IT202100000272A1 - CONTROL PROCEDURE FOR AUTOMATICALLY SELECTING AN OPERATING MODE OF A OPERATING MACHINE, CORRESPONDING CONTROL SYSTEM AND OPERATING MACHINE INCLUDING THE CONTROL SYSTEM - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo: "Procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalit? operativa di una macchina operatrice, corrispondente sistema di controllo e macchina operatrice comprendente il sistema di controllo" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Control method for automatically selecting an operating mode of an operating machine, corresponding control system and operating machine comprising the control system"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo dell?invenzione Field of invention
La presente invenzione si riferisce in generale ad una macchina operatrice, come ad esempio una pala gommata compatta, e in particolare a un procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalit? operativa della macchina operatrice, un sistema di controllo corrispondente e una macchina operatrice che comprende tale sistema di controllo. The present invention relates in general to an operating machine, such as for example a compact wheel loader, and in particular to a control method for automatically selecting a mode? operating system of the driven machine, a corresponding control system and a driven machine comprising this control system.
Tecnica nota Known technique
Le macchine operatrici motorizzate sono ben note per l'uso nella movimentazione dei materiali che trasportano un attrezzo (ad esempio, una benna) e hanno un braccio di sollevamento ad azionamento idraulico per lo spostamento dell'attrezzo. Esempi di tali macchine sono i trattori e le pale caricatrici. Powered working machines are well known for use in material handling that carry an implement (for example, a bucket) and have a hydraulically operated lift arm for moving the implement. Examples of such machines are tractors and loaders.
Una pala caricatrice ? una macchina per l?industria pesante impiegata nel settore delle costruzioni per spostare sul terreno o caricare materiali come asfalto, detriti di demolizione, terra, neve, foraggio, ghiaia, tronchi, materie prime, materiali riciclati, pietre, sabbia, cippato, ecc. in o su un altro tipo di macchina (come un autoribaltabile, un nastro trasportatore, una tramoggia, una carrozza ferroviaria). Esistono molti tipi di pale caricatrici, le quali, a seconda del modello e della applicazione, sono chiamate con vari nomi, tra cui caricatori, caricatori frontali, pala meccanica, palatrice, pala gommata. In particolare, le pale caricatrici compatte sono veicoli compatti che possiedono ruote gommate e portano un attrezzo di lavoro unito ad un braccio di sollevamento, azionato per via idraulica. A loader shovel ? a heavy-duty machine used in the construction industry to move or load materials such as asphalt, demolition debris, earth, snow, forage, gravel, logs, raw materials, recycled materials, stones, sand, wood chips, etc. in or on another type of machine (such as a dump truck, conveyor belt, hopper, railway carriage). There are many types of loaders, which, depending on the model and application, are called by various names, including loaders, front loaders, mechanical shovel, shoveler, wheel loader. In particular, compact loaders are compact vehicles which have rubber wheels and carry a work tool joined to a lifting arm, operated by hydraulic means.
Facendo riferimento alla figura 1, viene mostrata una macchina operatrice 1, come una pala gommata compatta. Tuttavia, l'invenzione non si limita a questo tipo di macchina operatrice, ma ? applicabile a qualsiasi altro tipo di macchina operatrice. Referring to figure 1 , an operating machine 1 is shown, such as a compact wheel loader. However, the invention is not limited to this type of operating machine, but ? applicable to any other type of operating machine.
Una pala caricatrice gommata compatta include un braccio 5 collegato in modo girevole ad una estremit? del telaio 3. Un attrezzo 2 ? collegato in modo girevole all?estremit? opposta del braccio per un movimento di inclinazione rispetto al telaio 3 intorno ad un asse generalmente orizzontale. Le caratteristiche sopradescritte non formano parte sostanziale della presente invenzione e sono in generale ben note nella tecnica. Un attrezzo, e.g. una benna, pu? essere sostituito da un qualsiasi altro tipo di attrezzo nell?attivit?, e.g. una lama. A compact wheel loader includes a boom 5 pivotally connected to one end of the wheel. of the frame 3. A tool 2 ? connected in a rotatable way to? the extremity? opposite of the arm for an inclination movement with respect to the frame 3 about a generally horizontal axis. The features described above form no substantial part of the present invention and are generally well known in the art. A tool, e.g. a bucket, can you? be replaced by any other type of gear in the activity, e.g. a blade.
Di solito, il movimento del braccio 5 e dell?attrezzo 2 ? controllato dall?operatore attraverso un joystick 7 disposto in una cabina per operatore o cabina 9 della macchina operatrice 1. Usually, the movement of the arm 5 and of the implement 2 is? controlled by the operator through a joystick 7 arranged in an operator cabin or cabin 9 of the operating machine 1.
