CN107406050B - 控制物料搬运车辆的功能系统的方法 - Google Patents

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Abstract

控制物料搬运车辆的功能系统包括监视由向功能系统提供电力的储能系统输送的电流，其中所述储能系统可包括电池和燃料电池中的至少之一。在储能系统输送的电流超过第一预定量时，对于功能系统的至少一个任务，把功能系统的性能从第一工作水平降低到第二工作水平，以求降低由储能系统输送的电流。

Description

控制物料搬运车辆的功能系统的方法
技术领域
本发明一般涉及控制物料搬运车辆的功能系统，并且更具体地，涉及如果由储能系统输送的电流超过预定量，那么降低功能系统的一个或多个任务的性能。
背景技术
诸如平衡重式叉车、前移式叉车、转叉式叉车之类的物料搬运车辆包括储能系统(ESS)，例如，电池或燃料电池，用于向车辆的一个或多个功能系统提供电力。例证的功能系统包括：牵引控制系统，所述牵引控制系统控制车辆在地面上的移动；主负载搬运组件系统，所述主负载搬运组件系统用于借助车辆的可移动组件来升高和降低负载；以及辅助负载搬运组件系统，所述辅助负载搬运组件系统借助叉架(fork carriage)组件，完成诸如负载的倾斜和侧移之类的附加任务。
传统地，部分归因于ESS电压随着ESS电荷状态的衰退而降低，物料搬运车辆中的功能系统会随着ESS放出其能量而经历性能下降。为了输送用来对应地得到通常恒定的功能系统性能的稳定电力输出，从ESS抽取的电流被增大，以适应随着ESS电荷状态衰退的ESS电压的降低。如果继续无限制地允许这样的增大的电流抽取，那么ESS的一些组件，比如端子、连接器、接触器和熔断器会变得有压力，从而需要更高水平的维护和/或修理。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种控制物料搬运车辆的功能系统的设备，所述设备包括电流感测，或者类似的电流估计技术，用于监视由给功能系统提供电力的储能系统输送的电流，所述储能系统包括电池和燃料电池中的至少一个。所述设备还包括限流器，用于在由储能系统输送的电流超过第一预定量时，对于功能系统的至少一个任务，把功能系统的性能从第一工作水平降低到第二工作水平，以求降低由储能系统输送的电流。
本发明的再一个方面涉及一种控制物料搬运车辆的功能系统的方法，所述方法包括监视由给功能系统提供电力的储能系统输送的电流，所述储能系统包括电池和燃料电池中的至少一个。在储能系统输送的电流超过第一预定量时，对于功能系统的至少一个任务，把功能系统的性能从第一工作水平降低到第二工作水平，以求降低由储能系统输送的电流。
本发明的另一个方面涉及一种估计时间段的方法，所述方法包括在车辆被通电的时候，定期地感测工业车辆的多个组件中的每个组件的相应温度。从最新感测的各个相应温度之中，所述方法包括保存最大相应温度和保存最小相应温度。当检测到从关闭电源状态使车辆通电时，所述方法通过以下继续：感测所述多个组件中的每个组件的新的相应温度，并从新的各个相应温度之中，确定新的最大相应温度。最后，所述方法通过以下继续：根据保存的最大相应温度和新的最大相应温度，估计车辆处于关闭电源状态的时间段。
附图说明
图1是按照本发明的一个方面的物料搬运车辆的透视图。
图2A描述用于提供图1的车辆中的车辆控制模块(VCM)中的控制逻辑的计算环境。
图2B示意地图解说明根据本发明的原理，具有车辆控制模块和操作员控件的图1的车辆的多个操作特征。
图3是根据本发明的原理，调节电流的例证处理的流程图。
图4图解说明可如何布置存储器电路，以致能够存储和从图1的车辆的储能系统抽取的电流有关的不同量的历史信息的高级别视图。
图5图解说明把电流相关值存储在图4的例证存储结构中的处理的流程图。
图6图解说明根据本发明的原理，估计车辆被关闭电源的时间段的处理的流程图。
具体实施方式
在优选实施例的以下详细说明中，参考了附图，所述附图构成所述说明的一部分，其中举例而非限制地表示了可实践本发明的具体优选实施例。应理解可以利用其他实施例，并且可以作出各种变化，而不脱离本发明的精神和范围。
现在参见图1，图中表示了物料搬运车辆10(下面称为“车辆”)。尽管参考例示的车辆10(它包含叉车)来说明本发明，不过对本领域的技术人员来说，本发明显然可用于各种其他种类的物料搬运车辆。
