CN103974867A - 用于矿用卡车功率系统的自动受电弓控制 - Google Patents

Abstract

控制矿用卡车(10)中的功率系统(20)包括接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车(10)的适宜性的期望变化的数据，并响应于该数据且在期望适宜性变化出现之前输出控制指令给用于受电弓(40)的致动机构(42)。进一步提供矿用卡车(10)和功率系统(20)，其中响应于指示期望适宜性变化的数据，具有电接触器(48)的受电弓(40)在接触架空滑触线(100)的第一构型和静置构型之间调节。

Description

用于矿用卡车功率系统的自动受电弓控制

技术领域

本发明总体涉及适用于滑触辅助操作的这类矿用卡车，并更具体地涉及根据开启滑触操作的矿用卡车的适宜性自主调节矿用卡车的受电弓。

背景技术

大规模材料开采往往是能源密集型的努力。在许多露天矿区中，大型矿用卡车的车队几乎可以连续操作，以便将矿石和过载物从提取区域运输到倾卸或加工地点。许多这样的矿用卡车经由柴油供能的发动机操作。两种直接驱动柴油发动机和柴油-电驱动系统已使用了多年。与许多其他重型设备系统一样，矿用卡车的燃料成本可能是巨大的。此外，许多矿区都位于偏远地区，并且运输燃料到矿场的成本可以显著增加操作费用。不考虑成本，甚至获得足够燃料供应也是具有挑战性的。对于这些和其他原因，采矿工业中的工程师和矿用设备制造商正在不断寻找方法来降低燃料消耗。鉴于商品(其中开采材料和石油燃料是两个例子)的历史价格波动，以及矿区的地质和地形的变化，用于采矿活动的供应和消耗能源的经济性往往是复杂而多变的。

几十年来，矿区经营者已经尝试了使用现场产生的或从公用电网供应电功率，以便为采矿设备供能。现场发电也有直接通过石油燃料为设备提供燃料的类似成本和可用性的担忧。由于许多矿区遥远和其他因素，与单独依赖石油燃料相比，至少对于一些矿区，甚至在相对长的距离上从电网提供电功率已经证明是持续有利的。不过，电功率成本会因市场波动而变化，并根据用于发电的化石燃料、地热或水力发电或其他当地或可获得能源的区域可用性，在矿区之间也存在不同。因此，即使为矿用设备提供电功率是可行的，仍有充足的动力去尽可能有效地使用它，既要控制成本，也要在经济不明朗的面前优化可预见性。

虽然几十年前首次提出，在矿区的电功率使用的一个当前例子是滑触系统，其具有架空滑触线来提供电功率，从而辅助矿用卡车，特别是在上坡坡度负载行驶时。许多露天矿区包括从矿石的提取地点延伸到远程倾卸地点或加工位置的运输道路。在这种地点使用的矿用卡车可能需要在几公里长或可能甚至更长的运输道路上沿着上坡坡度行驶。将理解到，使用柴油或其他石油燃料来沿着这种坡度推进承载数百吨矿石的矿用卡车可以是相当昂贵的，因此这种滑触系统近年来重新受到人们的兴趣。

被构造成通过来自滑触线的电功率辅助的矿用卡车通常包括已知为受电弓的机构，受电弓可以用来从矿用卡车向上和/或向外伸出以电接触滑触线，并因此提供用于推进的电功率，而不是在矿用卡车本身上产生功率。在传统实践中，操作者视觉监视其矿用卡车与架空滑触线接近，并致动受电弓以便在希望位置接合滑触线，接着在其端部使受电弓与滑触线脱离接合。矿用卡车的操作者已有的任务在于使近乎于极为大型和沉重的机器转向并通过其他方式控制。因此，具有深入训练和经验的高度技能化的操作者通常被选择以操作矿用卡车。尽管有这种技能和训练，操作者趋于使其注意力更多地指向避让障碍物和碰撞，而不是最佳地确定受电弓致动的时刻。此外，使矿用卡车转向以使其保持与滑触线电连接本身会是挑战性的尝试。因此，与其最佳情况相比，许多矿用卡车通常较少地或更保守地开启滑触。对于这些挑战进一步加入的是滑触线不总能得到的事实。在卡车意外转向脱离或接触滑触线的情况下产生的维护、修理和电故障会需要滑触线临时断电，中断矿区操作的平稳和可预测流程。