Come si vede in figura 2, che mostra uno schema di controllo della macchina operatrice 1, il braccio 3 e l?attrezzo 2 sono azionati da un circuito di controllo idraulico 10 comprendente un primo ed un secondo attuatore idraulico 12, 14 che sono controllati da una unit? di controllo elettronica 16 attraverso rispettive elettrovalvole 18, 20 secondo la posizione del joystick 7 controllato dall?operatore. As can be seen in figure 2, which shows a control diagram of the operating machine 1, the arm 3 and the implement 2 are actuated by a hydraulic control circuit 10 comprising a first and a second hydraulic actuator 12, 14 which are controlled by a unit? of electronic control 16 through respective solenoid valves 18, 20 according to the position of the joystick 7 controlled by the operator.
Ad esempio, ciascun attuatore idraulico comprende un cilindro idraulico operativamente collegato rispettivamente al braccio ed all?attrezzo, che impiega la potenza idraulica di un fluido di lavoro per facilitare le operazioni meccaniche, il fluido di lavoro essendo controllato per mezzo di elettrovalvole direzionali 18, 20, e.g. valvola a centri aperti. Poich? ? quasi impossibile comprimere i liquidi, un attuatore idraulico pu? esercitare una grande forza. La velocit? di azionamento del braccio e dell?attrezzo ? controllata dal grado di apertura della rispettiva elettrovalvola direzionale 18, 20 per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione della posizione del joystick. For example, each hydraulic actuator comprises a hydraulic cylinder operatively connected to the boom and implement, respectively, which employs the hydraulic power of a working fluid to facilitate mechanical operations, the working fluid being controlled by means of directional solenoid valves 18, 20 , e.g. open center valve. because ? almost impossible to compress liquids, a hydraulic actuator can? exert great force. The speed? of activation of the arm and of the tool? controlled by the degree of opening of the respective directional solenoid valve 18, 20 by means of its driving current as a function of the position of the joystick.
La portata idraulica del fluido di lavoro richiesta per azionare il braccio e l?attrezzo ? prodotta da una pompa idraulica Pu collegata ad un serbatoio di fluido T ed azionata da un motore a combustione interna o da un motore elettrico M (di seguito semplicemente indicato come motore) della macchina, ad esempio attraverso una connessione meccanica. Lo stesso motore ? anche usato per azionare le ruote come un mezzo di propulsione della macchina operatrice. The hydraulic flow rate of the working fluid required to operate the boom and attachment is? produced by a hydraulic pump Pu connected to a fluid reservoir T and driven by an internal combustion engine or by an electric motor M (hereinafter simply referred to as motor) of the machine, for example through a mechanical connection. The same engine? also used to drive the wheels as a means of propelling the operating machine.
La figura 3 mostra un joystick esemplificativo di una macchina operatrice. Un movimento del joystick in una associata area di controllo bidimensionale A secondo una prima direzione y provoca l?azionamento del braccio e un movimento del joystick, in detta area di controllo bidimensionale A, secondo una seconda direzione x provoca l?azionamento dell?attrezzo. L?intersezione di dette direzioni x e y ? definita come origine O dell?area di controllo A, e corrisponde alla posizione neutra del joystick. Figure 3 shows an exemplary joystick of a driving machine. A movement of the joystick in an associated two-dimensional control area A according to a first direction y causes the actuation of the arm and a movement of the joystick in said two-dimensional control area A according to a second direction x causes actuation of the implement. The intersection of these directions x and y ? defined as origin O of control area A, and corresponds to the neutral position of the joystick.
Una regione neutra N attorno alla posizione neutra del joystick ? una regione in cui il braccio e l?attrezzo non sono azionati. Una regione che circonda esternamente la regione neutra ? definita una regione di pilotaggio e indicata con D in questa figura. A neutral region N around the neutral position of the joystick ? a region where the arm and implement are not operated. A region that externally surrounds the neutral region ? a driving region is defined and indicated by D in this figure.
Ad esempio, secondo l?orientamento illustrato in figura 3, quando il joystick viene spostato verso l?alto dall?origine O dell?area di controllo A secondo la direzione y, il braccio viene abbassato rispetto a terra e quando il joystick viene spostato verso il basso dall?origine O in base alla direzione y, il braccio viene sollevato rispetto a terra. Inoltre, quando il joystick viene spostato a destra dall?origine O in base alla direzione x, l?attrezzo ? inclinato verso una posizione di scarico, e quando il joystick viene spostato a sinistra dall?origine O in base alla direzione x, l?attrezzo ? inclinato verso una posizione di scavo, rollback, e oltre. For example, according to the orientation shown in figure 3, when the joystick is moved upwards from the origin O of the control area A according to the y direction, the arm is lowered with respect to the ground and when the joystick is moved towards downwards from the origin O according to the y-direction, the boom is lifted relative to the ground. Also, when the joystick is moved to the right from the origin O according to the x direction, the implement ? inclined towards an unloading position, and when the joystick is moved to the left from the origin O according to the x direction, the implement ? inclined to a digging position, rollback, and beyond.