车辆10包括主体或电力单元12，它包括限定车辆10的主要结构部件的车架14，并且容纳储能系统15，所述储能系统15可包括电池和/或燃料电池。车辆10还包括与第一和第二支腿(outrigger)18耦接的一对货叉侧支撑轮16，安装在电力单元12的后部12A处的第一角落附近的从动转向轮(driven and steered wheel)20，以及安装在电力单元12的后部12A处的第二角落的脚轮(caster wheel)(未图示)。轮16、20允许车辆10在地面上移动。
驾驶员的隔室22位于电力单元12内，用于接纳驾驶车辆10的操作员。在驾驶员的隔室22内，设置手柄旋钮24，用于控制车辆10的转向。车辆10的移动(前进或倒退)的速度和方向由操作员经由邻近驾驶员座位28设置的多功能控制杆26控制，本领域的普通技术人员会意识到，所述控制杆26可控制一种或多种其他车辆功能。车辆10还包括护顶架30，护顶架30包括固定到车架14的水平支撑结构32。
车辆10的负载搬运组件40通常包括门架组件42和叉架组件44，叉架组件44可沿着门架组件42垂直移动。门架组件42被布置在支腿18之间，并且包括固定到车架14的固定门架构件46，和嵌套的下方可移动门架构件48和上方可移动门架构件50。注意，门架组件42可包括比图1中所示的两个可移动门架构件(即，下方可移动门架构件48和上方可移动门架构件50)更多或更少的可移动门架构件。叉架组件44包括常规结构，所述结构包括前移组件52、叉架54和包含一对叉56A、56B的叉结构。这里定义的可移动组件47包括下方可移动门架构件48、上方可移动门架构件50和叉架组件44。门架组件42可以如在转让给申请人CrownEquipment Corporation的Steven C.Billger等的美国专利No.8,714,311中所述的单门架那样配置，该专利的整个公开内容通过引用包含在本文中。
图2A按照这里所示和说明的一个或多个实施例，描述提供车辆控制模块(VCM)226中的控制逻辑的计算环境。在美国专利申请No.2010/0228428和2014/0188324中，更充分地说明了车辆控制模块226及其与车辆10的各种操作员控件和其他功能系统接口的方式，上述美国专利申请的公开内容通过引用整体包含在本文中。
在例示的实施例中，VCM 226包括处理器430、输入/输出硬件432、网络接口硬件434、数据存储部件436(它可保存如下所述的电流值，和/或其他数据)，和存储器部件440。数据存储部件436和存储器部件440各自可以被配置为易失性和/或非易失性存储器，因而可包括随机存取存储器(包括SRAM、DRAM和/或其他种类的RAM)、闪速存储器、安全数字(SD)存储器、寄存器、紧凑盘(CD)、数字通用盘(DVD)、和/或其他种类的非暂时性计算机可读介质。有利的是，任何存储的意图在车辆10被关闭和重启之后可用的信息可被存储在非易失性存储器中。另外，取决于特定实施例，上述非暂时性计算机可读介质可存在于VCM 226之内和/或存在于VCM 226之外。
另外，存储器部件440可存储操作逻辑442、牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c和附件逻辑444d。操作逻辑422可包括操作系统和/或用于管理VCM 226的各个组件的其他软件。牵引逻辑444a可以用用于促进车辆10的最佳牵引控制的一种或多种算法和参数配置。转向逻辑444b可以用用于促进车辆10的最佳转向控制的一种或多种算法和参数配置。提升逻辑444c可包括用于促进车辆10的最佳提升控制的一种或多种算法和参数，它充当用于升高和降低车辆10的可移动组件47的主负载搬运组件系统。另外，附件逻辑444d可包括用于提供车辆10的附件(比如进行诸如叉架组件44的倾斜和侧移之类附加任务的辅助负载搬运组件系统)的控制的一种或多种算法和参数。图2A中还包括本地通信接口446，所述本地通信接口446可被实现成总线或其他通信接口，以促进VCM 226的各个组件之间的通信。
处理器430可包括可操作以接收和执行(比如来自数据存储部件436和/或存储器部件440的)指令的任意处理部件。输入/输出硬件432可包括监视器、定位系统、键盘、触摸屏、鼠标、打印机、图像捕捉设备、麦克风、扬声器、陀螺仪、指南针和/或用于接收、发送和/或呈现数据的其他设备，和/或被配置成与其接口连接。网络接口硬件434可包括任意有线或无线连网硬件和/或配置成与其通信，所述有线或无线联网硬件包括天线、调制解调器、LAN端口、无线保真(Wi-Fi)卡、WiMax卡、移动通信硬件、和/或与其他网络和/或设备通信的其他硬件。由于所述连接，可以促进在VCM 226和其他计算设备之间的通信。
