BR102013007709A2 - Sistema de controle de uma máquina acionada e método para variar o início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável - Google Patents

Abstract

Sistema de controle de uma máquina acionada e método para variar o início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável a presente exposição provê um sistema de controle de uma máquina acionada. O sistema de controle inclui um motor hidráulico configurado para acionar a esteira sistema da máquina. O motor é operável com um deslocamento variável. Uma válvula de controle é acoplada fluidamente ao motor. Em adição, o sistema de controle inclui um controlador (210) e uma válvula eletro-hidráulica disposta em comunicação elétrica com o controlador e em comunicação fluida com a válvula de controle. A válvula eletro-hidráulica recebe um sinal a partir do controlador, e com base no sinal, a válvula eletro-hidráulica varia hidraulicamente o início de pressão de controle do motor.

Description

“SISTEMA DE CONTROEE DE UMA MÁQUINA ACIONADA E MÉTODO PARA VARIAR O INÍCIO DE PRESSÃO DE CONTROLE DE UM MOTOR HIDRÁULICO DE DESLOCAMENTO VARIÁVEL” Campo da Exposição A presente exposição se refere a um sistema de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável, e em particular, para o sistema de gestão de controle de um sistema de esteira em uma máquina.

Antecedentes da Exposição Máquinas de trabalho, tais como aquelas na indústria florestal, são frequentemente requeridas que equilibrem a quantidade de energia distribuída para as várias características de desempenho e operações. Por exemplo, uma máquina pode incluir uma lança e implemento de trabalho para completar uma tarefa desejada. A quantidade de energia produzida pelo motor é compartilhada através de toda a máquina para mover a máquina ao longo de diferente terreno e também operar a lança e o implemento de trabalho. Em alguns casos, é desejável que a máquina se desloque a uma alta velocidade, enquanto que, em outros casos, a máquina pode ser estacionária e o trabalho está sendo feito pela lança e pelo implemento de trabalho. Em qualquer caso, é desejável otimizar o desempenho da máquina.

Algumas máquinas utilizam um ou mais motores hidráulicos para prover torque para acionar a máquina para frente e para trás. A máquina pode incluir um motor que produz energia e aciona uma bomba hidráulica. A bomba pode prover fluido hidráulico para o um ou mais motores hidráulicos através de uma válvula de controle. Cada motor hidráulico pode ser um motor de deslocamento variável, de modo que um deslocamento mínimo, a máquina pode se mover a uma alta velocidade e, em um deslocamento máximo, a máquina se desloca a uma velocidade mais baixa. Em um deslocamento máximo, todavia, uma maior quantidade de torque pode ser provida para acionar a máquina sobre terreno difícil, uma ladeira inclinada, etc. A maneira na qual o deslocamento de motor é controlado em um motor hidráulico de deslocamento variável é através de uma pré-definida pressão de “início de controle” (SOC), que é mecanicamente fixa e em que é difícil fazer quaisquer ajustes para o ajuste de deslocamento. A pressão de “início de controle” é uma pressão definida, na qual o deslocamento de motor começa a aumentar devido a uma carga aumentada sobre o motor. A falta de ajustabilidade impede que a máquina funcione em níveis ótimos de desempenho em quase todos os cenários possíveis.

Por conseguinte, existe uma necessidade, de prover um meio para controlar ajustadamente a pressão de “início de controle” do motor para mais bem otimizar o desempenho da máquina. Além disso, é desejado ser capaz de fazer esses ajustes continuamente e como uma função de como um operador de máquina está controlando a máquina em tempo real.

Sumário Em uma modalidade de exemplo da presente exposição, um sistema de controle é provido for uma máquina acionada. A máquina inclui um motor para produzir energia e a esteira sistema para se mover ao longo de uma superfície. O sistema de controle inclui um motor hidráulico configurado para acionar o sistema de esteira, onde o motor é operável com um deslocamento variável. O sistema de controle também inclui uma válvula de controle acoplada fluidamente ao motor, um controlador, e uma válvula eletro-hidráulica disposta em comunicação elétrica com o controlador e em comunicação fluida com a válvula de controle. A válvula eletro-hidráulica recebe um sinal a partir do controlador, e com base no sinal, a válvula eletro-hidráulica varia hidraulicamente a pressão de SOC com uma fonte de fluido externa.

