CN102538898A - 液位监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液位监控系统和方法。该液位监控系统可包括具有多个输入装置的控制面板，每个输入装置对应于机械的一种被监控流体；和多个指示器，每个指示器对应于一个输入装置。指示器可提供针对被监控流体的液位状态的视觉显示。液位监控系统还包括消息显示装置，该消息显示装置可根据控制面板的相应输入装置的致动显示针对一种被监控流体的液位状态消息。

Description

液位监控系统和方法

技术领域

本发明整体涉及大型土方设备，更具体地涉及监控这种设备中使用的各种流体的液位。

背景技术

大型土方设备在建筑和挖掘场地用来向该场地添土或者从该场地移除土。已经设计了在一个铲斗负荷中移动多达30立方码材料的轮式装载机，从而只以4个铲斗负荷就能填充120立方码的倾卸卡车。设备的尺寸范围很庞大，车辆的操作者驾驶室的高度为15-20英尺，并且通过阶梯提供接近。如同其他机械一样，这些设备使用很多不同的流体来为设备提供动力以及确保零件相对彼此运动而不过度磨损和产生热。这些流体包括汽油、柴油或其他燃料、用于发动机、转向系统和执行器操纵的油、发动机冷却液、润滑油、挡风玻璃清洗液及类似流体。

设备中使用的流体必须保持在合适的液位，以便设备运行和避免损害机械部件。通常，操作者驾驶室设有测量仪，用于操作者监控设备操作期间的液位。另外，维护人员定期对设备进行检查，包括监控液位，以确保设备适当地操作。在这些类型的机械中，为了方便维护设备，在地面水平设置液位监控系统。该液位监控系统使得维护工人不用攀登机械来到达操作者驾驶室中的器械，而是允许工人留在流体供应装置定位的地面上。之前的液位监控系统包括用于在流体低时发送信号的指示灯以及对于一些流体来说允许在液位监控系统处补充流体的快速填充和排放端口。尽管有来自指示灯的信息，维护工人仍必须知道或猜测要添加的合适流体品牌、规格和量。因此，存在改进的液位监控系统构造的需要，其能够提供用于监控液位和补充流体的额外信息而不需要咨询另外的外部源。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明涉及一种用于机械的液位监控系统，所述机械具有能够监控机械的操作中使用的多种流体中的每一种流体的液位状态的机载信息系统(OIS)，其中所述OIS存储针对每种被监控流体的液位状态值。所述液位监控系统可包括具有多个输入装置和多个指示器的控制面板，每个输入装置对应于机械的一种被监控流体。每个指示器可对应于一个输入装置，其中所述输入装置和指示器操作地连接到所述OIS，并且所述指示器能够提供针对每种被监控流体的液位状态的视觉显示。液位监控系统还可包括具有显示屏和操作地连接到显示屏和OIS的处理器的消息显示装置。处理器可被编程以引起所述显示屏显示针对一种被监控流体的液位状态消息，其中根据所述控制面板的相应输入装置的致动来确定显示的液位状态消息所针对的被监控流体。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种具有用于存储机械操作中使用的多种流体的容器的机械。机械可包括：具有多个液位传感器的OIS，每个传感器设置在针对机械的一种流体的容器处；能够存储针对每种流体的液位状态的存储器装置；以及操作地连接到存储器装置和液位传感器的OIS处理器。OIS处理器能够从液位传感器接收信号，以根据从相应的液位传感器接收的信号确定针对流体的液位状态，并引起所述存储器装置存储所述液位状态。机械还可包括：安装在机械外部且具有多个输入装置的控制面板，每个输入装置对应于机械的一种流体；以及多个指示器，每个指示器对应于一种输入装置。输入装置和指示器操作地连接到所述OIS处理器，并且OIS处理器可致动指示器以提供针对每种流体的液位状态的视觉显示。机械还可包括具有显示屏和操作地连接到显示屏和OIS处理器的消息显示装置处理器的消息显示装置。消息显示装置处理器可被编程以引起所述显示屏显示针对一种被监控流体的液位状态消息，其中根据所述控制面板的相应输入装置的致动来确定显示的液位状态消息所针对的被监控流体。

在又一方面，本发明涉及一种用于在机械的液位监控系统提供流体监控显示的方法，包括：确定针对机械操作中使用的多种流体的每一种的液位状态，其中每种流体包含在机械的相应容器内；针对每种流体，致动液位监控系统的至少一个指示器以提供与流体的液位状态对应的视觉显示；检测与一种流体对应的液位监控系统的输入装置的致动；以及响应于与流体对应的输入装置的致动，使得针对流体的液位状态消息显示在液位监控系统的显示屏处，其中液位状态消息对应于流体的液位状态。

本发明的其他方面由本专利的权利要求书限定。

附图说明

图1是结合有根据本发明的液位监控系统的大型土方设备的立体图；

图2是根据本发明的液位监控系统的一种实施方式的前面板的前视图；

图3是图2的液位监控系统的电气部件和机载信息系统(OIS)的相应部分的示意图；

图4是一种示例性的电子控制模块(ECM)的电气部件的示意图；

图5是根据本发明的图2的液位监控系统的消息显示装置的电气部件的示意图；

图6是评估监控液位的两个传感器的状态的液位监控路线的流程图；

图7是评估监控液位的三个传感器的状态的液位监控路线的流程图；

图8是显示液位满消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图9是显示液位OK消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图10是显示液位低消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图11是显示液位低和认可的流体消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图12是显示多屏液位低消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图13是显示液位低和检查传感器消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；