? consentita una combinazione di movimento in entrambe le direzioni x e y del joystick per muovere contemporaneamente il braccio e l?attrezzo. ? A combination of movement in both x and y directions of the joystick is allowed to move the boom and implement at the same time.
Per esempio, la componente di una posizione P del joystick 7 lungo la direzione y (asse di azionamento del braccio) ? indicata yP nella figura 3 ed ? la proiezione sull'asse y di un vettore che rappresenta la posizione P del joystick nell'area di controllo A. La componente della posizione P del joystick 7 lungo la direzione x (asse di azionamento dell'attrezzo) ? indicata xP in figura 3 ed ? la proiezione sull'asse x del vettore che rappresenta la posizione P del joystick nell'area di controllo A. Le componenti yP, xP della posizione P del joystick possono assumere qualsiasi combinazione di un valore "positivo" e un valore "negativo" sull'asse y e sull'asse x, rispettivamente rispetto all'origine O dell'area di controllo A che corrisponde alla posizione neutra del joystick. For example, the component of a position P of the joystick 7 along the y direction (arm drive axis) ? indicated yP in figure 3 and ? the projection onto the y axis of a vector representing the P position of the joystick in control area A. The component of the P position of the joystick 7 along the x direction (implement drive axis) ? indicated xP in figure 3 and ? the projection onto the x-axis of the vector representing the joystick P position in control area A. The yP, xP components of the joystick P position can take any combination of a "positive" value and a "negative" value on the y axis and on the x axis, respectively with respect to the origin O of the control area A which corresponds to the neutral position of the joystick.
Nelle macchine operatrici conosciute, ? possibile impostare manualmente una modalit? operativa della macchina operatrice. In tali macchine operatrici, ? l'operatore che, secondo la condizione di lavoro corrente, seleziona la modalit? operativa. In known operating machines, ? Is it possible to manually set a mode? operation of the operating machine. In such operating machines, ? the operator who, according to the current working condition, selects the mode? operational.
Svantaggiosamente, questo porta ad un maggior carico di lavoro da parte dell'operatore, che non sempre pu? selezionare la modalit? operativa della macchina operatrice pi? adatta alle reali condizioni di lavoro. Disadvantageously, this leads to a greater workload on the part of the operator, who cannot always select mode? operating machine operating pi? suitable for real working conditions.
Riassunto dell?invenzione Summary of the invention
Gli obiettivi della presente invenzione sono di aumentare l'usabilit?, le prestazioni e l'efficienza della macchina operatrice. The objectives of the present invention are to increase the usability, performance and efficiency of the operating machine.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire una soluzione che permetta una riduzione del carico di lavoro dell'operatore, aumentando cos? il comfort dell'operatore. Another object of the present invention ? to provide a solution that allows a reduction of the operator's workload, thus increasing? operator comfort.
Secondo l'invenzione, questi obiettivi sono raggiunti da un procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalit? operativa di una macchina operatrice avente le caratteristiche rivendicate nella rivendicazione 1. According to the invention, these objectives are achieved by a control method for automatically selecting a mode? operation of an operating machine having the characteristics claimed in claim 1.
Forme di realizzazione preferite sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da considerarsi parte integrante della presente descrizione. Le caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti possono essere combinate con le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti, a seconda dei casi, e in combinazioni diverse da quelle esplicitamente indicate nelle rivendicazioni. Preferred embodiments are defined in the dependent claims, the content of which? to be considered an integral part of this description. The features of the dependent claims may be combined with the features of the independent claims, as the case may be, and in combinations other than those explicitly indicated in the claims.
Ulteriori oggetti dell'invenzione sono sistemi di controllo per una macchina operatrice, cos? come macchine operatrici, cos? come rivendicate. Further objects of the invention are control systems for an operating machine, such as as operating machines, cos? as you claim.