Em um aspecto desta modalidade, a válvula eletro-hidráulica é acoplada fluidamente a uma fonte de fluido. Em outro aspecto, o controlador tensiona eletricamente a válvula eletro-hidráulica de uma posição fechada para pelo menos uma posição parcialmente aberta. Em um aspecto diferente, a fonte de fluido é acoplada fluidamente à válvula de controle quando a válvula eletro-hidráulica é disposta pelo menos na posição parcialmente aberta. Em outro aspecto, a válvula eletro-hidráulica é tensionada para uma posição fechada. Em um aspecto alternativo, o sistema de controle inclui uma mola para tensionar a válvula de controle para uma primeira posição, na qual, na primeira posição, a válvula de controle controla fluidamente o motor para o deslocamento mínimo.

Em ainda outro aspecto desta modalidade, o motor é configurado para receber uma carga a partir do sistema de esteira, e com base na carga, o motor envia um sinal de pressão de carga para a válvula de controle que pelo menos parcialmente comprime a mola. Além disso, a válvula eletro-hidráulica envia um sinal de fluido de ultrapassagem para a válvula de controle, onde sinal de fluido e sinal de pressão de carga hidraulicamente aplica uma força de pressão contra a válvula de controle para variar o deslocamento do motor. Em outro aspecto, o sistema de controle pode incluir um atuador de motor acoplada fluidamente à válvula de controle, onde um movimento da válvula de controle induz um correspondente movimento do atuador de motor para variar o deslocamento de motor.

Em outra modalidade da presente exposição, um método é provido para variar o início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável adaptado para acionar a esteira sistema da máquina. A máquina inclui controles de usuário para controlar a funcionalidade da máquina, um controlador (210) em comunicação elétrica com os controles de usuário, uma válvula de controle tensionada para uma primeira posição por uma mola tendo uma força de mola fixa, e uma válvula eletro-hidráulica proporcional acoplada eletricamente ao controlador e acoplada fluidamente à válvula de controle. O método inclui enviar um sinal elétrico para a válvula eletro-hidráulica, mover a válvula eletro-hidráulica a partir de uma posição substancialmente fechada para pelo menos uma posição parcialmente aberta, acoplar fluidamente a válvula eletro-hidráulica (322) e válvula de controle (206) uma com a outra, mover controladamente a válvula de controle a partir da primeira posição para uma segunda posição, e variar o início de pressão de controle do motor.

Em um aspecto desta modalidade, a etapa de variar compreende controlar fluidamente um atuador de motor. Em outro aspecto, o método inclui receber uma entrada a partir dos controles de usuário, a entrada sendo relacionada a uma desejada função da máquina, e controlar operavelmente a válvula de controle com base na entrada. Em um aspecto diferente, a etapa de mover controladamente compreende aplicar uma força hidráulica à válvula de controle, a força hidi*áulica incluindo uma pressão de fluido a partir da válvula eletro-hidráulica e uma pressão de carga a partir do motor, comprimir a mola (318), e mover a válvula de controle para induzir uma alteração no deslocamento de motor. Em um aspecto alternativo, o método inclui prover o motor (302) com um ajuste fixo para controlar deslocamento de motor e uma pluralidade de perfis de deslocamento, cada um dos perfis de deslocamento sendo uma função de carga sobre o motor e velocidade de máquina, controlar o motor (302) de acordo com uma da pluralidade de perfis de deslocamento (506, 508), enviar um sinal to ultrapassagem o ajuste fixo do motor, e ajustar variavelmente o motor para operar de acordo com um segundo da pluralidade de perfis de deslocamento.