授予Takei等人的美国专利号4,694,125针对一种用于具有受电弓电路的滑触辅助车辆的收集器装置。电路在驾驶员离开车辆时使得控制受电弓位置的阀断电。换言之，Takei等人似乎提出了在操作者停止卡车并打算离开时使受电弓与滑触线脱离连接。虽然防止操作者受到电击当然是有用的目的，Takei等人似乎没有提供现代矿区的能源消耗、成本和效率的挑战的解决方案。

发明内容

在一个方面，用于控制滑触辅助启用矿用卡车中的功率系统的方法包括接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车的适宜性的期望变化的数据，并响应于数据并在期望适宜性变化出现之前，输出控制指令到用于功率系统的受电弓的致动机构。该方法还包括响应于控制指令，在用于经由来自架空滑触线的电功率为矿用卡车的电推进马达供能的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓。

在另一方面，一种用于滑触辅助启用矿用卡车的功率系统包括受电弓，用于经由来自架空滑触线的电功率为矿用卡车的电推进马达供能，受电弓包括能够与矿用卡车的主体联接的连杆机构。受电弓进一步包括与连杆机构联接的电接触器以及能够在使电接触器与架空滑触线接触的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓的致动机构。功率系统进一步包括与致动机构控制连通的电子控制单元，电子控制单元能够接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车的适宜性中的期望变化的数据，并在期望适宜性变化出现之前响应地输出控制指令到致动机构。

在又一方面，一种矿用卡车包括框架、与框架联接的地面接合推进元件和功率系统。功率系统包括电推进马达和用于经由来自架空滑触线的电功率为电推进马达供能的受电弓。受电弓具有能够在接触架空滑触线的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓的致动机构。功率系统进一步包括电子控制单元，电子控制单元能够接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车的适宜性中的期望变化的数据并在期望适宜性变化出现之前响应地输出控制指令到致动机构。

附图说明

图1是根据一种实施方式的矿用卡车的侧示意图；

图2是图1的矿用卡车的示意图；

图3是矿用卡车在滑触辅助矿区环境中的多个位置的示意图；

图4是类似于图3的示意图；

图5是根据一种实施方式的控制过程的流程图；以及

图6是根据一种实施方式的另一控制过程的流程图。

具体实施方式

参考图1，示出了根据一种实施方式的滑触辅助启用(trolley-assist capable)矿用卡车10。矿用卡车10可包括主体或框架12，主体或框架12具有与框架12联接的地面接合推进元件14。在所示实施方式中，地面接合推进元件14包括一组两个前轮和一组四个后轮，虽然本发明不由此受到限制。底板16与框架12联接和/或作为框架12的部分，并可以在所示的降低位置和以常规方式从底板16倾卸材料的提升位置之间倾斜。矿用卡车10可进一步包括具有例如压燃内燃发动机的燃烧发动机22和经由发动机22供能的发电机24的功率系统20。功率系统20可进一步包括与后地面接合元件14联接的一个或多个电推进马达26。功率系统20可进一步包括被构造成电联接功率系统20与架空滑触线100的线连接机构40。如上所述，矿用卡车10可以是滑触辅助启用的。本领域普通技术人员将熟知被构造成在一些情况下(例如在上坡坡度上承载材料载荷时)经由来自架空滑触线的电功率操作的矿用卡车。在一种实际应用的策略中，矿用卡车10可在开启滑触模式和断开滑触模式或发电机模式之间转换，在开启滑触模式，功率系统20从架空滑触线100完全或部分接收功率，在断开滑触模式或发电机模式，功率完全从发动机22/发电机24接收。不过设想到多种实施方式，其中在开启滑触的同时使用来自发电机24和滑触线100两者的电功率的组合。从以下描述中将进一步明白，功率系统20可在预计到用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性变化以及预计到来自滑触线100的功率的可用性时前瞻性地控制。

驾驶室18可以安装到框架12，并且操作者控制站30可以定位在驾驶室18内。操作者控制站30可以包括用于控制和监视矿用卡车10的操作的多种操作者输入装置。为此，节流控制杆或类似装置32和受电弓自动开关34可定位在操作者控制站30，其中每个的作用将在这里进一步描述。

线连接机构40可包括具有致动机构42的受电弓(pantograph)、与被构造成安装到框架12(例如安装到底板16的前部)的基部46联接的连杆机构44。受电弓40可通过致动机构42在用于接触滑触线100的开启滑触构型和静置构型之间调节。受电弓40可进一步包括安装到连杆机构44的一组两个电接触器48，电接触器在开启滑触构型将功率系统20与滑触线100电连接。受电弓40可在静置构型定位在支座50上。如图1所示，开启滑触构型可包括受电弓40的升高位置，而静置构型可包括受电弓40的降低位置。受电弓40以及特别是电接触器48可与功率系统电子器件28电连接，电子器件28被构造成以这里进一步描述的方式在功率系统20内提供和分布电功率。

