越来越多的绳索围绕鼓轮缠绕而增加。因此，可以将关系预编程在绞盘控制模块中以便基于如由来自角度位置传感器的反馈所确定的从鼓轮旋转轴线到绳索最外层之间的距离来确定绳索上的有效拉力。绞盘控制模块随后可确定：基于在绳索被收卷或放出时施加在绳索上的转矩的变化而应当如何调整供应到绞盘电动机的电流以便维持恒定的拉力。

以这种方式，可以调节绞盘操作以匹配多种绞盘活动的特定需要，与此同时提供不仅保护用户而且还保护绞盘及其零件免受损害的一组安全测量值。非可调整的绞盘针对需要不同于其所编程的速度和拉力的活动可能表现较差。然而，本发明可提供在一系列活动中增加的性能。例如，当提升犁刀时，传统绞盘可能将犁刀提升得太快以致于用户不能够对刀片具有很多控制，因为供应到绞盘电动机的电压是不可调整的。替代地，通过在不同于如以上所述的绞动模式的犁耕模式下操作，可以将递送到绞盘电动机的电压减小至将允许更好地控制犁刀的水平。不仅将允许用户从具有适合于那个模式的预设定功率设置的一系列活动模式中进行选择，而且用户还将能够创建定制模式，所述定制模式将允许他们输入特定的负载量以便可针对任一负载量进一步优化绞盘性能。另外，当用户想要拉动某个物体(例如栅栏)并且使其拉伸而不断裂时，恒定的速度和负载模式将向用户提供益处。本发明不仅将提供可调适的绞盘，而且还将提供更安全的绞盘、更小的损坏可能性。可针对绞盘建立若干预设定的安全阈值(例如，负载、温度和钩接近度)，以使得如果在操作期间达到这些安全阈值，那么绞盘控制模块可自动采取预防措施。例如，如果电动机温度达到某个阈值，可减小供应到电动机的功率以便不使电动机过热和损坏，同时仍然允许用户以降低的性能设置操作绞盘。如果电动机温度达到甚至更高的上限阈值，那么关闭电动机以减少对电动机的损害。通过基于阈值操作范围调整绞盘电动机运行连同所选择的活动模式设置，实现了本发明的技术效果并且可增加绞盘的使用寿命。因此，还可以在一系列活动中优化绞盘的性能并且使其配备有用于增加安全性和寿命的机构。

作为一个实施例，一种用于绞盘的系统包括被调适用于基于负载极限来调整绞盘电动机运行的控制器，所述负载极限由所述控制器根据绞盘的模式而自动设定到不同水平。例如，控制器可包括存储在如以上和以下解释的用于调整绞盘电动机运行的系统的非暂时性存储器内的计算机可读指令。举例来说，所述模式是基于来自一组有限的可用模式中的操作员选择的模式。例如，可用模式可包括绞动模式和犁耕模式中的每一种。在另一个实例中，可用模式可包括绞动模式、犁耕模式、恒定负载模式和恒定速度模式中的每一种。负载极限可对应于通向电动机的上限阈值电流供应，并且控制器可进一步被调适用于将电动机的电流供应或电压中的一个或多个调整到负载极限以下的水平。

在一个实例中，控制器从绞盘的用户接口接收经由用户选择的活动模式选择的模式，所述活动模式选择包括预设定的电动机电压操作范围或电动机电流操作范围中的一个或多个，所述电动机电压操作范围对应于电动机速度范围并且所述电流操作范围对应于电动机拉力范围。在另一个实例中，活动模式选择包括以下各项中的一种：车辆恢复模式，其包括与标准绞盘操作电动机电压极限相比增大的电动机电压极限；犁耕模式，其包括用于使电动机以第一速度运行并且将电动机调整到阈值拉力的指令，所述第一速度低于标准绞盘操作电动机速度；定制模式，其包括用于基于负载极限操作电动机以递送拉力的指令；恒定负载模式，其包括用于调整通向电动机的电压和电流供应以便递送由用户输入的恒定负载的指令；以及恒定速度模式，其包括用于调整通向电动机的电压和电流供应以便递送由用户输入的恒定速度的指令。