In sintesi, l'invenzione proposta permette di cambiare dinamicamente il la modalit? operativa della macchina operatrice (cio? l'impostazione dell'aggressivit? dei movimenti del braccio o di un attrezzo) in funzione di una pressione di trasmissione idrostatica e della posizione del braccio. Questa funzione imposta automaticamente l'aggressivit? del braccio e della benna adeguata alle condizioni di lavoro di scavo della macchina operatrice al fine di aumentare le prestazioni, il comfort dell'operatore e l'efficienza della macchina operatrice. In summary, the proposed invention allows you to dynamically change the mode? operative of the operating machine (that is the setting of the aggressiveness of the movements of the arm or of an implement) in function of a hydrostatic transmission pressure and of the position of the arm. This feature automatically sets the aggressiveness? of the boom and bucket suitable for the excavating working conditions of the operating machine in order to increase the performance, operator comfort and efficiency of the operating machine.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi funzionali e strutturali della presente invenzione sono esposti nella descrizione dettagliata che segue, fornita a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further features and functional and structural advantages of the present invention are set forth in the detailed description which follows, provided by way of a non-limiting example only, with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 mostra una macchina operatrice esemplificativa, in particolare una pala gommata compatta; - figure 1 shows an exemplary operating machine, in particular a compact wheel loader;
- la figura 2 mostra un diagramma di controllo di una macchina operatrice; - figure 2 shows a control diagram of an operating machine;
- la figura 3 mostra un esemplificativo joystick di una macchina operatrice; - figure 3 shows an exemplary joystick of an operating machine;
- la figura 4a mostra un diagramma di controllo di una macchina operatrice secondo l'invenzione; figure 4a shows a control diagram of an operating machine according to the invention;
- la figura 4b mostra una trasmissione idrostatica esemplificativa di una macchina operatrice; - figure 4b shows an exemplary hydrostatic transmission of an operating machine;
- la figura 5 mostra un percorso di corsa esemplificativo di un braccio; - figure 5 shows an exemplary travel path of an arm;
- la figura 6a mostra un primo caso esemplificativo di curve che rappresentano le correnti di pilotaggio modificate per tre diverse modalit? operative (bassa, media e alta aggressivit?) della macchina operatrice; e - figure 6a shows a first exemplifying case of curves representing the modified driving currents for three different modes? operational (low, medium and high aggressiveness) of the operating machine; And
- la figura 6b mostra un secondo caso esemplificativo di curve che rappresentano le correnti di pilotaggio modificate per tre diverse modalit? operative (bassa, media e alta aggressivit?) della macchina operatrice. - figure 6b shows a second exemplifying case of curves representing the modified driving currents for three different modes? operational (low, medium and high aggressiveness?) of the operating machine.
Descrizione dettagliata Detailed description
Nella seguente descrizione, salvo definizioni diverse, tutti i termini (inclusi i termini tecnici e scientifici) devono essere interpretati come ? proprio nel settore. Sar? anche chiaro che i termini di utilizzo comune devono essere anch?essi interpretati come ? proprio nel settore di pertinenza e non in modo idealizzato o eccessivamente formalistico a meno che non sia espressamente cos? definito nel prosieguo. Tutti i termini di orientamento, come superiore e inferiore, sono impiegati con riferimento alle figure e non devono essere interpretati in senso limitativo dell?invenzione. In the following description, unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) are to be interpreted as ? right in the industry. Sar? also clear that the terms of common use must also be interpreted as ? precisely in the pertinent sector and not in an idealized or excessively formalistic way unless it is expressly so? defined below. All terms of orientation, such as top and bottom, are used with reference to the figures and are not to be construed as limiting the invention.
Qui di seguito, viene descritta una prima forma di realizzazione di un procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalit? operativa di una macchina operatrice, con riferimento alla figura 4a. In the following, a first embodiment of a control method for automatically selecting a mode is described. operation of an operating machine, with reference to figure 4a.
La macchina operatrice comprende un motore M che alimenta la macchina operatrice, un braccio e un attrezzo attaccato al braccio. The working machine comprises a motor M which powers the working machine, an arm and an implement attached to the arm.
Inoltre, la macchina operatrice include un mezzo sensore di posizione del braccio 40 predisposto per rilevare una posizione del braccio lungo un percorso di corsa TP del braccio, un mezzo sensore di velocit? 42 predisposto per rilevare una velocit? di marcia della macchina operatrice e un joystick 7 controllato operativamente da un operatore per l'attuazione del braccio e dell'attrezzo. Il mezzo sensore di velocit? pu? essere per esempio un encoder. Furthermore, the operating machine includes an arm position sensor means 40 arranged to detect an arm position along a travel path TP of the arm, a speed sensor means? 42 arranged to detect a speed? gear of the operating machine and a joystick 7 operatively controlled by an operator for the actuation of the arm and the tool. The half speed sensor? can? be for example an encoder.
Un percorso di corsa esemplificativo ? mostrato nella figura 5. An exemplary running route? shown in figure 5.
Il joystick ? spostabile in un'area di controllo predeterminata rispetto a un primo asse prestabilito per l'azionamento del braccio e rispetto a un secondo asse prestabilito per l'azionamento dell'attrezzo. The joystick? moveable in a predetermined control area with respect to a first predetermined axis for arm actuation and with respect to a second predetermined axis for implement actuation.