矿用卡车10可进一步包括功率控制系统60。控制系统60可与定位在操作者控制站30处的操作者输入装置以及矿用卡车10的其他监视和控制装置连通，这些装置包括接收器或天线68、功率系统电子器件28和电致动的发动机节流装置74。控制系统60可进一步包括接收电子数据的电子控制单元62，电子数据包括来自接收器68的指示用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化的电子数据。电子控制单元62可进一步与致动机构42控制连通，并被构造成响应于电子数据并在期望适当变化出现之前输出控制指令到致动机构42。

在另一方面，控制系统60可以被构造成至少部分基于滑触线100的分段的可用性或不可用性来使得功率系统20在从滑触线100接收电功率的开启滑触模式转换到断开滑触模式。为此，电子控制单元62可以进一步被构造成接收指示矿用卡车10从行驶路径的与滑触线100的可用分段重合的第一部分到行驶路径的与不可用分段重合的连续部分的期望行进的数据。电子控制单元62可响应于该数据指令将功率系统20从开启滑触模式转换到断开滑触模式。这些能力(响应于用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化来可控地致动受电弓40以及响应于不同滑触线分段的可用性来可控地转换功率系统20)中的每种在下面进一步描述，并通过例子说明。

现在参考图2，示出矿用卡车10的一些部分的示意图，并示出图1所示以外的特征。将回想到矿用卡车10可包括至少一个电推进马达。在图2所示的实际应用策略中，电推进马达26为两组两个后轮14中的每一个供能，但是，也可以对于每组轮使用公共推进马达。图2同样示出与发动机22联接的发电机24。发电机24可以经由发动机22的输出轴23转动，并且例如传动装置和齿轮箱的附加部件(未示出)可以传统方式联接在发动机22和发电机24之间。功率系统电子器件28示出为与发电机24和推进马达26电连接。电子器件28同样示出为与受电弓40并特别与电接触器48电连接。电子器件28可包括本领域普通技术人员已知的多种部件，例如逆变器、开关以及用于消散多余功率的电阻网格和/或例如电池或电容器的电能存储装置。在所示实施方式中，只示出一个受电弓。应该理解到在许多(如果不是大多数)形式中，可以使用被构造成建立或中断与第一和第二架空供能滑触线的电路的两个受电弓。发送到受电弓40的控制指令的描述这里应该因此理解为发送到两个受电弓使得两个受电弓被同时调节的控制指令。滑触线100可以是直流电或交流电的，并且发电机24可以被构造成直流或交流发电机。电子器件28被经由已知技术对于交流电和直流电的任何这些组合来说适当地构造。

图2还示出被构造成将液压流体从罐54传递到受电弓40的致动机构42的液压泵52。为此，致动机构可包括液压致动器，并且电致动控制阀51可流体定位在泵52和致动机构42之间。液压流体可从泵52供应到致动机构42，并通过阀51从致动机构42返回到罐54。阀51可包括具有流体供应到致动机构42的头侧室并从杆侧室接收并返回罐54的第一位置的多位置阀。在阀51的第二位置，可以颠倒流体连接，并且在第三位置，可以阻断流体连接。电子控制单元62可以与泵52控制连通，并也与电致动控制阀51控制连通。如上所述转换功率系统20可包括输出控制指令到电致动控制阀51，特别是到电致动器53。在替代实施方式中，受电弓40可以经由一些其他策略致动，并且致动机构42可以例如包括气动致动器、电致动器或球和螺杆驱动器。

图2还示出被构造成使前地面接合元件14转向的一组转向致动器56。转向传感器70示出为与转向致动器56之一联接，并与电子控制单元62连通，使得电子控制单元62被构造成监视卡车10的转向参数，例如轮转向角度。转向传感器70可因此包括被构造成监视致动器56之一的位置的线性位置传感器，但是在其他实施方式中，可包括与前地面接合元件14之一联接的转动位置传感器或一些其他转向检测机构。可以包括单件或分离式前轴的前轴58示出为在前地面接合元件14之间延伸。速度传感器72示出与轴58联接，并与电子控制单元62连通，以使电子控制单元62监视矿用卡车10的速度参数。本领域普通技术人员将理解到可以使用一些其他检测策略，例如经由轮速度传感器监视轮速，或经由来自当地或全球定位系统的信号监视地面速度，而不监视轴速度。