应明白，图2A中图解所示的各个部件仅仅是例证性的，并不意图限制本公开的范围。尽管图2A中的部件被例示成存在于VCM 226内，不过这仅仅是例子。在一些实施例中，部件中的一个或多个可存在VCM 226之外。另外应明白，虽然图2A中的VCM 226被例示成单一设备，不过这也仅仅是例子。在一些实施例中，牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c和/或附件逻辑444d可存在于不同的设备上。另外，尽管利用作为单独的逻辑组件的牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c和附件逻辑444d例示了VCM 226，不过这也只是例子。在一些实施例中，单片逻辑可以使VCM 226提供所述的功能。
另外应理解，VCM 226可与车辆10的各个传感器和其他控制电路通信，以协调车辆10的手动操作和自动操作的各种状况。
图2B示意地图解说明具有车辆控制模块226和操作员控件228(比如上面关于图1说明的手柄旋钮24和多功能控制杆26)的车辆10的多个操作特征。参见图2B，储能系统15(这里也被称为“ESS”，如上所述，它可包括电池和/或燃料电池)向连接到从动转向轮20(参见图1)的牵引马达208供给电力，并向一个或多个液压马达206、210供给电力，所述一个或多个液压马达206、210向几个不同的系统供给电力，所述几个不同的系统比如液压缸，所述液压缸用于实现可移动组件47的通常垂直的移动，即，可移动门架部件48、50或者叉架组件44相对于门架组件42的通常垂直的移动，前移组件52的通常纵向的移动(一般称为前移)，以及叉架54的通常横向或侧向的移动(一般称为侧移)。牵引马达208和从动转向轮20定义用于实现车辆10在地面上的移动的驱动机构。
如上所述，储能系统15提供电流IBATT 212，以向车辆10的各种功能系统提供电力。车辆10包括与向各个功能系统提供电流212有关的许多不同部件204。例如，这些部件204可包括ESS端子、熔断器、ESS线缆、其他线缆、连接器和耦接器，以及接触器。这些部件204以及储能系统15被设计成，即使当电流212随着储能系统15放电而增大以及储能系统15的端电压随着其电荷状态的衰落而降低，也提供近似稳定的输出电力。
车辆10的功能系统可包括例如液压控制模块220和马达206，液压控制模块220和马达206共同定义液压控制功能系统并且操作以升高和降低车辆10的可移动组件47；牵引控制模块222和马达208，牵引控制模块222和马达208共同定义牵引控制功能系统并且操作以允许车辆10行进；和附件控制模块224和马达210，附件控制模块224和马达210共同定义辅助控制功能系统并且执行车辆10的辅助负载搬运功能，比如倾斜和侧移。
部件204可被视为定义把能量从储能系统15传送到功能系统的电力输送网络(PDN)。在连续、高恒定电力运行期间，该PDN会达到工作极限。如果允许通过PDN的电流继续不受限制，那么储能系统15或者PDN的一些部件会变得有压力，从而导致较高水平的维护和/或修理。因而，车辆控制模块226可感测提供给车辆10的各个功能系统的各个电流，以判定储能系统15和PDN部件204是否在提供过量的电流212。如果是，那么车辆控制模块226可调节车辆10的一个或多个功能系统的工作，以降低电流212。
特别地，电流IBATT 212可包含3个分量：a)提供给液压控制功能系统的电流IHCM214，b)提供给牵引控制功能系统的电流ITCM 216，和c)提供给辅助控制功能系统的电流IACM218。这些功能系统中的每一个都能够基于经由操作员控件228接收的并传送给车辆控制模块226的输入，执行各种任务。例如，车辆操作员可以提供控制可移动组件47或叉架组件44的升高或降低的输入。操作员还可提供例如导致叉架54的侧移操作，叉架54的倾斜，向前移动车辆10，向后移动车辆10或者制动车辆10的输入。从而，图2B中示意描述的车辆10的各个功能系统都可与能够执行的相应任务相关。
可按各种不同的工作水平执行各个任务。换句话说，依赖于从操作员控件接收的输入，可以按不同的速度执行升高可移动组件47的任务。例如，当叉56A、56B上无负载时，可存在能够升高(或降低)可移动组件47的9种不同的基于性能的极限。类似地，当叉56A、56B上有负载(例如，大于300磅)时，可存在例如能够升高或(降低)可移动组件47的5种不同的基于性能的极限。操作员提供选择速度或工作水平的输入，并且VCM 226控制功能系统，以致能够按照所述输入但是符合所述基于性能的极限之一地执行任务。针对任务的不同的基于性能的极限中的每一个都可限制利用的电力的不同量，从而抽取不同量的电流以便按用户指定或者自动规划的工作水平完成期望的任务。
