用于检验车辆中的制动器系统的方法和系统与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年1月26日提交的美国专利申请第us14/605,245号的优先权，该美国专利申请的全部内容借此以引用方式并入本文中。

本发明的方面涉及用于检查车辆（例如采矿拖运卡车中）的若干组部件的方法以及一种用于检验车辆中（例如采矿拖运卡车中）的不同组部件（尤其，行车制动器系统）的系统。

背景技术：

在采矿业中使用的非公路用车辆（诸如例如采矿拖运卡车、电铲和拉铲挖掘机）设计有包括不同类型的制动器的制动器系统。用于拖运卡车的制动器系统通常包括行车制动器、停车制动器和电动动态制动能力，例如电动动态减速器。行车制动器是可包括液压或机械操作式行车摩擦制动器的行车制动器系统的一部分。更具体来说，行车制动器系统可以是例如包括例如在车辆的每一车轮处的油冷却的液压致动的多个盘式制动器的全液压致动式制动系统。

在车辆（例如采矿拖运卡车）的低速时通常应用行车制动器系统，其中在车辆的较高速度时应用电动动态减速器（retarder）。但是当电动动态减速器不可用时，包括所有多个盘式制动器的行车制动器系统必须可用于使处于较高速度下的车辆减速。在高速条件下使用行车制动器系统导致制动盘或制动片的故障，并且随着时间的推移可使行车制动器系统的有效性降级，这可导致不安全操作条件。在高速应用下使用行车制动器系统之后，操作者在车辆运动时除了不测试行车制动器系统以外还不可能检查行车制动器系统的有效性。例如，操作者可以移动和应用行车制动器系统，以便测量制动器的有效性如何，但该测试是主观测试。而且，可以视觉上检查制动盘或制动片。

美国专利第8,311,699号描述了用于测试非公路用车辆中的制动装置的方法。例如，描述了一种用于在不移动车辆的情况下检查行车制动器系统的方法，其需要车辆的操作者的多个输入。因此，仍然存在对一种用于检验车辆中的制动器系统（并且更特定来说，车辆中（例如采矿拖运卡车中）的行车制动器系统）的经改进的方法和系统的需要。

技术实现要素：

简而言之，本发明的方面涉及用于检查车辆（例如非公路用车辆）的若干组部件的方法以及一种用于检验非公路用车辆中的不同组部件（尤其，行车制动器系统）的系统，该车辆是（例如）采矿拖运卡车，尤其自动倾卸卡车。

本发明的第一方面提供一种用于检查车辆的若干组部件的方法。该方法包括：配置车辆的系统控制单元以实施对所述车辆的第一组部件和第二组部件的检查，所述第一组部件不同于所述第二组部件；使用所述系统控制单元自动检查所述第一组部件；以及使用所述系统控制单元自动检查所述第二组部件，除非所述控制单元被配置成基于提供给所述控制系统的停止命令来停止（disable）对所述第二组部件的检查。

本发明的第二方面提供一种用于检验车辆中的不同组部件的系统。系统控制单元被配置成实施对所述车辆的第一组部件和第二组部件的检查，所述第一组部件不同于所述第二组部件。至少一个去激活元件以可操作方式连接到系统控制单元以停止对所述第二组部件的检查，其中使用系统控制单元自动检查所述第一组部件，并且其中自动检查所述第二组部件，除非所述检查经由所述至少一个去激活元件被任选地停止。

本发明的第三方面提供一种用于检查车辆的若干组部件的另一方法。该方法包括：配置车辆的系统控制单元以实施对所述车辆的第一组部件和第二组部件的检查，所述第一组部件不同于所述第二组部件；使用所述系统控制单元自动检查所述第一组部件；由操作者向系统控制单元发出测试命令以实施对车辆的第二组部件的检查；以及使用系统控制单元响应于所述测试命令来检查车辆的第二组部件。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性实施例的包括动力系统的部件的已知车辆（例如采矿拖运卡车或自动倾卸卡车）的侧视图的表示。

图2示出根据本发明的示例性实施例的图示用于检验车辆（例如采矿拖运卡车）的不同组部件的方法的流程图。

图3示出根据本发明的示例性实施例的图示用于检验例如采矿拖运卡车或自动倾卸卡车中的行车制动器系统的方法的流程图。

具体实施方式

为促进对本发明的实施例、原理和特征的理解，在下文中参考示例性实施例中的实施方式来解释本发明的实施例、原理和特征。尤其，在用于检验不同部件（包括采矿应用中的行车制动器系统）的方法和系统的上下文中描述本发明的实施例、原理和特征。然而，本发明的实施例并不限于在所述方法或系统中使用。