Inoltre, la macchina operatrice include una trasmissione idrostatica che comprende una prima pompa idraulica HP, un motore idraulico HM, una linea di mandata FL predisposta per collegare idraulicamente un'uscita della pompa idraulica ad un ingresso del motore idraulico e una linea di ritorno RL predisposta per collegare idraulicamente un'uscita del motore idraulico HM ad un ingresso della pompa idraulica HP, in modo tale da definire un circuito idraulico chiuso entro cui un primo fluido di lavoro ? predisposto per scorrere. La macchina operatrice comprende inoltre un primo mezzo sensore di pressione P1 predisposto per rilevare un valore di pressione del primo fluido di lavoro che scorre all'interno della linea di mandata della trasmissione idrostatica e un secondo mezzo sensore di pressione P2 predisposto per rilevare un valore di pressione del primo fluido di lavoro che scorre all'interno della linea di ritorno della trasmissione idrostatica. Una trasmissione idrostatica esemplificativa ? mostrata nella figura 4b. Furthermore, the operating machine includes a hydrostatic transmission comprising a first hydraulic pump HP, a hydraulic motor HM, a delivery line FL arranged to hydraulically connect an outlet of the hydraulic pump to an inlet of the hydraulic motor and a return line RL arranged to hydraulically connect an outlet of the hydraulic motor HM to an inlet of the hydraulic pump HP, so as to define a closed hydraulic circuit within which a first working fluid ? set to scroll. The operating machine also comprises a first pressure sensor means P1 arranged to detect a pressure value of the first working fluid flowing inside the delivery line of the hydrostatic transmission and a second pressure sensor means P2 arranged to detect a value of pressure of the first working fluid flowing inside the return line of the hydrostatic transmission. An exemplary hydrostatic transmission? shown in figure 4b.
La macchina operatrice include anche un circuito idrostatico per l'azionamento del braccio e dell'attrezzo. Il circuito idrostatico include una seconda pompa idraulica collegata a un serbatoio di fluido e azionata da detto motore della macchina. Un secondo fluido di lavoro ? disposto per scorrere in detto circuito idraulico. The working machine also includes a hydrostatic circuit for operating the boom and the implement. The hydrostatic circuit includes a second hydraulic pump connected to a fluid tank and driven by said engine of the machine. A second working fluid? arranged to flow in said hydraulic circuit.
La macchina operatrice comprende una pluralit? di modalit? operative selezionabili delle macchine operatrici. Does the operating machine include a plurality? of mode? selectable operations of the operating machines.
L?azionamento del braccio avviene per mezzo di primi mezzi di attuazione idraulici includenti almeno un primo cilindro idraulico collegato operativamente al braccio e una prima elettrovalvola direzionale 18 il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso del secondo fluido di lavoro all?almeno un primo cilindro idraulico. Una velocit? di azionamento del braccio ? controllato dal grado di apertura della prima elettrovalvola direzionale 18 per mezzo di una prima corrente di pilotaggio, in cui un valore della prima corrente di pilotaggio dipende da una componente della posizione del joystick lungo detto primo asse prestabilito per l?azionamento del braccio e dalla modalit? operativa selezionata della macchina operatrice. The actuation of the arm takes place by means of first hydraulic actuation means including at least a first hydraulic cylinder operatively connected to the arm and a first directional solenoid valve 18 whose degree of opening is ? adapted to control the flow of the second working fluid to the at least one first hydraulic cylinder. A speed? of arm drive ? controlled by the degree of opening of the first directional solenoid valve 18 by means of a first driving current, wherein a value of the first driving current depends on a component of the joystick position along said first predetermined axis for operating the arm and on the mode ? operating machine selection.
Similmente, l'azionamento dell'attrezzo avviene per mezzo di secondi mezzi di attuazione idraulici includenti almeno un secondo cilindro idraulico collegato operativamente all'attrezzo e una seconda elettrovalvola direzionale 20 il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso del secondo fluido di lavoro all?almeno un secondo cilindro idraulico. Una velocit? di azionamento dell'attrezzo ? controllata dal grado di apertura della seconda elettrovalvola direzionale 20 per mezzo di una seconda corrente di pilotaggio, in cui un valore della seconda corrente di pilotaggio dipende da una componente della posizione del joystick lungo detto secondo asse prestabilito per azionare l'attrezzo e dalla modalit? operativa selezionata della macchina operatrice. Similarly, the actuation of the implement takes place by means of second hydraulic actuation means including at least a second hydraulic cylinder operatively connected to the implement and a second directional solenoid valve 20 whose degree of opening is ? adapted to control the flow of the second working fluid to the at least one second hydraulic cylinder. A speed? of gear drive ? controlled by the degree of opening of the second directional solenoid valve 20 by means of a second driving current, wherein a value of the second driving current depends on a component of the joystick position along said second predetermined axis for operating the implement and on the mode? operating machine selection.
In detta prima forma di realizzazione, il procedimento di controllo per selezionare automaticamente una modalit? operativa di una macchina operatrice comprende i passi di: In said first embodiment, the control method for automatically selecting a mode? operation of an operating machine includes the steps of:
a) determinare la posizione attuale del braccio lungo un percorso di corsa del braccio nel tempo; a) determining the current position of the arm along an arm travel path over time;
b) determinare l'attuale velocit? di marcia della macchina operatrice nel tempo; b) determine the current speed? of running of the operating machine over time;
c) determinare il valore di pressione del primo fluido di lavoro all'interno della linea di mandata nel tempo; c) determining the pressure value of the first working fluid inside the delivery line over time;
d) determinare il valore della pressione del primo fluido di lavoro all'interno della linea di ritorno nel tempo; d) determining the pressure value of the first working fluid inside the return line over time;
e) selezionare una modalit? operativa della macchina operatrice dalla pluralit? di modalit? operative selezionabili, in base alla posizione attuale rilevata del braccio lungo un percorso di corsa del braccio, la velocit? di marcia attuale rilevata della macchina operatrice, il valore rilevato di pressione del primo fluido di lavoro nella linea di mandata e il valore rilevato di pressione del primo fluido di lavoro nella linea di ritorno; e) select a mode? operative of the operating machine from the plurality? of mode? operating selectable, based on the current position detected of the arm along a path of travel of the arm, the speed? of the detected actual running speed of the driven machine, the detected pressure value of the first working fluid in the delivery line and the detected pressure value of the first working fluid in the return line;
f) impostare la macchina operatrice nella modalit? operativa selezionata. f) set the operating machine in the mode? selected operation.
