CN103826431A - 对车辆加速和减速作出响应的被拖车辆配置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆配置，包括拖车(12)和被拖车辆(10)。被拖车辆(10)包括至少两个车轮(16)和至少一个马达(18)，每个马达(18)被连接到相应的所述车轮(16)。位于拖车(12)和被拖车辆(10)之间的负载检测联结器提供代表该负载检测联结器上检测到的负载的输出信号。电处理电路(22)与负载检测联结器耦合。电处理电路根据所述输出信号启动至少一个马达(18)。

Description

对车辆加速和减速作出响应的被拖车辆配置
技术领域
本发明涉及一种在拖车后面拖拉被拖车辆的配置，并且更特别地，涉及在工作车辆后面拖拉被拖工具的配置。
背景技术
当使用农业设备时，通常在拖车后面拉着被拖车辆。例如，在收割操作中，通常是在拖拉机后面拖着谷物拖车或重力箱(gravity box)。当这种联合收割机中的谷物箱装满时，谷物拖车或重力箱在联合收割机侧面被牵拉，并且卸料螺旋推运器摆动到联合收割机的侧面，并且谷物被卸载到拖车或重力箱中。装满的拖车或重力箱随后可被运送至干燥器的位置，如农场中的炉式或箱式干燥器，或当地的升降机。
作为另一例子，在拖拉机后面拉着肥料撒施机以向农田施肥、撒石灰等是常见的。
当在拖拉机后面拖拉诸如农业拖车、货车、撒施机等之类的被拖车辆时，被拖车辆在装满产品时的重量可能很重。因此，通常使用相对大型的拖拉机来拖拉这种被拖车辆。在多个被拖车辆以成列的方式连接在一起时，被拖车辆对拖车的重量效果会进一步叠加，例如使用单个拖拉机将连成一列的多个满载的重力箱拉到干燥器位置的情形。
本领域中需要的是一种能够在不负面地影响拖车的操作的情况下拖拉重型被拖车辆或一列被拖车辆的方法。
发明内容
本发明提供了一种被拖车辆配置，其中响应于检测到的与被拖车辆的加速或减速相关的参数驱动和/或制动被拖车辆上的一个或多个车轮。
本发明的一种形式涉及一种车辆配置，包括拖车和被拖车辆。被拖车辆包括至少两个车轮和至少一个马达，每个马达被连接到相应的车轮。位于拖车和被拖车辆之间的负载检测联结器提供表示负载检测联结器上检测到的负载的输出信号。电处理电路与负载检测联结器耦合。电处理电路根据输出信号启动至少一个马达。
本发明的另一种形式涉及一种被拖车辆配置，包括车架、由车架支承的至少两个车轮、至少一个马达，和电处理电路。每个马达被连接到相应的所述车轮。传感器装置检测与被拖车辆的加速或减速相关联的参数，并提供相应的输出信号。电处理电路与所述传感器装置耦合。电处理电路根据输出信号启动至少一个马达。
本发明的再一种形式涉及一种使用拖车拖动被拖车辆的方法。被拖车辆具有至少一个马达，每个马达连接到相应的车轮。该方法包括以下步骤：使用传感器装置检测与所述被拖车辆的加速和减速相关的参数；输出来自传感器装置的表示检测到的参数的输出信号；和根据所述输出信号，使用电处理电路启动至少一个马达。
附图说明
通过对照附图阅读下文的本发明的实施例的描述，本发明的上述和其他特征和优点，以及获得它们的方式，将变得更加明显，并且本发明将被更好地理解，其中：
图1是本发明的以肥料撒施机为形式的被拖车辆的实施例的透视图；
图2是图1所示的肥料撒施机的示意图；
图3是描绘了本发明的用于拖拉被拖车辆的方法的实施例的流程图。
在所有数个视图中，相应的附图标记指代相应的部件。本文中阐述的范例描绘了本发明的一种形式的实施例，并且该范例不应被理解为以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
现在参见附图，尤其参见图1，其示出了包括被拖车12拖拉的被拖车辆10的本发明的车辆配置的实施例。在所描绘的实施例中，被拖车辆10是以肥料撒施机为形式示出的，但也可以是任意类型的其他被拖车辆。例如，被拖车辆10还可以是谷物拖车、重力箱、以及呼吸空气瓶车等形式。