在下文中描述为构成各种实施例的部件和材料旨在是示例性的、而非限制性的。将实施与本文中所述材料相同或类似功能的许多合适部件和材料旨在被包括在本发明的实施例的范围内。

在以下描述中，使用车辆（例如采矿拖运卡车或自动倾卸卡车）作为电动采矿设备的实例。然而，所属领域的技术人员可以开发用于其它电动采矿车辆（诸如例如前端装载机）的本发明的实施例。

图1示出已知车辆100（例如采矿拖运卡车或自动倾卸卡车）的侧视图的表示。

车辆100（其可以是例如采矿拖运卡车，并且在一些实施例中，更具体来说自动倾卸卡车）具有至少两个车轴和多达四个驱动车轮，并且可以具有（例如但不限于）大约360公吨的有效载荷能力。在驱动模式（也被称为推进模式）中，每一车轮由三相交流(ac)车轮马达(m)驱动，每一马达联接到采矿拖运卡车的车轮。图1示出电动车轮马达102和104。其他两个电动车轮马达在卡车100的另一侧上与车轮马达102和104相对。电功率由驱动至少一个三相ac发电机（也称为交流发电机）的至少一个柴油发动机106供应。可以使用其它类型的发动机，但柴油发动机在采矿操作中是典型的。该至少一个柴油发动机106和该至少一个交流发电机安装在采矿拖运卡车100上。

该至少一个交流发电机的ac输出端连接到整流器。整流器的直流(dc)输出端然后连接到dc总线。（多个）逆变器从dc总线抽取dc功率并向卡车100的至少车轮的所有车轮马达供应三相ac功率，其中图1仅示出两个车轮马达102和104。

卡车100还包括具有不同类型的制动器的制动器系统。制动器系统通常包括行车制动器、停车制动器和电动动态制动能力，例如电动动态减速器。为减慢移动的采矿拖运卡车，采矿拖运卡车驱动系统使用电动动态减速器按减速模式（也被称为制动模式）操作。在正常操作下，电马达将电能转换成机械能。电马达还可以作为发电机反向地操作以将机械能转换成电能。电能然后被馈送到逆变器中。连接到逆变器的制动斩波器将功率引导到功率电阻器网格中，该功率电阻器网格不断地耗散能量，直到采矿拖运卡车达到停止。制动是平滑的，而无机械制动器磨损。制动斩波器和功率电阻器网格在制动动作期间耗散来自车轮马达102和104的能量，即，为车轮马达102和104提供制动动作。在车辆的低速时通常应用包括例如液压或机械操作式行车摩擦制动器的行车制动器系统。更具体来说，行车制动器系统可以是例如全液压致动式制动系统，其包括例如在车辆100的每一车轮处的油冷却的液压致动的多个盘式制动器。低速包括例如大于0mph且高达5mph的速度。

卡车100还包括操作舱108，其尤其容纳多个控制装置，例如用于基于操作者命令控制车轮马达102和104的推进、速度和减速操作的系统控制单元110。系统控制单元110可包括一个或多个控制器、一个或多个存储器装置以及一个或多个界面。该一个或多个控制器的功能可以在软件和/或硬件中实现。该一个或多个控制器可以是微处理器控制器、可编程逻辑控制器、主机计算机或可以用于控制车轮马达102和104的操作的其它类似处理器。系统控制单元110还包括和/或联接到配置为人机界面(hmi)装置的通信面板。该通信面板可包括诊断面板，包括一类用于显示计量器的系统信息的显示器、警示灯、开关、连接器等。该通信面板可经由can网络（也被称为can总线）与卡车100的其它部件和/或装置通信。安装在卡车100上的can总线允许部件和装置在车辆100内相互通信。

图2示出根据本发明的示例性实施例的图示用于检验车辆（例如采矿拖运卡车）的不同组部件的方法的流程图。

在可以操作车辆（例如，如图1中所示的采矿拖运卡车100）之前，实施部件和系统检查。通常在允许车辆的操作者例如在驱动模式中操作车辆之前实施该部件和系统检查。在系统和部件检查内，检查不同组部件，这意味着测试和/或检验和/或检查精度和/或质量。

在框200处，车辆100的系统控制单元110被配置成实施对车辆的第一组部件和第二组部件的检查，该第一组部件不同于该第二组部件。在框202处，可以任选地停止对第二组部件的检查。例如，车辆100的操作者可以经由到系统控制单元110的停止命令来停止该检查。在框204处，使用系统控制单元110自动检查第一组部件。在框206处，如果检查未被操作者停止，也使用系统控制单元110检查第二组部件。具体来说，系统控制单元110自动实施对第二组部件的检查，除非该检查被停止。

如果对第二组部件的检查被停止，则将不实施该检查，并且使用系统控制单元110仅实施对第一组部件的检查。如果对第一和第二组部件或仅第一组部件的测试已经成功，则准许车辆100推进（框208）。当在测试期间已经确定部件可操作并根据其规定实施功能时，对一组部件的测试是成功的。