转向参数和速度参数中的每种参数是矿用卡车10的动态参数的例子。与对于用于开启滑触操作的矿用卡车的适宜性的期望变化的确定和动作相结合，电子控制单元62可接收指示至少一个动态参数(例如转向参数和速度参数)的数据，并由此响应地将控制指令输出到致动机构42。传感器70和72可以是被构造成监视至少一个动态参数的检测系统69的部分。图2还示出接收器或天线68、开关34和节流控制杆32，其都与电子控制单元62联接。天线68可以被构造成接收指示矿用卡车10的实时位置的数据，以及指示矿区处的其他机器和多种特征(例如滑触线100本身)的位置的数据。有关滑触线100的不同分段的可用性的状态信息以及来自矿区操作中心的可能指令也可经由天线18接收。天线68还可被构造成出于这里进一步描述的多种目的来传递来自矿用卡车10的信号。开关34可包括推动按钮等，其发送信号到电子控制单元62或由其询问，以确定是否希望自动受电弓控制，同样如这里进一步描述。节流控制杆32可继而发送指示操作者指令的节流位置的信号到电子控制单元62。响应于来自控制杆32的指令，电子控制单元62可以传统方式输出指令到电致动节流装置74。被输出以便在开启滑触模式和断开滑触模式之间转换的控制指令也可包括从电子控制单元62发送的指令，以根据需要使发动机22加速或减速。

电子控制单元62可以经由适当软件构造成以执行这里设想的多种功能。为此，电子控制单元62可包括与存储计算机可执行编码的计算机可读取存储器66联接的数据处理器64。存储器66还可存储开启滑触适宜性边界的位置数据，使得电子控制单元62可以响应于经由天线68接收的实时卡车位置数据和存储的位置数据之间的差来输出控制指令到致动机构42。鉴于以上描述，可以理解到控制系统60可获得矿用卡车10相对于矿区的例如滑触线100的一些特征定位的图形，以及矿用卡车10在特定时刻的情况，例如其地面速度、转向角度和可能的其他因素。例如卡车位置、速度和转向的因素可以理解为电子控制单元62评价以检测用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化的内部参数，使得受电弓40可以得到调节，例如根据需要升高或降低，并使得功率系统20可以在开启滑触模式和断开滑触模式之间转换。在开启滑触模式，电功率从滑触线100提供到马达26，而在断开滑触模式，电功率可从发电机24或从机载能量存储装置等(未示出)提供到电马达26。在另外其他实施方式中，在断开滑触模式，矿用卡车10的轮14可以经由与发动机22的机械联接供能，或者根本不提供电能。

如上所述的指示用于开启滑触操作的适宜性的内部因素的一种组合可包括开启滑触适宜性边界内的卡车位置、小于一些预定角度的轮转向角度和大于一些预定最小值的地面速度。根据这些因素，可以得到的结论是矿用卡车10被定位成使得受电弓40可以电接触滑触线10，矿用卡车10不停止，并且不剧烈转向而使得卡车10不危险地经过开启滑触适宜性边界的外部。指示矿用卡车10当前不适宜开启滑触操作的条件可包括开启滑触适宜性边界外部的卡车位置、大于一些预定角度的轮转向角度以及低于一些预定速度或为零的卡车速度。在这些条件下，可得出的结论是矿用卡车10不定位成使得受电弓40可以与滑触线100电连接，卡车10停止或似乎转向离开开启滑触适宜性边界。

将理解到这些和其他因素的多种不同的组合可用来得到的结论是矿用卡车10当前适宜或不适宜开启滑触操作。可以进一步理解到通过监视以上因素以及可能其他的因素，控制系统60可以在变化实际出现之前识别用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化。例如，如果矿用卡车10快速减速，可以得到结论是矿用卡车10似乎可能停止，此时出于多种原因将希望与滑触线100断开电连接。类似地，如果矿用卡车10当前相对剧烈转向或者轮转向角度的变化相对快速出现，可以得到的结论是矿用卡车10似乎趋于转向脱离滑触线并在开启滑触适宜性边界外部。监视任何这些动态参数可以指示已经出现或期望出现的条件，证明有必要与滑触线100脱离。因此，电子控制单元62可根据指示至少一个动态参数的数据设置故障，并响应地输出控制指令，以降低或停止升高受电弓40。指示至少一个动态参数的这些数据可以在从检测系统39到电子控制单元62的输入中编码。

矿用卡车10与开启滑触适宜性边界的接近或者接近的期望变化也可指示用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化。任何这些内部参数和可能的其他参数(单独或组合)可以指示用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化。在预计到变化时并在出现变化之前，电子控制单元62可输出控制指令到致动机构42。