图14是显示替代的液位满消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图；以及

图15是在没有检测到按钮致动时显示替代的液位低消息的图2的液位监控系统的消息显示装置的前视图。

具体实施方式

参照图1，描述了大型土方机械10，例如具有30立方码铲斗容量的大型轮式装载机。机械10具有车身12，车身12顶部设有操作者驾驶室14以在机械10的前方为操作者提供最大能见度的工作区域。操作者驾驶室14设置得高于地面水平，并且设置一个或多个阶梯16来使操作者接近驾驶室14。机械10的后轮18安装在车身12的驱动轮轴上并通过机械10的发动机驱动。车身12的前面附接有前机架20，用于操作例如铲斗的执行器22。机械10的前轮24连接到机架20，且前机架20进行关节运动并在转向系统的控制下侧向运动，以在操作过程中使机械10转向。前机架20包括联动装置26，用于通过根据需要上下提升执行器22和倾斜执行器22来操纵执行器22以铲起土负荷并将该负荷倾倒到倾卸卡车中。联动装置26包括执行器电子控制模块(ECM)(未示出)和在操作者的控制下操作的多个连杆、臂和操纵杆、以及提升和倾斜缸。本领域技术人员将会理解，其他类型的执行器22可以代替铲斗附接在机械10的前机架20处并被操纵来执行其他操作，发明人想到使用这种替代执行器。

操作者驾驶室14包括允许操作者监控机械10中使用的各种流体的液位的器械。可以监控用于发动机的燃料、油、冷却液以及变速器中的油、自动润滑系统中的润滑油、用于转向和执行的油、以及挡风玻璃清洗液。为了便于大型机械10的维护，液位监控系统28可定位在地面水平，以允许监控机械10的液位和其他操作条件而不必爬阶梯16直达驾驶室14。液位监控系统28可定位在车身12一侧上的轮18、24之间，或者便于接近以进行维护操作的任何其他位置。

图2中示出了液位监控系统28的一种实施方式。液位监控系统28可包括控制面板30、具有图形显示的消息显示装置32、维护工具连接器区域34和流体端口区域36。控制面板30可为机械10中使用的每种流体提供主要的流体监控显示。在一种实施方式中，控制面板30可包括用于每种被监控流体的下压按钮，包括指示被监控流体的象形图。在本实施方式中，控制面板30可包括执行器液压油按钮38、转向油按钮40、挡风玻璃清洗液按钮42、燃料按钮44、发动机油按钮46、发动机冷却液按钮48和自动润滑油按钮50。如图所示，如果其他流体需要监控，控制面板30可包括一个或多个额外的按钮52。按钮38-50均可以从背后照亮以在没有其他光可用时提供可视性。此外，按钮38-50均可具有相应的开关，其在按钮38-50被压时被致动以引起在消息显示装置32处提供显示，如下文更加全面地描述的。

与每个按钮38-52一起可以提供多个指示器。这些指示器可以是发光二极管(LED)或者其他合适的发光装置。最上面的指示器38f-52f可以是“满”状态指示器，中间的指示器38o-52o可以是“OK”状态指示器，最底下的指示器38c-52c可以是“检查”状态指示器。针对给定按钮的所有三个指示器(例如针对液压油按钮38的指示器38f、38o、38c)可以在被监控流体处于或者高于满液位时被照亮。针对给定按钮的底下两个指示器(例如针对转向油按钮40的40o、40c)可以在被监控流体低于满液位并高于检查或者再填充液位时被照亮。针对给定按钮的最底下的指示器(例如针对发动机冷却液按钮48的48c)可以在被监控流体达到必须再填充或者替换的程度时被照亮。下面将进一步讨论用于确定被监控流体的状态的策略及被照亮的相应指示器灯。

尽管所示实施方式中的控制面板30以下压按钮和LED指示器来实施，但发明人想到提供本发明的功能的其他实施方式的控制面板，这对于本领域技术人员来说也是清楚的。例如，代替针对每种被监控流体的三个指示器，例如多颜色LED的单个多颜色指示器可以与每个下压按钮一起使用。多颜色指示器可在被监控流体高于满液位时照射绿色，在流体低于满液位但高于再填充液位时照射黄色，并在流体低于再填充液位时照射红色。此外，代替下压按钮，控制面板30可以以其他类型的输入装置实施，例如摇杆式开关，其致动可以被检测并引起在消息显示装置32处显示用于相应被监控流体的消息，如下文进一步描述的。还有，控制面板30可使用显示象形图并提供指示针对每种被监控流体的液位状态的图形指示的触摸屏来实施。触摸屏可在好像按钮被压或者其他开关被致动那样在触摸象形图区域时进行响应，以引起消息在消息显示装置32处显示。当然，控制面板30可以是显示装置、物理开关的任何其他组合，并且如根据本发明的液位监控系统28中所使用那样，本发明人设想到其他控制面板构造，其提供识别液位监控系统28监控的每种流体并指示被监控流体的液位状态的显示，并且提供输入装置以允许维修技工或者其他使用者选择被监控流体用以显示与流体相关的其他信息。

消息显示装置32可为维修技工提供与通过按钮38-52和相应的指示器38f-52f、38o-52o、38c-52c指示的状态对应的消息。消息显示装置32可包括显示屏54，例如液晶显示(LCD)屏或其他类型的照明显示。为了控制显示屏54上显示的信息，消息显示装置32可包括多个控制按钮。控制按钮可包括使显示屏54处的消息恢复到前一消息的返回按钮56、用于使消息向左或向上滚动到消息的前一部分的左/上按钮58、用于使消息向右或向下滚动到消息的下一部分的右/下按钮60、以及用于确认或清除显示屏54当前显示的消息的输入按钮62。对于控制面板30，发明人想到消息显示装置32的替代构造，其提供图形显示和屏导航功能，例如整合显示屏54和按钮56-62的触摸屏。消息显示装置32结合控制面板30以及机械10的各种ECM的操作将在下文更加全面地描述。