车辆100的第一组部件包括车辆100的驱动系统的部件，诸如例如电气和电子部件，例如逆变器模块、载运（trolley）部件、冷却系统部件等。所属领域的普通技术人员将了解，车辆100的许多其它部件可以被包括在第一组部件中。第一组部件是通常被测试以便确定车辆100的驱动系统是否为推进模式做好准备（即，车辆100是否为操作做好准备）的部件。

第二组部件包括车辆100的至少一个行车制动器。例如，第二组部件包括多个行车制动器。行车制动器是适于限制机器（尤其，车辆100）的运动的机械装置。更具体来说，行车制动器可以是例如全液压致动式制动器，其包括例如在车辆100的每一车轮处的油冷却的液压致动的多个盘式制动器。所属领域的普通技术人员将了解，行车制动器可以机械和/或电动操作。

图3示出根据本发明的示例性实施例的图示用于检查车辆（例如，如图1中所示的采矿拖运卡车或自动倾卸卡车中）的多个部件（包括行车制动器系统）的详细方法的流程图。

该方法的开始300包括打开车辆100（图1）的点火装置，包括启动发动机106。当点火装置被打开时，包括通信面板的系统控制单元110被自动激活。所述方法实现为在系统控制单元110的一个或多个控制器上运行的软件。在框302处，初始化包括软件的系统控制单元110。如先前所述的，系统控制单元110被配置成实施对车辆100的不同组部件（包括车辆100的行车制动器系统和驱动系统）的检查。

在车辆为操作做好准备之前，在车辆的系统和部件检查内通常不测试行车制动器。根据所提出的方法，对行车制动器系统的检查被集成到车辆的部件和系统检查中，其中操作者可以选择是否应将对行车制动器系统的检验包括为部件和系统检查的一部分。

如果车辆100的操作者决定应实施对车辆100的行车制动器系统的测试，则对应测试过程将被并入到车辆100的部件和系统检查中。根据本发明的实施例，该测试过程在车辆的系统和部件检查内自动实施，除非由车辆100的操作者特别停止。因此，操作者有可能停止行车制动器系统的测试过程。如果操作者不采取任何动作，则该测试过程将自动实施。该测试过程可以由操作者通过（诸如经由硬件和/或软件去激活元件）向系统控制单元110发出停止命令或者通过其它类似方法而任选地停止。因此，车辆100包括至少一个去激活元件以指示不应实施对行车制动器系统的检验。该去激活元件联接到系统控制单元110并且可以被例如配置为按钮或开关。该按钮或开关定位在操作舱108中，例如联接到通信面板和/或在车辆100的仪表板内，以使操作者可以容易接近该按钮或开关。

替代性地，可以提示车辆100的操作者向系统控制单元110发出停止命令。例如，在系统控制单元110被激活并且软件初始化之后，去激活元件可以以呈现在通信面板的显示器上的软件的形式配置。例如，通信面板可以向操作者提供问题，例如“是否停止行车制动器系统检查”以及图标“是”和“否”，其中该操作者可以选择这些图标“是”或“否”中的一者。所属领域的普通技术人员将了解，可以使用从操作者请求关于对行车制动器系统的检验的输入的许多其它短语或术语或图标。在选择一图标之后，表示该图标的命令可以被解释，并且在停止（去激活）行车制动器系统检验的情况下被传达给系统控制单元110。

在本发明的替代性实施例中，可以提供用于激活行车制动器系统测试的激活元件来替代去激活元件。测试过程可以由操作者通过（诸如经由硬件和/或软件激活元件）向系统控制单元110主动发出测试命令或者通过其它类似方法而发起。例如，车辆100可包括至少一个激活元件以指示应实施对行车制动器系统的检验。该激活元件联接到系统控制单元110并且可以被例如配置为按钮或开关。该按钮或开关定位在操作舱108中，例如联接到通信面板和/或在车辆100的仪表板内，以使操作者可以容易接近该按钮或开关。根据该实施例，替代停止行车制动器系统的测试过程，该测试过程将由操作者启动。如果未启动，则车辆100的系统和部件检查被配置成使得其在无行车制动器系统的检查的情况下实施。在进一步开发中，可以使用系统控制单元110提示操作者向该系统控制单元发出测试命令，以实施对第二组部件的检查。例如，在系统控制单元110被激活并且软件初始化之后，激活元件可以以呈现在通信面板的显示器上的软件的形式配置。例如，通信面板可以向操作者提供问题，例如“是否启动行车制动器系统检查”以及图标“是”和“否”，其中该操作者可以选择这些图标“是”或“否”中的一者。