在指示适宜性的期望变化的数据被接收并同时矿用卡车10位于开启滑触适宜性边界外部但似乎正在接近开启滑触适宜性边界的情况下，控制指令可以被输出，使得在矿用卡车10位于开启滑触适宜性边缘外部的同时，受电弓开始升高到开启滑触构型，并在矿用卡车10进入开启滑触适宜性边界的同时或者刚过此刻达到其开启滑触构型。这种特殊的策略考虑到升高受电弓40中的延迟时间，使得受电弓40可以在最早可能的时刻与滑触线100电连接。换言之，基本上在矿用卡车10变得适宜开启滑触操作的准确时刻，受电弓40可以接触滑触线100。响应于受电弓40与滑触线100的电连接，确认信号可经由例如电子器件28输出。响应于确认信号，电子控制单元62可以指令来源于电子器件28的功率从发电机24转换到受电弓40，并指令发动机22减速。

在指示期望变化的数据被接收并同时矿用卡车10在开启滑触适宜性边界内部的情况下，给致动机构42的控制指令可以在矿用卡车10经过开启滑触适宜性边界外部之前输出，使得受电弓40在来自滑触线100的电功率变得不再可得到时或之前开始降低。与调节受电弓40平行，并且也在出现期望适宜性变化之前，电子控制单元62可输出控制指令到电子器件28，使得功率系统20开始在从滑触线100接收电功率的开启滑触模式和从发电机24接收电功率的断开滑触模式之间转换。给电致动节流装置74的控制指令可以被输出，以便在预计来自发电机24的负载需求时开始加速发动机22，其中期望变化从适宜开启滑触操作到不适宜。

如上所述，例如卡车位置、地面速度、转向的因素可以理解为内部参数。在作业矿区，会存在多种外部因素，其可以影响用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性。一种这样的外部因素是滑触线100的不同分段的可用性。虽然多种因素会影响给定滑触线分段是否可用或不可用，在许多情况下，可用性将通过所述滑触线分段是否供电或断电来确定。在特殊分段下操作的同时，为了进行维护，或者由于例如矿用卡车失速或轮胎漏气的问题，滑触线的单独分段可以被断电。在任何这些情况下，可以希望随后的卡车以断开滑触模式操作，直到它们可以经过有问题的分段。为此，电子控制单元62可接收指示矿用卡车10从行驶路径的与滑触线100的可用分段重合的第一部分到行驶路径的与不可用分段重合的连续部分的期望行进的数据。已经观察到在滑触线的分段不可用的许多情况下，矿用卡车的操作者将不知情地在不可用分段上驾驶矿用卡车，期望开启滑触模式的操作将继续可用。因此，出现故障，并且在发动机加速的同时，给矿用卡车的推进马达的功率必须至少暂时停止，并且操作者准备以断开滑触模式操作矿用卡车。在其他情况下，在滑触线可用性被通讯到操作者的情况下，通常使用放置在滑触线的支承柱上的灯。这种灯会在一些情况下难以看到，或者被操作者忽视。通过接收指示期望行进到行驶路径的与不可用分段重合的部分的数据，使得功率系统20从开启滑触模式到断开滑触模式的转换可以是无缝的。给转换功率系统20的控制指令因此可以在矿用卡车10从可用分段接收电功率时输出，使得功率系统20在矿用卡车10行进到行驶路径的与不可用分段重合的连续部分之前开始转换到断开滑触模式。与因此转换的功率系统20平行或作为其部分，受电弓40可以被降低，来源于电子器件28内的电能被适当转换，并使发动机22加速。随后可接收指示矿用卡车到行驶路径的与滑触线100的另一可用分段重合的第二连续部分的期望行进的数据，响应于随后数据，使得电子控制单元62可以指令转换功率系统20返回开启滑触模式。