Em uma modalidade diferente da presente exposição, um método é provido para variar um início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável para acionar uma máquina. A máquina inclui controles de operador para controlar a operação da máquina, um controlador (210) em comunicação elétrica com os controles de operador (208) uma válvula de controle tensionada para uma primeira posição e disposta em comunicação fluida com o motor, e uma válvula eletro-hidráulica acoplada eletricamente ao controlador e acoplada fluidamente à válvula de controle. O método inclui receber um sinal de entrada a partir dos controles de operador (208) onde o sinal de entrada corresponde a uma desejada operação da máquina. Um sinal elétrico é enviado para a válvula eletro-hidráulica com base no sinal de entrada. O método também inclui acoplar fluidamente a válvula eletro-hidráulica (322) e válvula de controle (206) uma com a outra, mover controladamente a válvula de controle a partir da primeira posição para uma segunda posição com base no sinal elétrico, e variar o início de pressão de controle do motor de acordo com a desejada operação da máquina.

Em um aspecto desta modalidade, o método inclui aumentar o início de pressão de controle de acordo com um sinal de entrada correspondente a um desejado aumento em velocidade de máquina. Em outro aspecto, o método inclui diminuir o início de pressão de controle de acordo com um sinal de entrada correspondente a um desejado aumento em multi-funcionalidade de máquina. Em um aspecto diferente, o método inclui variar o início de pressão de controle a partir de uma primeira pressão para uma segunda pressão e controlar a máquina (200) em uma velocidade máxima e o motor (302) em um deslocamento mínimo. Aqui, a primeira pressão é inferior à segunda pressão.

Em outro aspecto, o método inclui prover o motor com uma pluralidade de perfis de deslocamento, onde a pluralidade de perfis de deslocamento inclui um primeiro perfil de deslocamento (506) tendo um primeiro início de pressão de controle e um segundo perfil de deslocamento tendo um segundo início de pressão de controle, o primeiro início de pressão de controle correspondente a um primeiro perfil de desempenho da máquina e o segundo início de pressão de controle correspondente a um segundo perfil de desempenho da máquina. Este aspecto também inclui receber o sinal de entrada a partir dos controles de operador para ajustar desempenho da máquina para corresponder ou ao primeiro desempenho da máquina ou ao segundo desempenho da máquina e variar o início de pressão de controle para o primeiro início de pressão de controle ou o segundo início de pressão de controle. Em um aspecto relacionado, o método inclui variar o início de pressão de controle para o primeiro início de pressão de controle para obter maior funcionalidade de máquina ou para o segundo início de pressão de controle para obter maior velocidade de máquina à medida que pressão de carga sobre o motor (302) aumenta, em que o primeiro início de pressão de controle é inferior ao o segundo início de pressão de controle.

Breve Descrição dos Desenhos Os aspectos acima mencionados da presente exposição e a maneira de obter os mesmos ficarão mais aparentes e a exposição propriamente dita será mais bem entendida por meio da referência à seguinte descrição das modalidades da exposição, tomada em conjunção com os desenhos anexos, nos quais: a figura 1 é uma vista em perspectiva lateral de uma colheitadeira florestal com esteiras; a figura 2 é um esquema de controle para uma máquina de trabalho; a figura 3 é outro esquema de controle para controlar um deslocamento de motor hidráulico; a figura 4 é uma vista gráfica de diferentes perfis de deslocamento de motor durante a operação da máquina; e a figura 5 é uma representação gráfica de deslocamento de motor controlando continuamente ajustavelmente durante a operação da máquina.

Correspondentes números de referência são usados para indicar as partes correspondentes através de todas das várias vistas.

Descrição Detalhada As modalidades da presente exposição descritas abaixo não são destinadas a serem exaustivas ou a limitarem a exposição para a forma precisa na seguinte descrição detalhada. Pelo contrário, as modalidades são escolhidas e descritas de forma que outras pessoas especializadas na arte possam apreciar e compreender os princípios e práticas da presente exposição.