按照本发明的原理，有益的是监视从储能系统15抽取的电流212，以确定何时在从储能系统15抽取过量的电流。超过预定量以致会被视为“过量”的电流的量可以取决于许多不同的变量。电池或燃料电池容量以及放电速率可能是一个因素。PDN内的线缆的尺寸以及PDN内的连接器和接触器的规格也可能是一个因素。对于特定车辆10和部件204的具体构成，本领域的普通技术人员能够确定哪个部件是将首先受大量的电流影响的限制因素。从而，“过量”的电流的预定值可以以该限制性部件为基础。
确定“过量”的电流时的另一个因素基于时间。例如，从储能系统15抽取的某一量的电流可以被容许持续约1秒，但是如果该电流持续1分钟的话，那么相同量的电流将不被容许。从而，对于不同的时间段，会存在不同的“过量”的电流。例如，假如来自储能系统15的电流持续约1秒或更短的时间，那么可容许约350安培(下面“A”)的电流，不过如果电流出现在持续1分钟或更长的时间段内，那么只可容许250A的电流。从而，有益的是监视储能系统15提供的、持续多个不同的时间段(例如，1秒、1分钟、5分钟和15分钟)的电流212的量。当然，本领域的普通技术人员会认识到可以选择其他时间段，而不脱离本发明的范围。
当来自储能系统15的电流212未超过预定阈值时，那么按照VCM 226和操作员控件228的编程，执行各个功能系统的任务。如果操作员控制车辆10按速度设定“4”来升高可移动组件47，或者按速度“6”向前驱动车辆10，那么VCM使这样的操作发生。每项任务都是按由车辆10的设计和配置确定的第一工作水平执行的。然而，当VCM 226确定对于监视的时间段之一由储能系统15提供过量的电流212时，那么VCM 226可导致对所述电流的调节，以求降低由储能系统15提供的电流212的量。例如，如果电流IBATT 212超过预定量，那么可按如果未检测到过量电流212那么会按其执行升高可移动组件47的任务的工作水平的80％的水平，来执行该升高可移动组件47的任务。
作为一个具体例子，操作员控件228可指示应按速度“5”升高可移动组件47。如果检测到过量电流212，那么VCM 226可充当“管理者”，并且只允许按速度“4”升高可移动组件47。这样，可以限制或调节提供给马达206的电流IHCM 214。作为另一个示例，可以监视电流216、218之和，以判定它们是否超过预定量，如果是，那么可以调节可移动组件47可被升高或降低的速度，以求降低由储能系统15提供的电流212。作为一个具体例子，如果电流216、218之和超过预定量持续最近的1秒时间段，那么可以限制可移动组件47可被升高(或降低)的速度。更具体地，如果电流216、218之和超过100A，并且操作员输入指示可移动组件47的升高速度应为速度“X”，那么VCM 226可控制该功能系统，使得只按“0.88*X”的速度升高可移动组件47。如果电流216、218之和超过200A，那么可以控制可移动组件47，使得按“0.75*X”的速度升高可移动组件47；如果电流216、218之和超过300A，那么可以控制可移动组件47，使得按“0.60*X”的速度升高可移动组件47。
因而，在检测到过量电流时，继续执行功能系统的所有任务，而不是关闭车辆10，或者关闭车辆10的功能系统。然而，任务是以降低的第二工作水平执行的，以求降低储能系统15提供的电流212，而不是以第一工作水平执行。本领域的普通技术人员会认识到上述例子可被修改，以致可以不同地降低电流，并且可以调节或管理不同功能系统的不同任务，以求降低储能系统15提供的电流212。从而，通过降低车辆10的一个或多个功能系统的工作水平，VCM 226操作用作限流器。
图3是根据本发明的原理，调节电流的例证处理的流程图。在步骤302，监视由车辆的储能系统输送的电流的量，以致在步骤304能够确定所述电流何时超过预定量。一旦确定所述电流超过预定量，那么在步骤306就可以将车辆的功能系统之一的性能从第一工作水平降低到第二工作水平。在步骤308，继续监视储能系统提供的电流。如果提供的电流的量已被成功降低，使得现在电流的量小于第二预定量，那么现在可使已被降低的功能系统的工作水平恢复到其初始工作水平(参见步骤310)。如果储能系统提供的电流还未被成功降低，那么可以维持功能系统的降低的工作水平，或者可进一步把工作水平降低到更低的工作水平(参见步骤312)。
在上面的例子中，从储能系统15抽取的电流212可包括与最后1秒、最后1分钟、最后5分钟或者甚至最后15分钟有关的历史信息。另外，电流212可以是多个不同的电流，比如电流214、216、218之和。取决于采样速率和被采样的各个电流的数目，需要被存储以提供所述历史信息的采样电流值的数目会引入存在许多缺陷的计算和存储负担。从而根据本发明的原理，可如下所述，经济并且容易地存储历史电流值和信息。