工业实用性

现在参考图3，示出矿用车辆10在运输道路125上处于三个不同位置。滑触线100总体平行于运输道路125延伸，并包括电线和沿着运输道路125并在其上方延伸且以传统方式经由支承柱111支承的支承缆线(如果需要的话)。多个当地发射器-接收器沿着滑触线100定位，并分别被构造成以这里进一步描述的方式和目的来接收和发射数据。卫星118(代表多个全球定位卫星)也在图3中示出。滑触线100包括多个不同的分段，每个分段限定成滑触线的在相邻支承柱111之间延伸的区段。第一组箭头112表示矿用卡车10的行驶路径的与滑触线100的可用分段102重合的部分。另一组箭头114表示行驶路径的与滑触线100的不可用连续分段104重合的第二或连续部分。分段104可以被断电。下一个连续分段106(可用)与矿用卡车10的行驶路径的第三部分重合，由箭头116表示。沿着行驶路径的第一部分，受电弓40且特别是两个受电弓位于升高位置，使得电功率从可用分段102供应到矿用卡车10的电推进马达。在矿用卡车10穿越行驶路径的与不可用分段104重合的连续部分的情况下，受电弓40降低，并且卡车10经由来自发电机24的电功率以断开滑触模式操作。沿着行驶路径的第三部分，受电弓40再次升高，并且矿用卡车10以开启滑触模式操作。

将回想到可响应于指示矿用卡车10从行驶路径的与可用分段102重合的第一部分(箭头112)到行驶路径的与不可用分段104重合的连续部分(箭头114)的期望行进的数据来指令功率系统20从开启滑触模式转换到断开滑触模式。在沿着运输道路125前进过程中，接收器68可接收指示矿用卡车10的位置的数据。这些数据可包括远程传递的数据，例如从卫星118和传统上的另外全球定位卫星传递的数据。矿用卡车10还可接收指示每个滑触线分段102、104、106的不可用或可用状态的数据。在实际应用策略中，储存器66可如上所述地存储滑触线100的映射数据，使得电子控制单元62可以响应于存储的映射数据以及远程传递的位置数据确定矿用卡车10当前在行驶路径的哪个部分上操作，以及滑触线100的哪个分段与行驶路径的哪个部分重合。随着矿用卡车10接近发射器-接收器110之一，电子控制单元62可经由通过天线68传递的信号询问适当的当地发射器-接收器110。每个发射器-接收器110可与滑触线100联接，并且可监视一个或多个分段102、104、106的状态，从而响应于该询问，使得所述发射器-接收器110可将数据传递到矿用卡车10。以此总体方式，电子控制单元62将知道滑触线100的将要到来的分段的状态，并可以在到达行驶路径的与具有不同于前面分段的可用性的分段重合的部分之前采取措施。

在图3的图示中，在矿用卡车10的最左侧位置，电子控制单元62可以接收指示例如分段104断电的数据。响应于该数据，电子控制单元62可指令转换功率系统20到断开滑触模式，指令在适当时刻降低受电弓40，并加速发动机22。以类似方式，在矿用卡车10接近定位在分段104和106之间的发射器-接收器时，电子控制单元62可再次进行询问，并且根据分段106的可用性采取适当措施。已经观察到矿区的相对有限的无线带宽可以通过数据的不断或经常传递和接收来消耗。因此，本发明的策略(矿用卡车10询问当地发射器-接收器)提供了优点。在替代实施方式中，矿区的发射器可连续或间断地传递指示一个或多个滑触线分段的状态的数据。另外，不是接收来自卫星等远程传递的指示实时矿用卡车位置的数据，当地发射器可出于类似目的用于当地定位系统。

现在参考图5，示出流程图100，流程图说明可以用于类似于图3所示的应用中的示例性控制过程。流程图100的过程可以在步骤205开始，并继续到步骤210，以询问卡车状态对于开启滑触操作是否真实。步骤210处的感兴趣的所述卡车状态可包括动态参数，例如速度、转向、位置和可能其他参数。步骤210处的感兴趣的所述状态还可包括是否指定矿用卡车10开启滑触操作，还只是断开滑触操作。已经观察到与其他情况相比，一些卡车或一些操作者会更有效地采用滑触辅助，而不管操作者训练和矿用卡车维护和设备中的最佳努力。为此，一些卡车可从不开启滑触操作，或者在给定作业轮换过程中不这样做，尽管具有这种能力。从步骤210，过程可以继续到步骤215以询问矿用卡车10是否位于开启滑触适宜性边界内。步骤215处的过程可以理解为确定矿用卡车10是否定位成完全适用于开启滑触操作。如果是，过程可继续到步骤220以询问是否正在运行更新分段定时器。如果是，过程可进一步继续到步骤225以发送或要求一个或多个滑触线分段的状态。如果任何步骤210-220是否，过程可循环返回再次执行步骤210，或者可简单离开。如上所述，要求状态可包括询问当地发射器-接收器，其响应于询问经由信号将状态发送到矿用卡车10。从步骤225，过程可进一步继续到步骤230以开始更新分段定时器，并且进一步到步骤235以接收滑触线分段的状态。从步骤235，过程可继续到步骤240，以如这里描述指令在开启滑触模式和断开滑触模式之间转换功率系统20。从步骤240，过程可继续到步骤245以询问更新分段定时器是否结束。如果否，过程可返回再次执行步骤215-245，或在步骤250处结束。如果是，过程可循环返回以再次执行步骤225-245。