Com referência à figura 1, uma modalidade de exemplo da máquina, tal como uma colheitadeira florestal 100, é mostrada. A máquina 100 pode incluir um conjunto de armação superior 102, que é suportado por um conjunto de carro 104. Um conjunto de lança 112 tem uma primeira extremidade que é pivotadamente acoplada ao conjunto de armação superior 102 e uma segunda extremidade que tem um implemento de trabalho preso ao mesmo, tal como uma cabeça de corte 116 para serrar e agrupar árvores. O conjunto de armação superior 102 pode incluir uma cabina 106, na qual um operador utiliza uma pluralidade de controles (por exemplo, “joystick”s, pedais, teclas, telas, etc.) para controlar a máquina 100 durante a operação da mesma. O conjunto de armação superior 102 pode também incluir um compartimento de motor 114, que aloja um motor, tal como um motor diesel, que provê a energia motriz para a operação dos componentes associados com a máquina 100. Tanto a cabina 106 quanto o compartimento de motor 114 podem ser suportados por vários elementos de armação que formam o conjunto de armação superior 102. O conjunto de carro 104 pode incluir uma primeira esteira 108 e uma segunda esteira 110 que engatam e se movem ao longo do solo durante uma operação. A primeira esteira 108 e segunda esteira 110 podem ser acionadas por um uma roda dentada de acionamento (não mostrada) e uma roda louca dianteira (não mostrada), em torno das quais uma corrente de esteira (não mostrada) é montada. Como será descrito, um motor hidráulico pode operavelmente acionar a roda dentada de acionamento (que pode formar parte de um conjunto de engrenagens de alta redução) de forma a acionar a corrente de esteira (não mostrada), provendo assim energia motriz para mover a máquina 1 00. O conjunto de armação superior 102 pode ser mecanicamente acoplado ao conjunto de carro 104 por um conjunto de mecanismo de inclinação e mesa giratória 118. O conjunto de mecanismo de inclinação e mesa giratória 118 pode operavelmente controlar a máquina 100 para ser girada e inclinada em torno de um ou mais eixos.

Com referência à figura 2, uma modalidade de um esquema de controle para uma máquina com esteiras 200 (por exemplo, uma colheitadeira florestal ou colheitadeira) é mostrada. A máquina 200 inclui um motor 202 que pode ser hidraulicamente acoplado a uma bomba hidráulica 204. A bomba hidráulica 204 pode fornecer fluido para uma válvula principal 230 para controlar hidraulicamente diferentes elementos de máquina. A máquina 200 também inclui um primeiro lado e um segundo lado. No primeiro lado, a máquina 200 pode incluir um primeiro motor dc acionamento hidráulico 214 que é operavelmente acoplado a uma caixa de engrenagens planetárias de alta redução 218. A caixa de engrenagens 218 pode incluir uma roda dentada de acionamento (não mostrada) ou mecanismo similar que é acoplado a uma corrente 222 ou correia para acionar rotativamente uma roda louca ou disco 220. A corrente 222 pode ser operavelmente acoplada a uma esteira, sobre a qual a máquina pode se mover para frente e para trás.

Similarmente, no segundo lado ou lado oposto, a máquina 200 pode incluir um segundo motor de acionamento hidráulico 216 que é operavelmente acoplado a uma caixa de engrenagens planetárias de alta redução 224. A caixa de engrenagens 224 pode incluir uma roda dentada de acionamento (não mostrada) ou mecanismo similar que é acoplada a uma corrente 228 ou correia para acionar rotativamente uma roda louca ou disco 226. Em conjunção com o primeiro motor de acionamento hidráulico 214, o segundo motor de acionamento hidráulico 216 pode mover a máquina 200 em uma direção para frente ou reversa.