Preferibilmente, le modalit? operative selezionabili della macchina operatrice includono: Preferably, the modalities? Selectable operating modes of the operating machine include:
- una prima modalit? operativa, in cui una variazione della componente della posizione del joystick lungo il primo asse prestabilito, dovuta ad una corsa del joystick da una prima posizione operativa ad una seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della prima corrente di pilotaggio secondo un primo tasso crescente o decrescente nel tempo, e una variazione della componente della posizione del joystick lungo il secondo asse prestabilito, dovuta alla corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della seconda corrente di pilotaggio secondo un primo tasso crescente o decrescente nel tempo; - a first mode? operative, wherein a variation of the joystick position component along the first predetermined axis, due to a travel of the joystick from a first operative position to a second operative position, is arranged to determine a variation of the value of the first driving current according to a first increasing or decreasing rate over time, and a variation of the component of the position of the joystick along the second predetermined axis, due to the stroke of the joystick from the first operating position to the second operating position , ? arranged to determine a variation in the value of the second driving current according to a first rate increasing or decreasing over time;
- una seconda modalit? operativa, in cui una variazione della componente della posizione del joystick lungo il primo asse prestabilito, dovuta alla corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della prima corrente di pilotaggio secondo un secondo tasso crescente o decrescente nel tempo, superiore al primo tasso crescente o decrescente, e una variazione della componente della posizione del joystick lungo il secondo asse prestabilito, dovuta alla corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della seconda corrente di pilotaggio secondo un secondo tasso crescente o decrescente nel tempo, superiore al primo tasso crescente o decrescente; - a second mode? operating, wherein a variation of the component of the joystick position along the first predetermined axis, due to travel of the joystick from the first operating position to the second operating position, is arranged to determine a variation of the value of the first driving current according to a second increasing or decreasing rate over time, higher than the first increasing or decreasing rate, and a variation of the joystick position component along the second predetermined axis, due to the joystick stroke from first operating position to second operating position, ? arranged to determine a variation in the value of the second driving current according to a second increasing or decreasing rate over time, higher than the first increasing or decreasing rate;
- una terza modalit? operativa, in cui una variazione della componente della posizione del joystick lungo il primo asse prestabilito, dovuta alla corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della prima corrente di pilotaggio secondo un terzo tasso crescente o decrescente nel tempo, superiore al primo e al secondo tasso crescente o decrescente, e una variazione della componente della posizione del joystick lungo il secondo asse prestabilito, dovuta alla corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa, ? predisposta per determinare una variazione del valore della seconda corrente di pilotaggio secondo un terzo tasso crescente o decrescente nel tempo, superiore al primo e al secondo tasso crescente o decrescente. Vedasi per esempio le figure 6a e 6b. - a third way? operating, wherein a variation of the component of the joystick position along the first predetermined axis, due to travel of the joystick from the first operating position to the second operating position, is arranged to determine a variation in the value of the first driving current according to a third increasing or decreasing rate over time, higher than the first and second increasing or decreasing rate, and a variation of the joystick position component along the second predetermined axis, due to the travel of the joystick from the first operating position to the second operating position, ? arranged to determine a variation in the value of the second driving current according to a third increasing or decreasing rate over time, higher than the first and second increasing or decreasing rate. See for example figures 6a and 6b.
Per esempio, la modalit? operativa pu? essere chiamata anche modalit? di aggressivit?, ad esempio, la prima modalit? operativa pu? essere chiamata "modalit? a bassa aggressivit?", la seconda modalit? operativa pu? essere chiamata "modalit? a media aggressivit?", e la terza modalit? operativa pu? essere chiamata "modalit? ad alta aggressivit?". For example, the mode operational can? also be called mode? of aggression?, for example, the first mode? operational can? be called "mode? low aggressiveness?", the second mode? operational can? be called "medium aggressiveness mode?", and the third mode? operational can? be called "high aggression mode?".