维修工具连接器区域34可为维护人员提供操作液位监控系统28并提取用于维护机械10的必要信息的必要的控制和连接端口。为了确保只有授权和培训的人员才能访问液位监控系统28，访问信息和操作液位监控系统28可通过钥匙操作的通断开关64控制。由于机械10及其实施的机载信息系统(OIS)的复杂性，维护程序可能需要从机械10的各种ECM提取信息并对OIS执行诊断。为了便于获得信息和与OIS接口，连接器区域34可包括可连接便携式电脑或其他智能装置的连接器端口66。所示的实施方式显示了被构造用于连接通用串行总线(USB)缆线的连接器端口66，但本领域技术人员将理解，除了或者替代USB连接器，可以根据连接在液位监控系统28处的装置类型设置其他类型的连接器。连接器区域34还可包括用于连接外部智能装置的功率线的适当功率端口68。由于不能保证充分的照明，液位监控系统28可具有投光灯或者表面安装的灯用于照明，且相应的照明开关70位于连接器区域34。

可以将用于若干被监控流体的端口定位在液位监控系统28处，以在需要时快速方便地添加流体。因此，液位监控系统28的流体端口区域36可包括执行器液压填充端口72、转向油填充端口74、发动机油填充端口76、发动机冷却液填充端口78以及变速器流体填充端口80。可能需要将用于燃料罐和挡风玻璃清洗液容器的端口定位在这些位置而不是在液位监控系统28处。填充端口72-80可具有用于附接来自补充流体容器或泵的流体管线的合适联接件。如果希望，可以为填充端口72-80设置内部泵以将相应的流体抽吸到机械10内的各自容器中。尽管这里没有示出，液位监控系统28还可在适于排放和收集例如机械10中使用的各种油的用过流体的位置设有排放端口，用以进行适当的生态安全处置。

为了液位监控系统28的控制面板30和消息显示装置32显示精确的流体监控信息，所述部件操作地连接到机械10的OIS。图3显示了机械10的OIS的流体监控部分82的一种实施方式的示意图，其被构造成确定机械10中的各种流体的液位。机械10的各个部件的控制可以分布在若干ECM上，且OIS的监控部分82可包括执行器ECM 84、变速器ECM 86和发动机ECM 88。ECM 84-88中的每一个可控制相应部件的操作，还可从相应的液位传感器接收有关被控部件中的流体的液位的信息。因此，执行器ECM 84可从转向油液位添加传感器90、转向油液位满传感器92、执行器油液位添加传感器94、执行器油液位满传感器96、挡风玻璃清洗液液位低传感器98接收液位信息。变速器ECM 86可从变速器油液位低传感器100、连续燃料液位传感器102和连续自动润滑油液位传感器104接收液位信息。最后，发动机ECM 88可从发动机油液位添加传感器106、108、发动机油液位满传感器110、发动机冷却液液位添加传感器112和发动机冷却液液位满传感器114接收液位信息。两个发动机油液位传感器106、108可被设置成根据发动机是否运转来区别地测量发动机油液位，下文将更全面地进行讨论。如所示的，执行器ECM 84可用作中央流体监控元件。这样，执行器ECM 84可从变速器ECM 86和发动机ECM 88接收信息，并且可向控制面板30和消息显示装置32提供监控信息，以用于在液位监控系统28处为维护技工提供精确的流体监控信息。而且，执行器ECM 84可在相应按钮38-50被按压时检测控制面板30的开关的致动，并引起消息显示装置32根据被监控流体的状态在显示屏54处显示消息。当然，本领域技术人员将会理解，任何ECM 84-88或者机械10中实施的其他ECM可执行这里描述的监控功能，或者可以在消息显示装置32处提供另外的智能和通信链路，并且如同根据本发明的液位监控系统28所使用那样，发明人想到这些实施情况。

图4示意性地示出了可执行ECM 84-88所需的处理和通信的ECM 84-88的部件。每个ECM 84-88可包括处理器120、只读存储器(ROM)122、可擦除可编程只读存储器(EPROM)124和通信模块126，所有部件互联以执行这里描述的处理。处理器120可以是能够执行ROM 122和EPROM 124中存储的程序指令、从EPROM 124读取数据和向EPROM 124写入数据、分别检测控制面板30的按钮38-52和消息显示装置32的按钮56-63的致动、输出引起灯38f-52f、38o-52o、38c-52c和显示屏54操作并与其他ECM 84-88和在连接器端口66或者液位监控系统28中设置的其他连接端口处连接到液位监控系统28的外部装置通信的任何合适的处理装置。ROM 122和EPROM 124可以分别是能够存储必要的软件以提供这里讨论的ECM和液位监控系统28的功能的任何合适的永久和可擦除非易失性存储器。通信模块126可包括用于与控制面板30、与消息显示装置32、与其他ECM 84-88和与另外的外部装置执行通信所必要的硬件和软件。因此，通信模块126可被构造成与控制面板30、消息显示装置32和其他ECM 84-88直接连接和/或用于与任何或所有装置以及外部装置执行无线通信。而且，通信模块126可包括除连接器端口66之外的另外的外部接口端口，外部装置可直接连接到液位监控系统28以交换信息。本领域技术人员将理解，这里说明和描述的电气部件的组合仅仅是示例性的，如同根据本发明的液位监控系统28所使用那样，发明人想到能够提供这里给出的功能性的电气部件的其他组合。

消息显示装置32还可设有与接收和显示来自ECM 84-88的消息、响应于在按钮56-62处输入的指令改变显示相关的一定程度的智能。图5示意性示出了可执行消息显示装置32所需的处理和通信的消息显示装置32的电气部件。消息显示装置32可包括处理器130、只读存储器(ROM)132、可擦除可编程只读存储器(EPROM)134和通信模块136，所有部件互联以执行这里描述的处理。如同上面描述的处理器120，处理器130可以是能够执行ROM 132和EPROM134中存储的程序指令、从EPROM 134读取数据和向EPROM 134写入数据、检测按钮56-62和消息显示装置32的致动、输出引起显示屏54显示从执行器ECM 84接收的显示消息的信号，或者必要时以其他方式与执行器ECM 84通信以显示液位监控信息的任何合适的处理装置。ROM 132和EPROM 134可以分别是能够存储必要的软件以提供这里讨论的消息显示装置32的功能的任何合适的永久和可擦除非易失性存储器。通信模块136可包括用于与执行器ECM 84执行通信所必要的硬件和软件。因此，通信模块136可被构造成与执行器ECM 84直接连接和/或用于与执行器ECM 84执行无线通信。本领域技术人员将理解，这里说明和描述的电气部件的组合仅仅是示例性的，如同根据本发明的消息显示装置32中所使用那样，发明人想到能够提供这里给出的功能性的电气部件的其他组合。