图4图解说明可如何布置存储器电路使得能够存储和从车辆10的储能系统15抽取的电流有关的不同量的历史信息的高级别视图。特别地，图4的电路能够高效并且紧凑地存储历史电流相关信息，如下更充分所述。如上所述，VCM 226可包括作为数据存储部件436的一部分的非易失性存储器。如下所述的示例存储器电路可以在这样的非易失性存储器内实现，以致在车辆10被关闭并且随后被重新接通电源之后存储在存储器电路内的数据可用，以有效地避免操作员通过关闭车辆10来回避性能的降低。
可按每秒10个或者甚至100个样本的速率对储能系统15提供的或者从储能系统15抽取的电流IBATT 212进行采样，以提供多个瞬时电流读数IBATT_INST 401。由于来自储能系统15的电流212在不同的时间段内会波动，因此有益的是计算电流的均方根(RMS)值，因为这会对应于实际上会与波动电流输送相同的平均电功率的直流(DC)。
如果以60赫兹(下面称为“Hz”)对电流IBATT 212采样，那么可按照下式，利用60个样本来计算1秒时间段内的IRMS-A 403：
Figure BDA0001400013910000101
其中xi是电流IBATT 212的60个瞬时样本IBATT_INST 401。例如，电流IBATT 212可以是图2B中描述的提供给车辆10的三个例证功能系统的三个电流之和。从而，可以分别测量三个单独电流IHCM、ITCM和IACM的瞬时值并将其相加起来，以计算IBATT 212的60个瞬时值IBATT_INST 401中的每一个。然后IBATT 212的这60个瞬时值可被丢弃。可捕捉接下来的60个瞬时电流样本，并用于计算下一秒的新的IRMS-A403值。当计算各个一秒值IRMS-A 403时，它们可被存储在队列402中，并累积到第二队列404中。队列402可以被实现为FIFO缓冲器或者循环队列，使得大约每一秒最新计算的值405在位置"#1"被推到队列402中，从而使得队列402中的所有值下移一个位置，并且在位置"#n"处的值407退出队列402(如果队列402的深度为"60"，那么在约1分钟之后)。从而，队列402(在位置"#1"处)提供关于电流IBATT 212的瞬时读数的最新采样的一秒IRMS-A值405，以及关于最后n秒中的每一秒计算的IBATT 212的IRMS-A值的历史。根据存在于队列402中的60个一秒IRMS-A值的集合，可产生精确的一分钟RMS计算。
第二队列404可被配置成使得其条目是根据按均衡系统存储器和存储器历史计算的分辨率的某一预定水平累积的多批s个IRMS-A值计算的。例如，累积器411可存储涉及多达60个一秒IRMS-A值的累积值。图4中表示成"A[1]"到"A[m]"的许多累积器包含一个保持涉及最后的s个IRMS-A计算值的总和的累积器"A[1]"。特别地，计算的每个IRMS-A 403随后被平方，以计算等于(IRMS-A)2的值406。从而，累积器"A[1]"411保持最后s个计算值406的总和。另外，例如，队列404可以具有m(例如，15)个缓冲器409，每个缓冲器409包含这些累积器之一，以及与该缓冲器的所述累积器的累积值有关的多个样本(示于列413中)或值。
如果每次s＝60，那么"Buffer[q]"中的条目被移动到"Buffer[q+1]"(其中q在1～m-1之间变动)，随后，"A[q]"的累积器值涉及与先前的第q分钟相关的数据。另外，除非在为累积器收集值的时候出现错误或者其他异常，否则"s[2]"到"s[m]"的值都应等于"60"。
为了计算某一预定时间范围(比如5分钟)内的RMS电流，会使用与最近的5个累积器(例如，根据图4，会是缓冲器"Buffer[1]"到"Buffer[5]")对应的值。该计算的分辨率可以具有数目轻微变化的样本，因为对应于最近的累积器(例如，"A[1]")的缓冲器(例如，"Buffer[1]")可以具有介于1个和60个累积值之间的任意数目的累积值。为了进一步说明这个例子，如果活跃累积缓冲器(例如，"Buffer[1]")的累积器"A[1]"中具有30个样本，那么可按照下式，计算5分钟计算IRMS-5M：
Figure BDA0001400013910000111
其中各个"A[i]"(对于i＝2到5)包含平方后的一秒RMS电流值406的60个累积样本，并且i＝1包含累积的平方样本406之和，因为最后一次累积器"A[1]"在队列404中被下推。通过存储电流平方值406可具有计算改善，这可减少平方计算的次数并减少相关的处理。在本例中，5分钟RMS计算IRMS-5M会用于最后的4 1/2分钟。通过使队列404包括更多、更短的累积缓冲器(例如，15到30秒深度)，可以改善时间段的分辨率。如果队列404包括m个条目，那么队列404包含与关于最后的m/(累积器时间(单位：分钟))分钟中的每一分钟计算的IRMS-A值相关的历史。