Na figura 2, os motores de acionamento 214, 216 podem ser supridos com fluido hidráulico a partir da bomba hidráulica 204 via a válvula principal 230. A válvula principal 230 pode incluir diferentes canais ou trajetos de fluxo para direcionar fluido para ambos os motores de acionamento. Além disso, a válvula principal 230 pode direcionar lluido para um ou mais cilindros hidráulicos (não mostrados) para operar um conjunto de lança, implemento de trabalho, oscilando o conjunto de armação superior 102 em relação ao conjunto de carro 104 (figura 1), e realizar outras funções da máquina. Em outras palavras, fluido hidráulico fornecido pela bomba hidráulica 204 pode ser distribuído através de toda a máquina para realizar as diferentes funções da máquina.

Como também mostrado na figura 2, a máquina 200 pode incluir controles de operador 208 para a operação da máquina 200. Um operador pode manobrar um “joystick”, pressionar um pedal, comprimir uma tecla, ou utilizar outros controles para obter a desejada funcionalidade da máquina 200. Ao realizar isto, os controles de operador 208 podem estar em comunicação elétrica ou acoplados a um controlador de máquina 210. O controlador de máquina 210 pode controlar operavelmente a funcionalidade da máquina 200. Por exemplo, diferentes algoritmos de software ou programas podem ser abaixados para e podem ser lidos pelo controlador 210 para controlar a máquina 200. Algumas das etapas tomadas pelo controlador 210 para controlar a máquina 200 podem ser como um resultado de diferentes entradas por um operador de máquina aos controles de operador 208, que, por sua vez, provê um sinal para o controlador 210. O controlador 210 pode interpretar o tipo de controle sendo feito pelo operador, e diferentes ações podem ser tomadas pelo controlador 210 como um resultado deste controle. Como será descrito em maior detalhe, uma válvula eletro-hidráulica 212 pode ser disposta em comunicação com o controlador 2 1 0 e ainda em comunicação hidráulica com os motores hidráulicos 214, 216.

Os motores de acionamento na figura 2 podem ser um motor hidráulico de deslocamento variável, de modo que velocidades variáveis podem ser obtidas com base em uma dada quantidade de fluxo. O deslocamento de motor pode ser controlado entre um deslocamento mínimo ou baixo deslocamento e um deslocamento máximo ou alto deslocamento. O deslocamento mínimo do motor pode corresponder a um deslocamento mínimo atual de motor ou a um valor de deslocamento desejado, ajustado mecanicamente por um operador, por exemplo. No deslocamento mínimo, o motor pode operar de forma que a máquina atinja a velocidade máximo ou alta velocidade. Por outro lado, no deslocamento máximo, maior torque pode ser obtido, mas a uma menor velocidade de máquina. Em um método de operação, o controle de motor pode ser ajustado para manter o motor no, ou perto do, deslocamento mínimo, de forma que a máquina pode operar a uma velocidade mais alta. Isto, todavia, pode se alterar quando a máquina encontra terreno difícil, contata um cepo de árvore, sobe uma elevação ou outro evento similar que causa uma pressão de carga induzida sobre o motor para aumentar. Esta pressão de carga aumentada é uma função de uma carga aumentada aplicada às esteiras da máquina. Na medida em que a pressão de carga aumenta, um limite ou predeterminada pressão de carga, ou uma pressão de “início de controle”, pode ser atingido para alterar e modificar o deslocamento de motor. Um exemplo disto 6 mostrado na figura 4.

Com referência à figura 4, uma ilustração gráfica 400 de uma pluralidade de perfis de deslocamento de motor é mostrada, registrada como uma função dc inclinação de deslocamento e velocidade de máquina. Como mostrado, na porção mais à esquerda do gráfico está o deslocamento mínimo 402 e velocidade máxima da máquina, enquanto que na porção mais à direita do gráfico está o deslocamento máximo 404 e velocidade mínima da máquina. Como descrito, o controle de motor pode ser ajustado de forma que o motor opera no, ou perto do, deslocamento mínimo de forma que a máquina pode se deslocar a alta velocidade. O início de pressão de controle ou limite no qual o deslocamento de motor começa a variar, todavia, é mecanicamente ajustado (ou fixado).