在本实施方式中，ECM 84-88根据来自传感器90-114的信号和编程到ECM 84-88中的相关逻辑确定各种流体的液位。根据这些确定，执行器ECM 84又将引起控制面板30的相应的满状态指示器(38f-52f)、OK状态指示器(38o-52o)和检查状态指示器(38c-52c)与被监控流体液位的状态对应地被组合照亮。在建立了流体的填充状态下，用于各种被监控流体的信息可在消息显示装置32的显示屏54处显示。对于给定流体，按压相应的按钮38-52将触发相关的开关。执行器ECM 84的处理器120可检测开关的致动并获取存储在EPROM 124中的相应流体状态。根据液位状态，处理器120可从ROM 122或者EPROM 124取回相应的状态消息。取回的状态消息随后可被传递到消息显示装置32，用于在显示屏54处显示。

用于确定被监控流体的液位或状态的各种策略可以根据被监控的流体、所需的精度及如果液位太低并没有及时地补充会对机械10造成的可能损害来实施。图6示出了液位监控程序200的一种实施方式，其中液位添加传感器和液位满传感器都用来监控流体的液位。在本实施方式中，一种这样的程序可以在执行器ECM 84处实施，以监控液压油和转向油的液位，和/或在发动机ECM 88处实施，用于监控发动机冷却液。每个传感器可具有开关，开关可在流体高于预定液位时被致动到第一值，并在流体低于预定液位时被致动到第二值。以发动机冷却液为例，发动机ECM 88处的液位监控程序200可开始于框202，其中评估发动机冷却液液位添加传感器112的状态。如果发动机冷却液液位添加传感器112的状态指示发动机冷却液高于预定添加液位，则不需要添加发动机冷却液，控制进行到框204。在框204处，评估发动机冷却液液位满传感器114的状态。如果传感器114的状态指示发动机冷却液高于预定满液位，则控制进行到框206，其中发动机ECM 88将发动机冷却液的状态设定为指示容器是满的值并将该状态传递至执行器ECM 84。响应于接收到来自发动机ECM 88的状态，执行器ECM 84将信号传递至控制面板30，引起指示器48f、48o、48c被照亮以指示发动机冷却液是满的。如果在框204处传感器114的状态指示发动机冷却液低于满液位，则控制进行到框208，其中发动机ECM 88将发动机冷却液的状态设定为指示容器不满但不需检查的值。发动机ECM 88接着将该状态传递到执行器ECM 84，执行器ECM 84又将信号传递至控制面板30，引起指示器48o、48c被照亮以指示发动机冷却液处于可接受但不满的液位。

如果在框202处，发动机冷却液液位添加传感器112的状态指示发动机冷却液低于预定添加液位，发动机冷却液可能需要被添加到冷却液容器，控制进行到框210。在框210处，发动机冷却液液位满传感器114的状态被评估以确定传感器114处的值与传感器112指示的补充发动机冷却液的需要是否一致。如果在框210处，传感器114的状态指示发动机冷却液低于满液位，传感器112、114的值是一致的，则控制进行到框212，其中发动机ECM 88将发动机冷却液的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值。发动机ECM 88接着将该状态传递至执行器ECM 84，其又将信号传递至控制面板30，引起指示器48c被照亮和/或闪烁以指示发动机冷却液需要检查。如果传感器114的状态指示发动机冷却液高于预定满液位，则传感器112、114的值是不一致的，即传感器112指示发动机冷却液必须再填充，发动机冷却液液位满传感器114指示发动机冷却液容器是满的。在这种情况下，控制进行到框214，其中发动机ECM 88可将发动机冷却液的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值，还可将发动机冷却液传感器状态指示器设定为指示传感器112、114具有冲突值的值。发动机ECM 88可接着将发动机冷却液容器和传感器状态指示器的状态传递至执行器ECM 84。响应于接收到来自发动机ECM 88的状态，执行器ECM 84将信号传递给控制面板30，引起指示器48f、48o、48c闪烁以指示传感器112、114可能存在问题，并存储传感器状态指示器的值以用于确定发送到消息显示装置32的消息，下文将更全面地进行讨论。监控程序200的逻辑可在执行器ECM84处实施以以上述方式监控转向油和执行器油的液位，但不需要在ECM 84、88之间传递信息。

根据特定流体的监控需要，可以实施其它监控程序。例如，可能需要或希望在发动机运转而不是发动机怠速时区别地评估发动机油。发动机油必须被补充的液位可能在发动机运转和发动机不运转或怠速时不同，因此需要发动机油液位添加传感器106在用于不运转发动机的添加液位处提供发动油的状态以及发动机油液位添加传感器108在用于运转发动机的添加液位处提供发动机油的状态。为了在控制面板30和消息显示装置32处针对运转和不运转发动机状态都提供精确的信息，可在发动机ECM 88和执行器ECM 84处实施图7所示的液位监控程序220。监控程序220可从框222开始，其中检查发动机的状态以确定发动机是否运转。可以使用多种方法来评估发动机的状态。在一种实施中，可以评估发动机速度，从而可认为发动机在低发动机速度下不运转，例如在速度低于400RPM时认为是怠速，并在高发动机速度下认为其运转。如果在框222处发动机被确定为运转，例如以大于400RPM运行，则控制进行到框224以评估运转发动机油液位添加传感器106的状态。如果传感器106的状态指示发动机油高于针对运转发动机的预定添加液位，则发动机油不需要添加，控制进行到框226。框226可执行与液位监控程序200的框204类似的逻辑并评估发动机油液位满传感器110的状态。如果传感器110的状态指示发动机油低于预定满液位，则控制进行到框228，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器不满但不需要检查的值，并且将该状态传递到执行器ECM 84。响应于接收到来自发动机ECM 88的状态，执行器ECM 84可存储发动机油液位状态并传递信号给控制面板30，引起指示器46o、46c被照亮以指示发动机油处于可接受但不满的液位。如果传感器110的状态指示发动机油高于预定满液位，控制进行到框230，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器是满的值并将该状态传递至执行器ECM 84。响应于接收到来自发动机ECM 88的状态，执行器ECM84可存储该状态并传递信号给控制面板30，引起指示器46f、46o、46c被照亮以指示发动机油是满的。