现在参考图4，示出位于沿着运输道路125的四个不同位置上的矿用卡车10，并示出响应于用于开启滑触操作的矿用卡车10的适宜性的期望变化来升高和降低受电弓40。在矿用卡车10的最左侧图示中，受电弓40降低，并且矿用卡车10接近开启滑触适宜性边界120。边界120可部分通过滑触线100的覆盖区域限定。边界120还可部分通过相对于滑触线100的覆盖区域(受电弓40的电接触器48的宽度限定)位移的误差限定。换言之，假设电接触器48可包括在宽度方向上延伸经过矿用卡车10的细长导电元件，矿用卡车10可在误差内左右转向，而不与滑触线100断开电连接。虽然滑触线100的覆盖区域没有在图4中具体示出，覆盖区域可以理解为滑触线100的形状，其在滑触线100的鸟瞰图中投影在运输道路125上。边界120可以是闭合的，使得固定区域定位在运输道路125上，受电弓40可在其中与滑触线100接触和电连接。

如上所述，电子控制单元62可响应于矿用卡车10与开启滑触适宜性边界接近的期望变化来输出控制指令到致动机构42。在图4所示的矿用卡车10的最左侧位置，电子控制单元62可接收指示矿用卡车10的位置的数据，并将该数据与边界120的存储映射数据比较。根据矿用卡车10与边界120的接近边缘的接近的期望变化，如例如实时卡车位置数据和矿用卡车10的存储映射数据、速度和行驶方向之间的差别的因素所示，电子控制单元62可输出控制指令，以开始升高受电弓40，从而受电弓40刚好在可以与滑触线100建立电连接的时刻接触滑触线100。这不同于现有技术策略，其中根据内置误差来指令或训练操作者开始受电弓升高以及开启滑触操作，以防止操作者过早升高受电弓并阻碍滑触线。在图4左侧的第二个矿用卡车10的图示中，受电弓40升高以接触滑触线100。继续到右侧，在矿用卡车10的下一个图示中，矿用卡车10转向离开开启滑触适宜性边界120以避免材料崩塌物(slide)130。受电弓40已经降低，并且矿用卡车10以断开滑触模式操作。如上所述，电子控制单元62可监视矿用卡车10的可以指示可能出现开启滑触操作的适宜性的期望变化的多种内部参数。因此，在矿用卡车10刚好在到达材料崩塌物130之前自主转向或通过操作者转向时，电子控制单元62可检测矿用卡车10的转向角度或转向角度变化和/或位置或位置变化，并响应地调节受电弓40到降低位置，并开始将功率系统20转换到断开滑触模式。随着矿用卡车10在经过崩塌物130之后在边界120内转向返回，大致颠倒的过程可使矿用卡车10返回到开启滑触模式。

现在参考图6，示出流程图300，其说明类似于图4所示操作的示例性控制过程。流程图300的过程可在步骤305开始，并进一步继续到步骤310，以询问卡车状况对于开启滑触操作来说是否真实。在步骤310，电子控制单元62可执行类似于图5的步骤210的功能。从步骤310，过程可继续到步骤315以询问开关位置是否指示自动受电弓。如上所述，开关34的位置可以指示受电弓40是否自主致动，或者还是操作者希望保持手动控制。如果是，过程可继续到步骤320以询问实时卡车位置是否有效和更新。在步骤320，电子控制单元62可理解为确定卡车位置循迹是否如希望操作。从步骤320，过程可继续到步骤325，以询问卡车是否位于开启滑触适宜性边界内。如果是，过程可进一步继续到步骤335。如果否，过程可继续到步骤330以询问卡车状况对于前瞻性受电弓致动来说是否真实。在步骤330，电子控制单元62可以理解为确定例如转向角度、位置、速度和行驶方向的因素是否指示受电弓40可以在达到可以实现与滑触线100电连接的点之前开始升高。如果是，过程可进一步继续到步骤335。如果在任何步骤310、315、320或330处的回答为否，过程可循环返回以再次开始执行控制程序。