Preferibilmente, la fase c) pu? includere la fase di misurare il valore di pressione del primo fluido di lavoro all'interno della linea di mandata per mezzo di un primo mezzo sensore di pressione, e la fase d) pu? includere la fase di misurare il valore della pressione del primo fluido di lavoro all'interno della linea di ritorno per mezzo di un secondo mezzo sensore di pressione. Preferably, phase c) can? include the phase of measuring the pressure value of the first working fluid inside the delivery line by means of a first half pressure sensor, and the phase d) pu? including the step of measuring the pressure value of the first working fluid inside the return line by means of a second pressure sensor means.
Preferibilmente, la fase b) pu? includere la fase di misurazione della velocit? di marcia attuale della macchina operatrice per mezzo di un sensore di velocit?. Preferably, phase b) can? include the phase of measuring the speed? current gear of the operating machine by means of a speed sensor?.
Preferibilmente, la fase a) pu? includere la fase di determinare la posizione attuale del braccio lungo un percorso di corsa del braccio per mezzo di un sensore di rilevazione di angolo accoppiato al braccio, o, la fase a) pu? includere la fase di determinare la posizione attuale del braccio lungo un percorso di corsa del braccio per mezzo di un mezzo sensore lineare accoppiato al primo cilindro idraulico collegato operativamente al braccio. Preferably, phase a) can? include the phase of determining the current position of the arm along a path of travel of the arm by means of a sensor of detection of angle coupled to the arm, or, the phase a) can? including the step of determining the current position of the arm along an arm travel path by means of linear sensor means coupled to the first hydraulic cylinder operably connected to the arm.
Le due soluzioni possibili di cui sopra, sono ciascuna un mezzo sensore di posizione del braccio, per esempio un sensore di posizione del braccio. The above two possible solutions are each an arm position sensor means, for example an arm position sensor.
La presente invenzione riguarda anche un sistema di controllo per una macchina operatrice. The present invention also relates to a control system for an operating machine.
In una forma di realizzazione preferita del sistema di controllo, il sistema di controllo include: In a preferred embodiment of the control system, the control system includes:
- primi mezzi ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi di una posizione attuale di un braccio lungo un percorso di corsa del braccio; - first input means adapted to receive at least one signal or data indicative of a current position of an arm along a travel path of the arm;
- secondi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi di una velocit? di marcia attuale della macchina operatrice nel tempo; - second input means adapted to receive at least one signal or data indicative of a speed? current gear of the operating machine over time;
- terzi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi di un valore di pressione di un primo fluido di lavoro all'interno di una linea di mandata di una trasmissione idrostatica della macchina operatrice nel tempo; - third input means able to receive at least one signal or data indicative of a pressure value of a first working fluid inside a delivery line of a hydrostatic transmission of the operating machine over time;
- quarti mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi di un valore di pressione del primo fluido di lavoro in una linea di ritorno della trasmissione idrostatica della macchina operatrice nel tempo; - fourth inlet means adapted to receive at least one signal or data indicative of a pressure value of the first working fluid in a return line of the hydrostatic transmission of the operating machine over time;
- primi mezzi di uscita atti a emettere almeno un segnale indicativo di una modalit? operativa selezionata della macchina operatrice; - first output means suitable for emitting at least one signal indicative of a mode? selected operational of the operating machine;
In questa forma di realizzazione, il sistema di controllo ? predisposto per eseguire un procedimento secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione del procedimento spiegate in precedenza. In this embodiment, the control system is arranged to carry out a method according to any of the embodiments of the method explained above.
In un ulteriore aspetto, l'invenzione si riferisce ad una macchina operatrice. In a further aspect, the invention relates to an operating machine.
In una forma di realizzazione della macchina operatrice, in particolare pala gommata compatta, la macchina operatrice comprende: In one embodiment of the operating machine, in particular a compact wheel loader, the operating machine comprises:
- un motore che alimenta la macchina operatrice; - a motor that powers the operating machine;
- un braccio e un attrezzo attaccato al braccio; - an arm and a tool attached to the arm;
- un mezzo sensore di posizione del braccio predisposto per rilevare una posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio; - an arm position sensing means arranged to detect an arm position along a travel path of the arm;
- un mezzo sensore di velocit? predisposto per rilevare la velocit? di marcia della macchina operatrice; - half a speed sensor? predisposed to detect the speed? of running of the operating machine;
- un joystick controllato operativamente da un operatore per l'azionamento del braccio e dell'attrezzo, il joystick ? spostabile in una area predeterminata di controllo secondo un primo asse prestabilito per l'azionamento del braccio e secondo un secondo asse prestabilito per l'azionamento dell'attrezzo. - a joystick operationally controlled by an operator for operating the boom and the implement, the joystick ? displaceable in a predetermined control area according to a first predetermined axis for actuating the arm and according to a second predetermined axis for actuating the tool.