一旦系统控制单元110被通电并初始化，系统和部件检查便开始。行车制动器系统检验/测试（如果选择，未停止/去激活或启动）被自动并入到系统和部件检查中。如果行车制动器系统测试去激活或未启动，则系统和部件检查在无行车制动器系统测试的情况下实施。

如图3中所示的方法描述系统和部件检查，其中实施多个系统和部件检查。所属领域的技术人员将了解，根据（例如）车辆100的构型，不同部件检查可用。在框304处，检查部件a，例如选通单元（gateunit）功率。如果检查成功，则在框处306处检查部件b，例如逆变器模块/消弧电路（crowbar）。如果对部件b的检查成功，则在框308处检查部件c，例如载运部件。所属领域的技术人员将了解，可以检查许多其它部件，例如dc总线电压和车辆100的冷却系统。如果对部件的测试已经失败（不成功），即部件不可操作和不运行，则可以重复这些测试。如果这些部件在已经重复测试之后仍然未运行，则必须修理或更换那些部件。

在部件a，b，c等被检查并且测试已经成功之后，该方法继续并且检查车辆100的停车制动器的状态，以便检验停车制动器被释放（框310）。

根据是否停止对行车制动器的检验（框312），检查车辆100的行车制动器系统的状态。为实施行车制动器系统测试，必须设置行车制动器系统的行车制动器。在设置行车制动器时，实施测试（框314）。如果行车制动器未设置，则可以使用系统控制单元110来控制将自动设置行车制动器的螺线管。一旦行车制动器被设置，便使用车轮马达102,104（其可以是例如电动牵引马达）将预定的力（扭矩）施加在行车制动器上。该预定的力（扭矩）被选择成使得车轮马达102,104并不旋转并且车辆100并不移动。例如，该预定的扭矩可以等于指定行车制动器保持的最大扭矩加上安全余量。在施加该预定的力（扭矩）的同时，针对移动监视联接到行车制动器的车轮马达102,104的速度。

如果检测到车轮马达102,104的旋转，则行车制动器测试失败（框316），并且移除预定的力/扭矩并禁止车辆100的推进（框318）。另外，如果行车制动器测试失败，则系统控制单元110，（例如经由通信面板）可以例如以呈现在通信面板的显示器上的命令（诸如“行车制动器测试失败-请设置停车制动器”）的形式提示操作者设置停车制动器（框320）。任选地，可以自动设置停车制动器（框320）。在如图3中所示方法的示例性实施例中，可以重复行车制动器的检验的测试过程。对行车制动器的测试的另一故障指示行车制动器需要修理、维修或更换。可以记录导致马达移动的预定的力/扭矩并将其存储在系统控制单元110的一个或多个存储器内。

如果未检测到车轮马达移动，则行车制动器测试成功（即，通过）（框316），并且车辆100为推进做好准备（框322）。系统控制单元110（例如使用配置为hmi装置的通信面板）诸如经由系统准备就绪灯指示车辆100为推进做好准备。任选地，对应消息（诸如“行车制动器测试通过”）可以显示在系统控制单元110的通信面板/hmi装置上。框324指示车辆100的系统和部件检查的结束。

在替代性实施例中，用于检验行车制动器的测试过程可以被配置成使得可以经由可配置的警告和/或警报级别来设置用于使测试通过和/或失败的限制。例如，可以预定车轮马达102,104的速度的阈值。

在车轮马达102,104中的一者或多者的所监视速度在预定的力（扭矩）已经由车轮马达102,104施加在至少一个行车制动器装置上之后在预定的时间间隔内高于阈值时，禁止车辆100的推进模式（例如驱动模式）。另外，移除预定的力（扭矩）。记录车轮马达的所监视速度并将其存储在系统控制单元110的存储器装置中。可以使用系统控制单元110向操作者发出警告信息（诸如例如“行车制动器测试失败-马达移动高于阈值”），从而指示一个或多个车轮马达102,104的速度高于预定的阈值。

在车轮马达的所监视速度在预定的力（扭矩）已经由车轮马达102,104施加在至少一个行车制动器装置上之后在预定的时间间隔内低于阈值时，准许车辆100的驱动模式。在另一示例性实施例中，警报级别可以向操作者指示行车制动器并不保持最小扭矩安全水平，并且推进将被禁止。也将记录该所监视的扭矩并将其存储在系统控制单元110内以供稍后使用。如先前所述的，测试结果可以经由显示在系统控制单元110的hmi上的系统准备就绪灯或者文本和/或图标传达给操作者。

虽然已经以示例性形式公开了本发明的实施例，但将对所属领域的技术人员显而易见的是，可在本文中做出许多修改、添加和删除而不偏离在以下权利要求书中所阐述的本发明的精神和范围及其等效物。