如果在框224处传感器106的状态指示发动机油低于针对运转发动机的预定添加液位，控制进行到框232以执行与程序200的框210类似的逻辑并评估发动机油液位满传感器110的状态，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示发动机油必须添加到容器的值。发动机ECM 88接着将该状态传递给执行器ECM 84，其继而传递信号给控制面板30，仅引起指示器46c被照亮以指示必须补充发动机油。在框232，评估发动机油液位满传感器110的状态以确定传感器110的值与传感器106指示的补充发动机油的需要是否一致。如果在框232处传感器110的状态指示发动机油低于满液位，传感器106、110的值是一致的，控制进行到框234，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值。发动机ECM 88接着将该状态传递给执行器ECM 84，其继而存储该状态并传递信号给控制面板30，引起指示器46c被照亮和/或闪烁以指示需要检查发动机冷却液。如果传感器110的状态指示发动机油高于预定满液位，则传感器106、110的值不一致，类似于上面针对传感器112、114讨论的方式。在这种情况下，控制进行到框236，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值，并且还将发动机油传感器状态指示器设定为指示传感器106、110具有冲突值的值。发动机ECM 88接着将该状态传递给执行器ECM 84，执行器ECM 84可通过传递信号给控制面板30进行响应，引起指示器46f、46o、46c闪烁以指示传感器106、110可能存在问题，并且存储状态值以用于确定发送给消息显示装置32的消息，如下文更全面地讨论的。

如果在框222处发动机ECM 88确定发动机没有运转或者怠速，例如以小于400RPM运行，控制可进行到框238，其中可评估不运转发动机油液位添加传感器108的状态。当发动机不运转时，液位监控程序220的逻辑可与上面描述的通过框224执行的监控程序200和部分程序220的逻辑非常类似。如果不运转发动机油液位添加传感器108的状态指示发动机油高于预定的不运转添加液位，控制进行到框240，其中评估发动机油液位满传感器110的状态。如果传感器110的状态指示发动机油高于预定满液位，则控制进行到框242，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器是满的值并且将该状态传递到执行器ECM 84。作为响应，执行器ECM 84可传递信号给控制面板30，引起指示器46f、46o、46c被照亮以指示发动机油是满的。如果在框240处传感器110的状态指示发动机油低于满液位，控制进行到框244，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器不满但不需要检查的值并将该状态传递至执行器ECM 84，执行器ECM 84又传递信号给控制面板30，引起指示器46o、46c被照亮以指示发动机油处于可接受但不满的液位。

如果在框238处传感器108的状态指示发动机油低于预定添加液位，发动机油需要被添加到容器且控制进行到框246。在框246，评估发动机油液位满传感器110的状态以确定传感器110的值与传感器108指示的补充发动机油的需要是否一致。如果在框246处传感器110的状态指示发动机油低于满液位，传感器108、110的值是一致的，控制进行到框248，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值。发动机ECM 88接着将该状态传递给执行器ECM 84，其继而传递信号给控制面板30，引起指示器46c闪烁以指示需要检查发动机油。如果传感器110的状态指示发动机油高于预定满液位，则传感器108、110的值不一致，控制进行到框250，其中发动机ECM 88将发动机油的状态设定为指示容器需要检查和再填充的值，并且还将发动机油传感器状态指示器设定为指示传感器108、110具有冲突值的值。发动机ECM 88接着将该状态和传感器状态指示器的值传递给执行器ECM 84，执行器ECM 84又传递信号给控制面板30，引起指示器46f、46o、46c闪烁以指示传感器108、110的冲突值，并且存储传感器状态指示器的值。尽管在本实施方式中仅针对发动机油实施监控程序220，但类似的监控策略也可在液位评估可能取决于发动机或机械10的其他部件是否运行时用于其它流体。

其他流体可以使用能够在流体容器是满的、需要补充或者处于两者之间进行区分的不太复杂的策略和/或传感器进行监控。例如，燃料液位传感器102和自动润滑油液位传感器104可以是被构造成使得传感器102、104提供随着相应流体的液位改变的信号的连续液位传感器，变速器ECM 86可编程有解释信号以确定流体液位的液位监控算法。对于液位来说，变速器ECM 86可被编程以检测来自液位传感器102的信号指示液位是低于预定再填充液位、高于预定满液位、还是在满液位和再填充液位之间。根据检测的液位，变速器ECM 86可传递相应的液位状态给执行器ECM 84，引起执行器ECM 84向控制面板30传递信号以在应当再填充燃料时照亮指示器44c，在燃料液位可接受时照亮指示器44o、44c，在燃料容器满时照亮44f、44o、44c。类似逻辑可用来针对自动润滑油跟踪状态和照亮指示器50f、50o、50c。还可以包括如果连续液位传感器发生故障将液位状态或传感器状态设定为“错误”或者“未知”值的逻辑。在这种情况下，执行器ECM 84可传递信号给控制面板30，引起用于相应流体的所有三个指示器都闪烁。