被拖车辆10(图1和2)通常包括车架14、由车架14支承的至少两个车轮16、至少一个马达18、传感器装置20、和电处理电路22。在所描绘的实施例中，被拖车辆10包括四个车轮16，但也可以包括不同数目的车轮，这取决于具体应用。
所示的被拖车辆10包括分别连接到相应车轮16的四个马达18。然而，被拖车辆10不是必须包括与每个相应的车轮16相关联的马达18。例如，被拖车辆10可配有一对马达18，其中每一侧具有单个马达。在所描绘的实施例中，马达18假设为电动马达，但也可以根据具体应用而进行不同的配置，例如液压马达。
当配置为电动马达时，理想的是为被拖车辆10提供车载电力源，例如单个电池24或一组电池。电力还可从车载内燃机获得(即，这种内燃机的交流发电机/发电机输出)。可替换地，还可以从拖车12上车载的类似电源获取电力。
传感器装置20检测与被拖车辆10的沿从多个轴线中选出的一个轴线的加速和减速相关的参数。例如，如图2所示，传感器装置20可被配置成用于检测与沿限定3D坐标系统的三个单独的轴线的加速和减速相关的参数。在所描绘的实施例中，传感器装置20可配有负载传感器或加速计，以检测沿正或负X、Y和/或Z方向(Z方向垂直于图2的绘图平面延伸)的参数。当然，沿X、Y和Z方向检测的参数可用于计算3D坐标系统中的所检测的参数的量值和方向向量。沿X方向检测的参数例如可用于检测被拖车辆10的加速度或减速度，并随后通过使用选出的一个或多个马达18施加加速或制动转矩。沿Y方向检测的参数例如可用于检测转向操作或车轮掉入地洞中，并且随后施加加速或制动转矩以实现被拖车辆10的转矩引导。沿Z方向检测的参数例如可用于检测被拖车辆10的向上或向下的行进或转矩，并随后通过使用选出的一个或多个马达18施加驱动或制动转矩，或采用主动悬停系统控制技术以在车轮16之间转移重量。
在所示的实施例中，所示的传感器装置20包括负载检测联结器，其用于随着被拖车辆10减速或加速而检测联结器上的前后负载。例如，被拖车辆10可在操作者增大节气门或在工作中向上换挡时加速。此外，被拖车辆10可在操作者减小节气门或在工作中向下换挡时或当车轮16掉入地面上的凹陷或洞中时减速。
负载检测联结器形式的传感器装置20的具体构造可根据应用情况而改变。例如，传感器装置20可包括用于在加速和减速过程中检测前后负载的一个或多个负载传感器。
此外，所示的传感器装置20与被拖车辆10的连接榫或联结器的一部分连接并由其携带，但也可以由从拖车12向后延伸的联结器携带，或者甚至可能被被拖车辆10和拖车12中的每一个部分地携带。其他构造也是可能的。
电处理电路22接收来自传感器装置20的输出信号并且根据输出信号启动一个或多个马达18。图中所示的电处理电路22与传感器装置20通过单个线路26连接，但也可以通过其他方式例如数据总线、无线连接等方式连接。
更具体地，电处理电路22将来自传感器装置20的代表前后负载的输出信号的值与对应于传感器装置20上的拉伸和压缩负载范围的可接受的负载范围作比较。如果输出信号的值落入该可接受的负载范围之内，则没有马达18启动。另一方面，如果输出信号的值落到可接受的负载范围之外，则一个或多个马达18启动，以向相应的车轮施加期望的推动或制动动作。通过这种方式，被拖车辆10被独立地加速或减速，与拖车12施加的拉力无关。
电处理电路22启动一个或多个马达18，使得被施加到相应马达18的推动或制动的量与由被拖车辆10携带的材料的重量成比例(这又可以与被拖车辆10的整体重量相对应)。例如，在谷物推车或重力箱的情况下，在填充谷物农产品的过程中，谷物推车或重力箱的重量从空车重量增加至满载重量。
相反地，在肥料撒施机的情况下，在材料的施用过程中，肥料撒施机的重量从满载重量减小为空车重量。
还可以限制施加到马达18上的转矩，使得不会对底盘、传动系统等造成损害。例如，电处理电路22可以被配置成向指定的马达18和车轮16提供达到最大转矩的命令信号，其中所述最大转矩小于最大阈值量的。此外，可以简单地限制指定马达18的最大输出转矩，从而最大转矩低于阈值。