这种队列结构和计算技术可用于计算各个时间段的RMS电流。例如，如果队列404深度为30，并且各个累积缓冲器具有1分钟的数据，那么全部利用相同的电流历史队列404，对于5分钟、10分钟、15分钟和30分钟，都可计算RMS值。
上述技术不但可用于存储IBATT 212的历史电流相关信息，而且可用于存储图2B的各个相应功能系统的三个单独电流214、216、218中每一个的历史电流相关信息。
图5图解说明把电流相关值存储在图4的例证存储器结构中的处理的流程图。在步骤502中，感测车辆的一个或多个功能系统的瞬时电流值，并且在步骤504中利用所述瞬时电流值计算由车辆10的储能系统15提供的电流212的瞬时值。本领域的普通技术人员会认识到也可直接感测来自储能系统15的电流212的瞬时值。在步骤506中，在第一时间段(例如，1秒)内收集这些瞬时样本值，并用于计算该时间段的RMS电流值。关于n个第一时段内，重复执行第一时间段的RMS电流值的上述计算，使得在步骤508可以存储n个不同的RMS电流值。例如，如果第一时间段是1秒，并且n＝60，那么在步骤510，n个RMS电流值可以用于计算在第二时间段内从ESS抽取的电流的第二RMS值。特别地，在本例中，第二时间段会等于1分钟。在步骤512中，步骤506中的计算也可被累积到更大的累积存储器中，并在步骤514，被存储为这些更大时间范围的数据的集合，以便用于计算数分钟的RMS电流。特别地，在步骤516，利用存储的累积值可计算各个时间段的一个或多个回溯RMS电流值。如上所述，可以执行更多时间段的RMS电流值的计算的其他水平，而不脱离本发明的范围。
如上所述，队列402、404中的一个或多个，或者其部分可被存储在非易失性存储器，使得即使车辆被关闭电源以及随后重新接通电源，存储在非易失性存储器中的值仍然存在于队列。不过，如果车辆被关闭10分钟，并且随后重新开启，那么队列402、404中的值不能精确地反映在这10分钟时间段内由ESS提供的电流(即，没有或者很小)。因而，根据队列404中的累积器计算的任意值(例如，5分钟、15分钟或30分钟RMS值)也会不精确。
如果即使当车辆被关闭电源时，车辆上的时钟或者类似的计时电路保持运行，那么它可测量车辆被关闭电源多长一段时间。当车辆被重新接通电源时，VCM 226可利用该段时间，把值放入更精确地反映在最后m分钟(在图4的例证实施例中)内由储能系统提供的电流的队列404的累积器A[j]中，所述最后m分钟可包括车辆被关闭电源的一段时间。例如，如果车辆被关闭三分钟，那么当车辆被重新接通电源时，可向累积器A[1]中三次推入"0"。结果会是累积器A[1]到A[m-3]中的值中的每个会在队列404中被下推三个位置，累积器A[1]、A[2]和A[3]都会被设定为"0"，并且三个最旧的累积器值被推出队列404。
当时钟不可用于提供时间信息时，那么可以利用车辆的物理特性，估计车辆被关闭电源时和随后被重新接通电源时之间的时间。例如，车辆的各个部件的温度可被用于估计车辆已被关闭电源多长时间。图6图解说明根据本发明的原理，估计车辆被关闭电源的时间段的处理的流程图。
当在步骤602，车辆工作的时候，在步骤604，定期估计环境温度，并且在步骤606，定期计算车辆部件的最大温度。例如，牵引控制功能系统可包括在车辆工作期间每个都会发热的一个或多个马达、功率控制电路和其他传感器。液压控制功能系统也可包括在车辆工作期间取决于操作员输入也会温度升高的一个或多个马达。在步骤604和606，可监视和使用车辆的这些各个部件的相应温度。
例如，在感测的所有不同温度之中，最低温度值可以用作车辆目前所工作的环境的环境温度的估计值。在感测的所有不同温度之中，可以确定最高温度值，并视为“最大温度”。可定期，比如每分钟一次，或者每10秒一次，确定所述环境温度和最大温度。
在步骤608，最近估计的环境温度和最近确定的最大温度可被存储在VCM 226可访问的非易失性存储器的区域中。从而，如果车辆被关闭电源，那么该存储器将包括大约与车辆被关闭电源的时间对应的温度值。
在步骤610，车辆被重新接通电源，并且在步骤612，计算当前最大温度。类似于在步骤606最大温度是如何计算的，感测车辆的不同功能系统的各个部件的相应温度，以便确定新的最大温度。由于车辆被关闭过电源，因此在步骤612中计算的新的最大温度很可能小于在步骤608中存储在存储器中的旧的最大温度。特别地，新的最大温度和存储的旧的最大温度之间的差值与车辆被关闭电源多长时间相关。车辆未工作的时间越长，这两个温度之间的差值将越大。从而，在步骤614，计算所述差值，并且在步骤616，利用所述差值来估计在被重新接通电源之前，车辆被关闭电源多少分钟。