在挡风玻璃清洗液的情况下，在液位方面需要更少精度。因此，执行器ECM 84可编程有评估来自挡风玻璃清洗液液位传感器98的信号以确定清洗液高于还是低于预定再填充液位的液位监控算法。如果清洗液低于再填充液位，执行器ECM 84可传递信号给控制面板30以照亮指示器42c。如果清洗液高于再填充液位，执行器ECM84可传递信号给控制面板30以照亮指示器42o、42c。

工业实用性

上面讨论的液位监控系统28和OIS的流体监控部分82的构造可便于维护技工维护大型土方机械10。当机械10运转和/或当液位监控系统28的开关64接通时，ECM 84-88可执行其监控程序以评估来自各个传感器90-114的信号、确定每种被监控流体的状态和照亮合适的指示器38f-52f、38o-52o以及38c-52c。ECM 84-88可被构造成以规律间隔执行监控程序，使得控制面板30处显示的被监控流体的状态不断地更新，从而提供被监控流体的当前状态。尽管被监控流体的状态可清楚地显示在控制面板30处，但另外的信号可能有助于允许维护技工以合适种类的流体和正确的量补充正确的流体。例如，尽管按钮38-50上的象形图通常有助于确定相应的被监控流体，但不是每一个维护技工都熟悉每个图像的意思。另外，维护特定机械10的经验有限的维护技工可能不熟悉当控制面板30指示需要检查被监控流体时需要的流体的量和种类，例如油的特定重量。

为了便于维护操作，消息显示装置32集成到液位监控系统28中以提供必要的信息来确保适当地维护机械10。如上所述，每个按钮38-50具有相应的开关，该开关在按钮38-50被按压时被致动。当维护技工想要关于被监控流体的另外信息时，他们可按压按钮38-50。开关的致动在执行器ECM 84处检测，其被构造成确定与被致动的开关对应的被监控流体。在检测到开关致动时，执行器ECM84可从EPROM 124取回针对相应被监控流体的当前液位状态。执行器ECM 84可被进一步编程为在ROM 122和/或EPROM 124中存储消息表，每条消息对应于一种被监控流体的状态。在响应于开关的致动取回液位状态后，执行器ECM 84可在存储表中查找被监控流体和液位状态并取回相应的消息。取回的消息然后从执行器ECM84传递到消息显示装置32，在此消息显示装置32的处理器130将使得消息在显示屏54显示。作为替代，液位状态可以存储在执行器ECM 84，而具有消息的表可存储在消息显示装置32的ROM 122和/或EPROM 134。在这种实施方式中，执行器ECM 84可将取回的液位状态传递至消息显示装置32，处理器130然后从存储的表取回相应的消息。

消息显示装置32为机械10的制造商和/或所有者提供可提供给维护技工的关于被监控流体的信息的大量灵活性。对于某些流体，可能在容器中存在可接受量流体时需要最小信息。因此，当指示器38f、38o、38c被照亮以指示液压油液位是满的时，按压液压油按钮38可引起消息显示装置32显示简单的液压油液位满消息260，如图8所示。类似地，如果液压油按钮38被按压而指示器38o、38c响应于液位处于可接受范围但不满的确定而被照亮时，如图9所示的液压油液位OK消息262可显示在显示屏54。一旦流体到达必须补充的液位，给维护技工的消息可更加丰富以帮助快速适当地再填充流体容器。例如，当仅有指示器38c被照亮以指示液压流体很低时，按压液压油按钮38可引起消息显示装置显示液压油液位低消息264，如图10所示。消息264确认液压油液位低，并通知维护技工必须添加6.1加仑的液压油以将流体补充到满液位。技工就此知道添加多少液压油而不需要在单独手册中查找需求。得知要添加的液压油的量，技工然后可将合适的供应管线附接到执行器液压填充端口72并添加合适量的液压油以填充容器。当使用连续液位传感器且ECM 84、86、88被构造成从传感器信号确定实际液位并将填充量插入消息中时，消息中的流体量可以是要添加以填充容器的实际流体量。替代地，消息中存在的液体量可指示要添加以填充容器的近似流体体积，例如添加液位和满液位之间的流体体积或者添加液位和容器顶部之间的流体体积。

根据补充的流体，在液位低时可提供给维护技工另外的信息。例如，设备可能需要特定类型的流体以正常工作并避免运行时的损害。例如，发动机可在特定品牌或重量的马达油时最佳地工作。在这种情况下，当指示器46c被照亮以指示必须再填充发动机油时，如图11所示的发动机油填充消息266可在发动机油按钮46被按压时显示在消息显示装置32处。消息266指示要在发动机油填充端口76添加的油量，并警告维护技工使用认可的油型。为了查看认可的油型，维护技工可使用右/下按钮60来向下滚动消息266以在显示屏54上显示另外的屏。图12中显示了发动机油填充消息268的替代形式，除了要添加的油量和认可的油型外，其可包含针对维护技工的信息，例如在发动机上进行以确保发动机适当运行的其他维护检查。

如上面在讨论监控程序200、220时提到的，ECM 84-88可检测其中液位传感器提供冲突信号的条件。如关于发动机冷却液讨论的，发动机冷却液液位添加传感器112可提供指示发动机冷却液低于再填充液位并因此必须被补充的信号，同时发动机冷却液液位满传感器114可提供指示发动机冷却液容器满的信号。在这种情况下，框214可将发动机冷却液传感器状态指示器设定为指示存在传感器冲突的值。维护技工可以通过提供给消息显示装置32的消息发送警惕该冲突状态。当发动机冷却液传感器112、114存在冲突状态时，只有指示器48c被照亮以提示维护技工检查发动机冷却液。在对应于发动机冷却液按钮48的开关致动时，执行器ECM 84处的算法可引起处理器120取回发动机冷却液液位状态和传感器状态指示器。在确定传感器状态指示器被设定为传感器冲突值之后，执行器ECM 84可传递信号给消息显示装置32，引起消息显示装置32显示发动机冷却液液位低和检查传感器消息270，如图13所示。除了提示技工检查传感器112、114外，消息270还可在接着的屏上包括详细信息，例如引起检查传感器的提示的冲突信号。如果发动机冷却液传感器状态指示器没有设定为传感器冲突状态值，类似于液压油液位低消息264的正常发动机冷却液液位低消息可显示在消息显示装置32处。用于维护技工的另外消息不限于指示特定液位低的消息。例如，如图14所示的发动机油液位满消息272可包括给技工的关于发动机油装得过满的警报。可以在消息显示装置32处显示的消息中提供其他警戒信息。

