附加装置控制器的制作方法

专利名称：附加装置控制器的制作方法
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。


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
具体实施例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 —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，A⑶52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，A⑶52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A⑶52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 L0)将串行通信信号提供给 A⑶52。在这种情况中，A⑶52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
10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 A⑶52。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A⑶52。接着，A⑶52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A⑶52，而A⑶52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A⑶52，A⑶52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，A⑶52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A⑶52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，A⑶52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A⑶52 (所述A⑶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A⑶52的输入装置。A⑶52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。
12
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，A⑶52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A⑶52。因此，A⑶52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)。A⑶52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A⑶52。以响应的方式，A⑶52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A⑶52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，A⑶52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， A⑶52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。
权利要求
一种用于具有类型的动力机附加装置的控制器，所述控制器包括计算装置；与所述计算装置相关联的存储器，所述存储器被编程有专用于所述附加装置的类型的应用程序和专用于所述附加装置的设计用途的操作参数；和至少一个传感器，所述至少一个传感器联接到所述计算装置。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器被构造成与动力机的计算机通信 并控制所述计算机。
3.根据权利要求1所述的控制器，还包括能够连接到动力机的操作者界面，所述操作 者界面显示来自所述至少一个传感器的数据。
4.根据权利要求1所述的控制器，还包括操作者界面，所述操作者界面联接到所述控 制器。
5.根据权利要求1所述的控制器，其中，根据所述应用程序和所述操作参数控制提供 给所述附加装置的液压。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器将关于一个或多个操作条件的数 据保持在所述存储器中。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中，所述一个或多个操作条件包括错误代码。
8.根据权利要求6所述的控制器，其中，所述错误代码包括动力机的错误的代码。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中，所述控制器保持多个动力机的错误代码。
10.根据权利要求6所述的控制器，其中，所述一个或多个操作条件包括循环计数和使 用时间中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器根据来自所述至少一个传感器的 输入优化所述附加装置的操作。
12.根据权利要求1所述的控制器，其中，通过所述附加装置的序列号来识别所述附加 装置的类型和所述附加装置的设计用途。
13.—种制造用于动力机的附加装置的方法，包括以下步骤将控制器安装在所述附加装置上，所述控制器被构造成与所述动力机上的计算机通信 并控制所述计算机； 识别所述附加装置；利用专用于所述附加装置的类型的应用程序对所述控制器进行编程； 利用操作参数对所述控制器进行编程，所述操作参数基于所述附加装置的专门用途；以及将至少一个传感器联接到所述控制器。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤 提供用于链接到动力机的至少一个液压界面。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤提供用于在所述动力机的控制器和计算机之间进行串行通信的界面。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤将操作者界面安装到所述附加装置，所述操作者界面联接到所述控制器。
17.一种动力机，包括被构造成操作所述动力机的计算机； 液压动力系统，所述液压动力系统由所述计算机控制和 附加装置，所述附加装置接收来自所述液压动力系统的液压动力，并且具有 联接到所述计算机的附加装置控制器，所述附加装置控制器在所述附加装置的操作期 间控制所述计算机，且所述附加装置控制器包括专用于所述附加装置的类型的应用程序和 专用于所述附加装置的设计用途的操作参数，和至少一个传感器，所述至少一个传感器联接到所述附加装置控制器。
18.根据权利要求17所述的动力机，还包括由所述动力机支持的第一操作者界面和由 所述附加装置支持的第二操作者界面。
19.根据权利要求17所述的动力机，其中，所述附加装置控制器记录所述动力机和所 述附加装置的错误代码。
20.根据权利要求17所述的动力机，其中，所述附加装置控制器记录循环计数和操作 时间中的至少一个。
21.根据权利要求17所述的动力机，其中，所述附加装置控制器根据来自所述至少一 个传感器的输入优化所述附加装置的性能。
全文摘要
本发明公开了一种用于动力机附加装置(12)的控制器。控制器包括具有相关联的存储器的计算装置(52)、和至少一个传感器(104)。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。
文档编号E02F9/20GK101910523SQ200880123612
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月30日 优先权日2007年12月31日
发明者斯宾塞·明德曼, 斯科特·罗斯欧 申请人:克拉克设备公司