在步骤335，操作者通知定时器可以启动，并且操作者通知自主升高受电弓的意图。在步骤340，可以询问通知定时器是否结束。如果否，过程可循环返回以再次执行步骤335。如果是，过程可继续到步骤345以输出受电弓升高指令，例如输出控制信号到电致动阀51，并同时输出指令到电致动节流装置74以加速发动机42。从步骤345，过程可继续到步骤350以如上所述地指令转换功率系统20到开启滑触模式。虽然流程图300的过程强调前瞻性地升高受电弓40，应该理解到在适当状况下可以执行大致类似的步骤来降低受电弓40。图6所示的过程还可理解为适用于卡车10在滑触线100开始处接近边界120的情况，以及矿用卡车100转向离开滑触线100、在边界120外部并接着转向返回的情况，大致如图4所示。

当前描述只出于说明目的，并不应该认为以任何方式缩小本发明的宽度。因此，本领域普通技术人员将理解到可以针对当前公开的实施方式作出多种改型，而不偏离本发明的完整和合理的范围和精神。其他方面、特征和优点将从附图和权利要求的审查中明白。

Claims (10)

1.一种用于控制滑触辅助启用矿用卡车(10)中的功率系统(20)的方法，包括以下步骤：

接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车(10)的适宜性的期望变化的数据；

响应于数据并在期望适宜性变化出现之前，输出控制指令到用于功率系统(20)的受电弓(40)的致动机构(42)；以及

响应于控制指令，在用于经由来自架空滑触线(100)的电功率为矿用卡车(10)的电推进马达(26)供能的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓(40)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，接收步骤进一步包括接收指示矿用卡车(10)与至少部分通过架空滑触线(100)的覆盖区域限定的开启滑触适宜性边界(120)接近中的期望变化的数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤包括在矿用卡车(10)位于开启滑触适宜性边界(120)的外部的同时接收数据，并且调节步骤包括在矿用卡车(10)位于开启滑触适宜性边界(120)外部的同时开始升高受电弓(40)到开启滑触构型。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，调节步骤进一步包括响应于升高或降低受电弓(40)中的延迟时间开始调节受电弓(40)。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤进一步包括接收指示矿用卡车(10)的至少一个动态参数的数据；

该方法进一步包括响应于至少一个动态参数设定故障的步骤，并且其中输出步骤进一步包括响应于故障输出控制指令。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，接收步骤包括在矿用卡车(10)位于开启滑触适宜性边界(120)内部的同时接收数据，并且其中调节步骤包括使受电弓(40)降低到静置构型。

7.一种用于滑触辅助启用矿用卡车(10)的功率系统(20)，包括：

受电弓(40)，其用于经由来自架空滑触线(100)的电功率为矿用卡车(10)的电推进马达(26)供能，受电弓(40)包括能够与矿用卡车(10)的主体(12)联接的连杆机构(44)；

受电弓(40)进一步包括与连杆机构(44)联接的电接触器(48)、能够在使电接触器(48)与架空滑触线(100)接触的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓(40)的致动机构(42)；以及

电子控制单元(62)，其与致动机构(42)控制连通，电子控制单元(62)能够接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车(10)的适宜性中的期望变化的数据，并在期望适宜性变化出现之前响应地输出控制指令到致动机构(42)。

8.根据权利要求7所述的功率系统(20)，还包括能够监视矿用卡车(10)的至少一个动态参数的检测系统，并且其中电子控制单元(62)能够进一步响应于至少一个动态参数输出控制指令。

9.根据权利要求7所述的功率系统(20)，其中：

适宜性的期望变化包括矿用卡车(10)与开启滑触适宜性边界(120)接近中的期望变化；

开启滑触适宜性边界(120)包括部分通过架空滑触线(100)的覆盖区域限定并部分通过来自由电接触器(48)的宽度限定的覆盖区域的误差限定的闭合边界；

功率系统(20)进一步包括存储开启滑触适宜性边界(120)的位置数据的计算机可读取储存器(66)；

指示期望变化的数据包括实时卡车位置数据和存储位置数据；以及

电子控制单元(62)能够进一步响应于实时卡车位置数据和存储位置数据之间的差输出控制指令。

10.一种矿用卡车(10)，包括：

框架(12)；

地面接合推进元件，其与框架(12)联接；

功率系统(20)，其包括电推进马达(26)和用于经由来自架空滑触线(100)的电功率为电推进马达(26)供能的受电弓(40)；

受电弓(40)具有能够在接触架空滑触线(100)的开启滑触构型和静置构型之间调节受电弓(40)的致动机构(42)；以及

功率系统(20)进一步包括电子控制单元(62)，电子控制单元(62)能够接收指示用于开启滑触操作的矿用卡车(10)的适宜性中的期望变化的数据并在期望适宜性变化出现之前响应地输出控制指令到致动机构(42)。