Inoltre, la macchina operatrice include una trasmissione idrostatica. La trasmissione idrostatica comprende una prima pompa idraulica, un motore idraulico, una linea di mandata predisposta per collegare idraulicamente un'uscita della pompa idraulica ad un ingresso del motore idraulico e una linea di ritorno predisposta per collegare idraulicamente un'uscita del motore idraulico ad un ingresso della pompa idraulica in modo tale da definire un circuito idraulico chiuso entro cui un primo fluido di lavoro ? predisposto per scorrere. Furthermore, the driven machine includes a hydrostatic transmission. The hydrostatic transmission comprises a first hydraulic pump, a hydraulic motor, a delivery line arranged to hydraulically connect an output of the hydraulic pump to an inlet of the hydraulic motor and a return line arranged to hydraulically connect an output of the hydraulic motor to a inlet of the hydraulic pump in such a way as to define a closed hydraulic circuit within which a first working fluid ? set to scroll.
La macchina operatrice inoltre include un primo mezzo sensore di pressione predisposto per rilevare un valore di pressione del primo fluido di lavoro che scorre nella linea di mandata della trasmissione idrostatica e un secondo mezzo sensore di pressione predisposto per rilevare un valore di pressione del primo fluido di lavoro che scorre nella linea di ritorno della trasmissione idrostatica. The operating machine also includes a first pressure sensor means arranged to detect a pressure value of the first working fluid flowing in the delivery line of the hydrostatic transmission and a second pressure sensor means arranged to detect a pressure value of the first working fluid work flowing in the return line of the hydrostatic transmission.
Inoltre, la macchina operatrice include un circuito idrostatico per azionare il braccio e l'attrezzo. Il circuito idrostatico include una seconda pompa idraulica collegata ad un serbatoio fluido ed azionata da detto motore della macchina, in cui un secondo fluido di lavoro ? predisposto per scorrere all'interno di detto circuito idraulico. Additionally, the carrier machine includes a hydrostatic circuit to operate the boom and implement. The hydrostatic circuit includes a second hydraulic pump connected to a fluid reservoir and driven by said motor of the machine, in which a second working fluid is arranged to flow within said hydraulic circuit.
La macchina operatrice inoltre include una pluralit? di modalit? operative selezionabili delle macchine operatrici e un sistema di controllo secondo le forme di realizzazione descritte sopra. The operating machine also includes a plurality of mode? selectable operating modes of the operating machines and a control system according to the embodiments described above.
L?azionamento del braccio avviene per mezzo di primi mezzi di attuazione idraulici includenti almeno un primo cilindro idraulico collegato operativamente al braccio e una prima elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso del secondo fluido di lavoro all?almeno un primo cilindro idraulico. Una velocit? di azionamento del braccio ? controllato dal grado di apertura della prima elettrovalvola direzionale per mezzo di una prima corrente di azionamento, in cui un valore della prima corrente di azionamento dipende da una componente della posizione del joystick lungo detto primo asse prestabilito per l?azionamento del braccio e dalla modalit? operativa selezionata della macchina operatrice. The actuation of the arm takes place by means of first hydraulic actuation means including at least a first hydraulic cylinder operatively connected to the arm and a first directional solenoid valve whose degree of opening is ? adapted to control the flow of the second working fluid to the at least one first hydraulic cylinder. A speed? of arm drive ? controlled by the degree of opening of the first directional solenoid valve by means of a first actuation current, wherein a value of the first actuation current depends on a component of the position of the joystick along said first predetermined axis for actuation of the arm and from the mode? operating machine selection.
Similmente, l?azionamento dell'attrezzo avviene per mezzo di secondi mezzi di attuazione idraulici includenti almeno un secondo cilindro idraulico collegato operativamente all'attrezzo e una seconda elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso del secondo fluido di lavoro all?almeno un secondo cilindro idraulico. Una velocit? di azionamento dell'attrezzo ? controllato dal grado di apertura della seconda elettrovalvola direzionale per mezzo di una seconda corrente di pilotaggio, in cui un valore della seconda corrente di pilotaggio dipende da una componente della posizione del joystick lungo detto secondo asse prestabilito per l?azionamento dell'attrezzo e dalla modalit? operativa selezionata della macchina operatrice. Similarly, the actuation of the implement takes place by means of second hydraulic actuation means including at least a second hydraulic cylinder operatively connected to the implement and a second directional solenoid valve whose degree of opening is ? adapted to control the flow of the second working fluid to the at least one second hydraulic cylinder. A speed? of gear drive ? controlled by the degree of opening of the second directional solenoid valve by means of a second driving current, wherein a value of the second driving current depends on a component of the joystick position along said second predetermined axis for implement operation and the mode ? operating machine selection.
Le forme di realizzazione esemplificative sono descritte in dettaglio sufficiente per consentire agli esperti del ramo di implementare un sistema di controllo in una macchina operatrice predisposto per eseguire il procedimento di controllo qui descritto. The exemplary embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to implement a control system in a manufacturing machine arranged to perform the control method described herein.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di realizzazione ed i particolari costruttivi potranno ampiamente variare da quelli descritti ed illustrati a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione cos? come definito nelle rivendicazioni allegate. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and construction details may vary widely from those described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (8)
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- 2021-12-22 EP EP21216828.0A patent/EP4026953A1/en active Pending
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