尽管根据所述两个最大温度之间的温度差估计时间段的可能方式有很多，不过下面详细说明一种例证技术。也可以使用其他功能上等同的技术，而不脱离本发明的范围。通常，通过按温度衰退速率衡量所述两个最大温度之间的差值，可以计算时间估计值(例如，单位为分钟)。所述温度衰退速率可取决于例如环境温度，并且指示时间量和温度下降之间的相关性。由于被感测温度的车辆的各个部件具有不同的物理形状，并由不同的材料构成，因此它们各自的温度衰退速率值也不同。例如，热质量较大的部件会以较慢的速率降温；或者，具有导热外表面的部件会以较快的速率降温。一种方法，例如，保守方法会假定在步骤616的计算中使用的温度衰退速率值依赖于所有部件的最慢的可能温度衰退速率。从而，可按照下式，执行步骤616中的时间估计值计算：
Figure BDA0001400013910000141
其中
Figure BDA0001400013910000142
在上面的等式中，存储的最大温度为
Figure BDA0001400013910000143
存储的环境温度估计值为
Figure BDA0001400013910000144
车辆已被重新接通电源时新计算的最大温度为
Figure BDA0001400013910000145
并且选择热常数，以便提供有益的衰退速率值。例如，典型的牵引控制马达可以具有可在上述等式中使用的等于"15分钟"的热时间常数值。随后可以如上所述利用该时间估计值，以把数目与车辆被关闭电源的估计的分钟数相同的"0"推到队列404的累积器上。
按照本发明的另一个方面，VCM 226可实现例如考虑多个因素，以确定a)何时降低车辆的功能系统的性能或工作水平，和b)把所述性能降低多少的控制算法。如上所述，当从储能系统15抽取的电流212超过一个或多个阈值时，可以管理可移动组件47可被升高或降低的速度。例如，这种速度的管理可以不仅仅取决于电流212的一个或多个计算的RMS值，而且还取决于由可移动组件47升高或降低的负载。在下面的表中，最左侧的列举例示出了按照本发明的本实施例，可由可移动组件47支撑的5种不同水平的重量。第2列示出可移动组件47可被升高或降低的对应最大容许速度。如果没有电流阈值(例如，1分钟、5分钟等)被超过，那么该第二列指示不管从操作员控件228接收的输入，可移动组件将升高或降低的最大速度。接下来的3列的每一列分别对应于3个不同电流阈值中的相应一个电流阈值。例如，第3列可对应于当计算的1分钟RMS值超过预定阈值时，第4列可对应于当计算的5分钟RMS电流超过其预定阈值时，而最后一列可对应于当计算的15分钟RMS值超过其预定阈值时。
Figure BDA0001400013910000151
本领域的普通技术人员会认识到上表中的负载，关于各列选择的特定阈值，和可移动组件47的最大速度仅仅是作为例子提供的，并且用于概念地传达VCM 226可如何管理可移动组件47的速度，作为降低从车辆10的储能系统15抽取的电流212的量的方式。另外，储能系统15可包含不同容量的电池或燃料电池，并且对于这些不同容量的设备，可以构成不同的表。
例如，如果在可移动组件47上存在2500磅的负载，那么上表的中间一行应是适用的。VCM 226会确定计算的RMS平均值中的任意之一是否超过其相应阈值。例如，如果在当前时间，所有3个阈值都被超过，那么VCM 226选择中间一行中的最小值，在上面的例证表中，所述最小值为"3"。VCM 226把值"3"用作可移动组件47可以被升高或降低的最大速度的极限。或者，如果只有计算的1分钟RMS平均值超过其相应阈值，那么根据上述例证表，中间一行的第二列和第三列可被用于确定最小值为"5"。在该替代例子中，VCM 226把值"5"用作可移动组件47可被升高或降低的最大速度的极限。
除了如上所述降低车辆的功能系统的性能之外，也可实现对各种车辆子系统的其他工作参数的调整。例如，可在车辆的一些部件(比如牵引马达)附近设置扇，以帮助冷却该部件。例如，可以利用上面说明的RMS电流值来控制所述扇的工作参数，比如扇是否被开启，和扇旋转的速度。例如，如果最新的1分钟RMS值(即，根据图4的Buffer[1]计算的1分钟RMS值)大于50安培，那么可以开启在牵引马达附近的扇，并维持该状态20分钟。
尽管举例说明了本发明的具体实施例，不过对本领域的技术人员来说，显然可以作出各种其他变化和修改，而不脱离本发明的精神和范围。于是在附加权利要求书中，覆盖在本发明的范围内的所有这样的变化和修改。