在上文描绘和描述的实施例中，传感器装置20是检测在被拖车辆10的加速和减速过程中出现的前后负载的负载检测联结器的形式。还可以使用用于感测或检测与被拖车辆10的加速或减速相关的参数的其他传感器和控制装置。例如，可以在被拖车辆10上装配用于检测加速度或减速度的加速计，并随后启动一个或多个马达18以实现期望的推动或制动动作。此外，可以使用在操作者下压拖车12的车载制动踏板时根据制动踏板被压下的量而启动的制动控制装置。相反地，也可以在操作者启动拖车12的车载加速器控制装置或节气门控制装置时向指定的马达18施加推动动作。
现在参见图3，其示出了本发明的拖动被拖车辆的方法的简化图。在方块30处，检测与被拖车辆10的加速或减速相对应的参数。在图1和2所示的实施例中，检测到的参数对应于负载检测联结器上的前后负载(压缩和拉伸)。在上述其他实施例中，检测到的参数可对应于来自加速计、制动踏板、和加速器控制装置和/或节气门控制装置的输出信号。如果检测到的参数的输出信号落入规定的可接受范围之内，则拖车12简单地继续拉动被拖车辆10，而无需来自马达18的辅助(方块32和线条34)。另一方面，如果检测到的参数的输出信号落入规定的可接受的范围之外，则电处理电路22启动一个或多个马达18，以向相应的车轮16施加期望的并且适当的推动或制动动作(方块36)。
本发明具有如下优点：不再需要大型拖车12去拉或拖重型被拖车辆10。这允许拖车12的尺寸减小，进而降低所需车辆的成本，以及相关的操作成本，例如燃料等。被拖车辆10甚至可以以队列布置连接在一起，同时仍然允许使用相对小型的拖车12。
虽然已经参照至少一个实施例描述了本发明，但是可以在本公开内容的精神和范围内可以进一步修改本发明。因此本申请意图使用其基本原理涵盖本发明的任何变化、用于或改造。此外，本申请意图覆盖源自本发明的、落入本发明所属技术领域的公知或惯常实践范围内的以及落入所附权利要求范围内的偏离。

Claims (35)

1.一种车辆配置，包括：
拖车；
被拖车辆，包括至少两个车轮和至少一个马达，每个所述马达被连接到相应的所述车轮；
位于所述拖车和所述被拖车辆之间的负载检测联结器，该负载检测联结器检测沿多个轴线中的至少一个轴线的负载，所述负载检测联结器提供代表所述负载检测联结器上检测到的负载的输出信号；和
与负载检测联结器耦合的电处理电路，所述电处理电路根据所述输出信号启动至少一个所述马达。
2.根据权利要求1所述的车辆配置，其中，所述被拖车辆包括所述负载检测联结器。
3.根据权利要求1所述的车辆配置，其中，所述负载检测联结器检测位于该负载检测联结器上的前后负载。
4.根据权利要求3所述的车辆配置，其中，所述电处理电路将所述前后负载的值与一可接受的负载范围作比较，并且如果所述值落到所述可接受的负载范围之外，则启动至少一个所述马达。
5.根据权利要求4所述的车辆配置，其中，所述可接受的负载范围对应于所述负载检测联结器上的拉伸和压缩负载的范围。
6.根据权利要求1所述的车辆配置，其中，所述电处理电路启动至少一个所述马达以向相应的所述车轮提供推力或制动力中的一种。
7.根据权利要求6所述的车辆配置，其中，所述至少一个马达施加到对应的所述车轮的推力或制动力的量与所述被拖车辆承载的物料的重量成比例。
8.根据权利要求6所述的车辆配置，其中，所述电处理电路和所述至少一个马达中的一种包括转矩限制器，该转矩限制器用于限制施加到所述至少一个马达的所述推力或制动力的量。
9.根据权利要求1所述的车辆配置，其中，所述马达是电动马达。
10.根据权利要求9所述的车辆配置，包括用于向所述至少一个马达提供电力的电力源。
11.根据权利要求10所述的车辆配置，其中，所述电力源包括a)至少一个电池和b)内燃机中的一种。
12.根据权利要求1所述的车辆配置，其中，所述被拖车辆是被拖工具。
13.一种被拖车辆配置，包括：
车架；
由所述车架支承的至少两个车轮；
至少一个马达，每个所述马达被连接到相应的所述车轮；
传感器装置，用于检测与所述被拖车辆沿从多个轴线中选出的一个轴线的加速或减速相关联的参数，所述传感器装置提供输出信号；和
与所述传感器装置耦合的电处理电路，所述电处理电路根据所述输出信号启动至少一个所述马达。