在另一个实例中，控制器进一步被调适用于：当绞盘以恒定速度模式或恒定负载模式中的一种进行操作时，基于鼓轮的旋转轴线与围绕鼓轮缠绕的最外侧绳索层之间的距离来调整通向电动机的电压和电流供应中的一个或多个。在另一个实例中，控制器进一步被调适用于基于联接到绞盘的绳索末端的钩到绞盘导缆器的距离来调整电动机的运行，所述钩到绞盘导缆器的距离是基于定位在钩和绞盘导缆器上的钩接近度传感器的输出，其中所述基于钩的距离调整电动机的运行包括响应于钩在绞盘导缆器的阈值距离内来调整电动机的电流或电压供应中的一个或多个以便将鼓轮的速度从第一速度减小至第二速度，所述第二速度低于第一速度。在又一个实例中，控制器进一步被调适用于当绳索的绳索张力在阈值水平处或高于阈值水平时关闭电动机，所述绳索张力是基于通向电动机的电流供应。在另一个实例中，控制器进一步被调适用于：响应于电动机的温度增加到第一阈值水平之上，以降低的性能设置操作电动机并且基于电动机的温度调整通向电动机的电压和电流供应中的一个或多个。在又一个实例中，控制器进一步被调适用于：当电动机的温度进一步增加到第一阈值水平之上时，减小通向电动机的电压和电流供应中的一个或多个；并且响应于电动机的温度增加到第二阈值水平之上而关闭电动机并禁用绞盘，所述第二阈值水平高于第一阈值水平。

作为另一个实施例，一种用于绞盘的方法包括：基于绞盘的预设定负载极限调整绞盘的电动机；在绞盘的用户接口处接收包括第二负载极限的用户输入；基于包括第二负载极限的用户输入并且在第二负载极限不同于预设定的负载极限的情况下不基于预设定的负载极限调整绞盘电动机；以及基于绞盘钩距绞盘导缆器的第一距离、电动机的温度、和从绞盘鼓轮的中心轴线到绞盘绳索外层的第二距离中的一个或多个进一步调整电动机。举例来说，预设定的负载极限是通向电动机的上限阈值供应电流或电压中的一个或多个，并且预设定的负载极限是针对绞盘子集的校准的负载极限。

在另一个实例中，所述方法还包括：当电动机的温度高于第一阈值温度时，将供应到电动机的电流或电压中的一个或多个从第一水平减小至第二水平，所述第二水平随着电动机温度的升高而减小。所述方法还可包括当电动机的温度高于第二阈值温度时禁用电动机，所述第二阈值温度高于第一阈值温度。在又一个实例中，钩被定位在绞盘绳索的末端处，所述绳索围绕绞盘的鼓轮缠绕，并且所述方法还可包括响应于第一距离小于第一阈值距离而将电动机的速度从第一速度减小至第二速度。在另一个实例中，所述方法包括当绳索被张紧到阈值水平时禁用通向电动机的功率，以及基于第二距离调整电动机的电压或电流中的一个或多个以便维持恒定的期望电动机速度或负载。举例来说，恒定的期望电动机速度或负载是由用户在绞盘的用户接口处手动输入的恒定电动机速度或负载或对应于由用户在用户接口处选择的活动模式的恒定电动机速度或负载中的一个。

作为又一个实施例，一种绞盘包括：鼓轮，所述鼓轮包括围绕鼓轮外表面缠绕的绳索；电动机，所述电动机驱动鼓轮围绕中心轴线的旋转；以及控制器，所述控制器被调适用于基于电动机的温度和在绞盘的用户接口处的用户输入来调整电动机的速度和拉力中的一个或多个，所述用户输入包括电动机运行参数。在一个实例中，所述绞盘还包括定位在绳索末端处的钩和定位在鼓轮前方的导缆器，并且所述控制器进一步被调适用于基于钩从导缆器的第一距离和从中心轴线到围绕鼓轮的绳索外层的第二距离来调整电动机的速度和拉力中的一个或多个。在另一个实例中，电动机运行参数包括负载极限、上限阈值电动机电压、上限阈值电动机电流或电动机速度中的一个或多个。

应当理解，本文所公开的配置和例程本质上都是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型形式是可能的。本公开的主题包括所有新型和本文所公开的各种系统和配置、以及其他特征、功能和/或特性的所有具有新颖性和非显而易见性的组合和子组合。

以下权利要求书具体地指出某些组合和子组合被视为新颖的和非显而易见的。这些权利要求项可以是指“一种”元素或“一种第一”元素或其等效物。此类权利要求项应被理解为包括一个或多个此类元素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或特性可通过本发明的权利要求书的修改或通过本申请或相关申请中的新权利要求书的呈现而要求保护。无论与原始权利要求书的保护范围更宽、更窄、相同还是不同，此类权利要求项都被视为包括在本公开的主题内。