除了响应于控制面板30的开关的致动来显示消息外，执行器ECM 84可被构造成在液位监控系统28操作但没有按钮38-50被按压时显示消息。在一种实施方式中，执行器ECM 84可被构造成确定何时消逝预定的时间段而不致动控制面板30。在该时间段消逝后，执行器ECM 84的处理器120可检查存储在EPROM 124的各个液位状态以确定任何被监控流体是否具有检查状态。可通过被监控流体的优先级和如果不及时补充流体对机械10损害的风险和严重程度来规定检查液位状态的顺序。例如，补充发动机油或者执行器油可能比补充挡风玻璃清洗液更重要，因此可首先评估这些流体的状态。如果处理器120确定流体具有检查状态，则处理器120可传递信号给消息显示装置32以显示检查液位消息，例如消息274，如图15所示。只要没有控制面板30的按钮84-88或者消息显示装置32的输入按钮62被按压，消息显示装置32可继续显示消息274或者最高优先消息，或者处理器120可循环液位状态并定期引起消息显示装置32显示已经达到补充液位的其他被监控流体的检查流体消息。当按钮38-50中的一个最终被按压以致动相应的开关时，处理器120可引起消息显示装置32以上面描述的方式显示用于相应被监控流体的合适消息和液位状态。

尽管前面的正文对本发明的若干不同实施方式进行了详细描述，但应当理解，本发明的法律范围由本专利结尾给出的权利要求书的措辞限定。详细的描述应当解释为仅是示例性的，并且没有描述本发明的每个可能实施方式，因为描述每一个可能的实施方式即使不是不可能的，也是不切实际的。使用当前的技术或者在本专利提交日后开发的技术，可以实施多种替代实施方式，仍然落在权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种用于机械的液位监控系统，所述机械具有能够监控所述机械的操作中使用的多种流体中的每一种流体的液位状态的机载信息系统(OIS)，其中所述机载信息系统存储针对每种被监控流体的液位状态值，所述液位监控系统包括：

控制面板，该控制面板包括：

多个输入装置，每个输入装置对应于所述机械的一种被监控流体；和

多个指示器，每个指示器对应于一个输入装置，其中所述输入装置和指示器操作地连接到所述机载信息系统，并且所述指示器能够提供针对每种被监控流体的液位状态的视觉显示；以及消息显示装置，所述消息显示装置包括：

显示屏，和

处理器，所述处理器操作地连接到所述显示屏和所述机载信息系统，所述处理器被编程以引起所述显示屏显示针对一种被监控流体的液位状态消息，其中根据所述控制面板的相应输入装置的致动来确定显示的液位状态消息所针对的被监控流体。

2.根据权利要求1所述的液位监控系统，其中，所述液位状态消息包括在被监控流体的液位状态指示被监控流体的液位低于预定再填充液位时要添加到所述机械上的用于该被监控流体的容器的被监控流体的量的指示。

3.根据权利要求1所述的液位监控系统，其中，所述液位状态消息包括在被监控流体的液位状态指示被监控流体的液位低于预定再填充液位时要添加到所述机械上的用于该被监控流体的容器的被监控流体的认可类型的指示。

4.根据权利要求1所述的液位监控系统，其中，每个控制面板输入装置具有三个相应的指示器，并且一个指示器在相应的被监控流体具有指示被监控流体的液位低于预定再填充液位的液位状态时被照亮，两个指示器在相应的被监控流体具有指示被监控流体的液位高于预定的再填充液位但低于预定满液位的液位状态时被照亮，三个指示器在相应的被监控流体具有指示被监控流体的液位高于预定满液位的液位状态时被照亮。

5.根据权利要求1所述的液位监控系统，其中，每个控制面板输入装置具有代表相应被监控流体的相应象形图，并且所述液位状态消息包括对应于致动的控制面板输入装置的被监控流体的文字指示。

6.根据权利要求1所述的液位监控系统，包括对应于一种被监控流体的至少一个填充端口，其中每个填充端口与所述机械上的用于被监控流体的相应容器流体连通。

7.根据权利要求1所述的液位监控系统，

其中，每个控制面板输入装置具有至少一个相应的指示器，每个指示器从所述机载信息系统接收信号，引起针对每个控制面板输入装置的指示器提供与用于相应被监控流体的液位状态对应的视觉输出；

其中，所述控制面板输入装置的一个的致动引起信号从所述控制面板传递到所述机载信息系统；

其中，在所述控制面板输入装置致动后，所述消息显示装置处理器从所述机载信息系统接收液位状态消息，该液位状态消息对应于与致动的控制面板输入装置对应的被监控流体以及被监控流体的液位状态；并且

其中，响应于从所述机载信息系统接收所述液位状态消息，所述消息显示装置处理器引起所述显示屏显示所述液位状态消息。

8.一种具有用于存储机械操作中使用的多种流体的容器的机械，该机械包括：

机载信息系统(OIS)，该机载信息系统包括：

多个液位传感器，每个液位传感器设置在用于所述机械的一种流体的容器处；

存储器装置，其能够存储针对每种流体的液位状态；以及

机载信息系统处理器，其操作地连接到所述存储器装置和所述液位传感器，其中所述机载信息系统传感器能够从所述液位传感器接收信号，以根据从相应的液位传感器接收的信号确定针对流体的液位状态，并引起所述存储器装置存储所述液位状态；