14.根据权利要求13所述的被拖车辆配置，其中所述传感器装置包括位于所述被拖车辆上的负载检测联结器，并且所述输出信号表示所述负载感测联结器上检测到的负载。
15.根据权利要求14所述的被拖车辆配置，其中，所述负载检测联结器检测位于该负载检测联结器上的前后负载。
16.根据权利要求15所述的被拖车辆配置，其中，所述电处理电路将所述前后负载的值与一可接受的负载范围作比较，并且如果所述值落到所述可接受的负载范围之外，则启动至少一个所述马达。
17.根据权利要求16所述的被拖车辆配置，其中，所述可接受的负载范围对应于所述负载检测联结器上的拉伸和压缩负载的范围。
18.根据权利要求13所述的被拖车辆配置，其中，所述电处理电路启动至少一个所述马达以向相应的所述车轮提供推力和制动力中的一种。
19.根据权利要求18所述的被拖车辆配置，其中，所述至少一个马达施加到对应的所述车轮的推力或制动力的量与所述被拖车辆承载的物料的重量成比例。
20.根据权利要求18所述的被拖车辆配置，其中，所述电处理电路和所述至少一个马达中的一种包括转矩限制器，该转矩限制器用于限制施加到所述至少一个马达的所述推力或制动力的量。
21.根据权利要求13所述的被拖车辆配置，其中，所述传感器装置包括以下各项中的一种：
a)负载检测联结器；
b)制动器控制装置和加速器控制装置；
c)制动控制装置和节气门控制装置；和
d)加速计。
22.根据权利要求21所述的被拖车辆配置，包括用于向所述至少一个马达提供电力的电力源。
23.根据权利要求22所述的被拖车辆配置，其中，所述电力源包括a)至少一个电池和b)内燃机中的一种。
24.根据权利要求13所述的被拖车辆配置，其中，所述被拖车辆是被拖工具。
25.一种使用拖车拖动被拖车辆的方法，所述被拖车辆具有至少一个马达，每个马达连接到相应的车轮，所述方法包括以下步骤：
使用传感器装置检测与所述被拖车辆的沿多个轴线中选出的一个轴线的加速或减速相关的参数；
输出来自所述传感器装置的表示所检测到的参数的输出信号；以及
根据所述输出信号，使用电处理电路启动至少一个所述马达。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述检测步骤包括检测负载检测联结器上的前后负载。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，将所检测到的负载与所述联结器组件上的可接受的负载范围作比较，并且如果所检测到的负载落到所述可接受的负载范围之外，则执行所述启动步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述可接受的负载范围对应于所述联结器组件上的拉伸和压缩负载的范围。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，所述启动步骤包括根据所述联结器组件的所检测到的前后负载启动至少一个所述马达。
30.根据权利要求25所述的方法，其中，所述启动步骤被执行，使得所述至少一个马达向相应的所述车轮提供推力和制动力中的一种。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述至少一个马达施加到相应的所述车轮上的推力或制动力的量与由所述被拖车辆承载的物料的重量成比例。
32.根据权利要求30所述的方法，其中，所述电处理电路和所述至少一个马达中的一种包括转矩限制器，该转矩限制器用于限制施加到所述至少一个马达的所述推力或制动力的量。
33.根据权利要求25所述的方法，其中，所述传感器装置包括以下各项中的一种：
a)负载检测联结器；
b)制动控制装置和加速器控制装置；
c)致动控制装置和节气门控制装置；和
d)加速计。
34.根据权利要求25所述的方法，其中，所述马达是电动马达。
35.根据权利要求25所述的方法，其中，所述被拖车辆是被拖工具。
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