Claims (22)

1.一种估计时间段的方法，所述方法包括：
在工业车辆被接通电源时，定期感测所述车辆的多个组件中的每个组件的相应温度；
从最近感测的各个相应温度之中，存储最大相应温度；
从最近感测的各个相应温度之中，存储最小相应温度；
检测所述车辆从电源关闭状态被接通电源；
感测所述多个组件中的每个组件的新的相应温度；
从新的各个相应温度之中，确定新的最大相应温度；
基于存储的最大相应温度和新的最大相应温度，估计车辆处于电源关闭状态的时间段，其中估计包括至少部分基于最小相应温度的温度衰退速率；
针对车辆的功能系统存储所存储的电流值的阵列；
基于估计的时间段调整相应电流值；和
基于调整的电流值计算车辆的功能系统的监视的电流值。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述时间段的估计基于所述存储的最大相应温度和所述新的最大相应温度之间的差值。
3.按照权利要求1所述的方法，其中所述时间段的估计基于存储的最小相应温度。
4.按照权利要求2所述的方法，其中所述时间段的估计基于通过温度衰退速率来缩放所述差值。
5.按照权利要求4所述的方法，其中温度衰退速率从多个组件中的每个组件的相应的对应温度衰退速率中进行选择。
6.按照权利要求5所述的方法，其中选择的温度衰退速率是相应的对应温度衰退速率中最慢的。
7.按照权利要求1所述的方法，其中所述时间段根据下式估计：
Figure FDA0002836418320000011
其中
存储的最大相应温度为
Figure FDA0002836418320000021
新的最大相应温度为
Figure FDA0002836418320000022
和
温度衰退速率为衰退速率。
8.按照权利要求7所述的方法，其中估计的时间段至少部分基于存储的环境温度值。
9.按照权利要求8所述的方法，其中所述温度衰退速率根据下式计算：
Figure FDA0002836418320000023
其中
环境温度估计为
Figure FDA0002836418320000024
和
热时间常数值为热时间常数。
10.按照权利要求9所述的方法，其中热时间常数值从多个组件中的每个组件的相应的对应热时间常数值中进行选择。
11.按照权利要求10所述的方法，其中选择的热时间常数值是相应的对应热时间常数值中最慢的。
12.一种估计时间段的方法，所述方法包括：
在工业车辆被接通电源时，定期感测所述车辆的组件的温度，其中所述组件是工业车辆的多个组件中具有多个组件的最慢温度衰退速率的特定一个组件；
存储最近感测的温度；
检测所述车辆从电源关闭状态被接通电源；
感测所述组件的新的温度；
基于存储的温度和新的温度，估计车辆处于电源关闭状态的时间段；
针对车辆的功能系统存储所存储的电流值的阵列；
基于估计的时间段调整相应电流值；和
基于调整的电流值计算车辆的功能系统的监视的电流值。
13.按照权利要求12所述的方法，其中所述时间段的估计基于所述存储的温度和所述新的温度之间的差值。
14.按照权利要求13所述的方法，其中所述时间段的估计基于通过最慢温度衰退速率来缩放差值。
15.按照权利要求12所述的方法，其中所述时间段根据下式估计：
Figure FDA0002836418320000031
其中
存储的温度为TOLD，
新的温度为TNEW，和
温度衰退速率为衰退速率。
16.按照权利要求15所述的方法，其中估计的时间段至少部分基于存储的环境温度值。
17.按照权利要求16所述的方法，其中所述温度衰退速率根据下式计算：
Figure FDA0002836418320000032
其中
环境温度估计为TAMB，和
热时间常数值为热时间常数。
18.按照权利要求17所述的方法，其中热时间常数值基于所述组件。
19.按照权利要求12所述的方法，其中所述时间段的估计基于通过最慢温度衰退速率来缩放差值。
20.按照权利要求19所述的方法，其中所述时间段根据下式估计：
Figure FDA0002836418320000033
其中
TOLD是存储的温度，
TNEW是新的温度，和
衰退速率是最慢温度衰退速率。
21.按照权利要求20所述的方法，其中估计的时间段至少部分基于存储的环境温度值。
22.按照权利要求21所述的方法，其中所述最慢温度衰退速率根据下式计算：
Figure FDA0002836418320000041
其中
存储的温度是TOLD,
环境温度估计是
Figure FDA0002836418320000042
和
热时间常数值是热时间常数。
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