控制面板，其安装在所述机械的外部，该控制面板包括：

多个输入装置，每个输入装置对应于机械的一种流体；和

多个指示器，每个指示器对应于一种输入装置，其中所述输入装置和指示器操作地连接到所述机载信息系统处理器，并且所述机载信息系统处理器致动指示器以提供针对每种流体的液位状态的视觉显示；以及

消息显示装置，该消息显示装置包括：

显示屏，

消息显示装置处理器，其操作地连接到所述显示屏和所述机载信息系统处理器，所述消息显示装置处理器被编程以引起所述显示屏显示针对一种被监控流体的液位状态消息，其中根据所述控制面板的相应输入装置的致动来确定显示的液位状态消息所针对的被监控流体。

9.根据权利要求8所述的机械，其中，所述液位状态消息包括在流体的液位状态指示流体的液位低于预定再填充液位时要添加到用于该流体的容器的流体量的指示。

10.根据权利要求8所述的机械，其中，所述液位状态消息包括在流体的液位状态指示流体的液位低于预定再填充液位时要添加到用于该流体的容器的流体的认可类型的指示。

11.根据权利要求8所述的机械，其中，每个控制面板输入装置具有三个相应的指示器，并且一个指示器在相应的流体具有指示流体的液位低于预定再填充液位的液位状态时被照亮，两个指示器在相应的流体具有指示流体的液位高于预定的再填充液位但低于预定满液位的液位状态时被照亮，三个指示器在相应的流体具有指示流体的液位高于预定满液位的液位状态时被照亮。

12.根据权利要求8所述的机械，其中，每个控制面板输入装置具有代表相应流体的相应象形图，并且所述液位状态消息包括对应于致动的控制面板输入装置的流体的文字指示。

13.根据权利要求8所述的机械，其中，所述液位传感器的至少一个包括连续液位传感器。

14.根据权利要求8所述的机械，其中，所述液位传感器包括设置在用于一种流体的容器处的液位满传感器和液位添加传感器，所述机载信息系统处理器在来自所述液位添加传感器的信号指示液位高于预定再填充液位且来自所述液位满传感器的信号指示液位高于预定满液位时，使得所述存储器装置存储指示所述用于流体的容器满的液位状态，在来自所述液位添加传感器的信号指示液位高于预定再填充液位且来自所述液位满传感器的信号指示液位低于预定满液位时，使得所述存储器装置存储指示用于所述流体的容器不满但不处于再填充液位的液位状态，并且在来自所述液位添加传感器的信号指示液位低于预定再填充液位时使得所述存储器装置存储指示用于流体的容器需要再填充的液位状态。

15.根据权利要求8所述的机械，其中，所述液位传感器包括设置在用于一种流体的容器处的第一液位添加传感器和第二液位添加传感器以及液位满传感器，所述机械包括操作地连接到所述机载信息系统处理器并提供指示所述机械的发动机操作状态的信号的发动机状态传感器，其中所述机载信息系统处理器在来自所述发动机状态传感器的信号指示发动机运转且来自所述第一液位添加传感器的信号指示液位高于第一预定再填充液位时使得所述存储器装置存储指示用于流体的容器不处于再填充液位的液位状态，在来自所述发动机状态传感器的信号指示发动机运转且来自所述液位添加传感器的信号指示液位低于第一预定再填充液位时使得存储器装置存储指示用于流体的容器需要再填充的液位状态，在来自所述液位满传感器的信号指示液位高于预定满液位时使得存储器装置存储指示用于流体的容器满的液位状态，在来自所述发动机状态传感器的信号指示发动机不运转且来自所述第二液位添加传感器的信号指示液位高于第二预定再填充液位时使得存储器装置存储指示用于流体的容器不满但不处于再填充液位的液位状态，并在来自所述发动机状态传感器的信号指示发动机不运转且来自所述第二液位添加传感器的信号指示液位低于第二预定再填充液位时使得存储器装置存储指示用于流体的容器需要再填充的液位状态。

16.根据权利要求8所述的机械，

其中，用于所述控制面板输入装置的指示器从所述机载信息系统处理器接收信号，引起所述指示器提供与存储在所述存储器装置的相应流体的液位状态对应的视觉输出；

其中，所述控制面板输入装置的致动引起信号从所述控制面板传递到所述机载信息系统处理器；

其中，响应于从致动的控制面板输入装置接收信号，所述机载信息系统处理器传递液位状态消息给所述消息显示装置处理器，该液位状态消息对应于与致动的控制面板输入装置对应的流体以及所述存储器装置处存储的流体的液位状态；并且

其中，响应于从所述机载信息系统处理器接收液位状态消息，所述消息显示装置处理器引起所述显示屏显示所述液位状态消息。

17.一种用于在机械的液位监控系统提供流体监控显示的方法，包括：

确定针对所述机械的操作中使用的多种流体的每一种的液位状态，其中每种流体包含在所述机械的相应容器内；

针对每种流体，致动所述液位监控系统的至少一个指示器以提供与流体的液位状态对应的视觉显示；

检测与一种流体对应的液位监控系统的输入装置的致动；以及

响应于与流体对应的输入装置的致动，使得针对流体的液位状态消息显示在所述液位监控系统的显示屏处，其中所述液位状态消息对应于流体的液位状态。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述液位状态消息包括在流体的液位状态指示流体的液位低于预定再填充液位时要添加到用于该流体的相应容器的流体量的指示。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述液位状态消息包括在流体的液位状态指示流体的液位低于预定再填充液位时要添加到用于该流体的相应容器的流体的认可类型的指示。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述液位监控系统具有与每种流体对应的三个指示器，其中照亮针对每种流体的至少一个指示器的步骤包括：

在相应的液位状态指示流体的液位低于预定再填充液位时照亮针对流体的一个指示器；

在相应的液位状态指示流体的液位高于预定再填充液位但低于预定满液位时照亮针对流体的两个指示器；以及

在相应的液位状态指示流体的液位高于预定满液位时照亮三个指示器。

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