Na figura 4, por exemplo, um primeiro perfil 406 pode ter um primeiro início de pressão de controle ou limite 414. Quando a máquina se desloca ao longo de inclinação aumentada, a carga sobre as esteiras aumenta, induzindo assim uma maior pressão de carga sobre o motor. Uma vez quando a pressão de carga atinge o primeiro início de pressão de controle ou limite 414, o controle de motor começa a girar o motor a partir do deslocamento mínimo para aumentar torque para subir a inclinação, embora a uma velocidade reduzida da máquina. O deslocamento de motor continua a variar até atingir o deslocamento máximo 422 ao longo do primeiro perfil 406. Como notado, isto corresponde à velocidade mínima 404 da máquina. O mesmo pode ser mantido para um segundo perfil 408 tendo um segundo início de pressão de controle 416 ou limite, um terceiro perfil 410 tendo um terceiro início de pressão de controle 418 ou limite, e um quarto perfil 412 tendo um quarto início de pressão de controle 420 ou limite. Com relação ao segundo perfil 408, por exemplo, o motor opera no deslocamento mínimo até a pressão de carga superar o ponto de início de pressão de controle 416 no perfil e então o deslocamento de motor começa a variar entre deslocamento mínimo 402 e deslocamento máximo 404. O motor atinge deslocamento máximo no ponto 424 ao longo do segundo perfil 408. Igualmente, o motor atinge deslocamento máximo no ponto 426 ao longo do terceiro perfil 410 e no ponto 428 ao longo do quarto perfil 428. Em cada um dos pontos 424, 426, e 428, a máquina está operando em sua velocidade mínima.

Como mostrado na figura 4, o primeiro perfil 406 atinge seu início de pressão de controle 414 em uma menor inclinação em comparação com o segundo perfil 408, terceiro perfil 410, e quarto perfil 412. Além disso, o primeiro perfil 406 também atinge deslocamento máximo 422, e assim mínima velocidade de máquina, em uma menor inclinação do que o segundo perfil 408, terceiro perfil 41 0, e quarto perfil 412.

Uma dada inclinação é definida por uma linha vertical 430 na figura 4. Como mostrado, o primeiro perfil 406 cruza a linha vertical 430 e atinge a definida inclinação no ponto 432. O segundo perfil 408 cruza a linha vertical 430 e atinge a definida inclinação no ponto 434. Aqui, se um motor está operando de acordo com o primeiro deslocamento perfil 406, a máquina estará se deslocando em uma velocidade mais lenta na definida inclinação em comparação com o caso no qual o motor opera de acordo com o segundo perfil de deslocamento 408. Embora pontos individuais não sejam especificamente designados na figura 4, é mostrado que um motor operando de acordo com o terceiro perfil de deslocamento 410 e quarto perfil de deslocamento 412 permitirão que a máquina se desloque a velocidades mais altas do que se o motor estivesse operando de acordo com o primeiro ou secundo perfis. Assim, se uma operador de máquina deseja se deslocar na máxima velocidade possível, é desejável que o motor opere de acordo com o terceiro ou quarto perfis de deslocamento. Além disso, para realizar isto, o início de pressão de controle deve ser ajustado de acordo com qualquer perfil.

Quando a máquina sobe a inclinação, isto é, a inclinação aumenta, torque adicional é requerido para acionar as esteiras ao longo do solo e mover a máquina para cima da inclinação. Para operar os motores hidráulicos e operavelmente acionar as esteiras, pressão hidráulica é fornecida para o motor. Como a máquina têm multi-funcionalidade (por exemplo, controle de lança, controle de oscilação, controle do implemento de trabalho, etc.), e pelo menos uma função que requer fluido hidráulico a partir da bomba, é desejado manter uma diferença de pressão substancialmente constante sobre o motor hidráulico, de fonna que a máquina pode manter sua multi-funcionalidade. Para manter uma diferença substancialmente constante da pressão, todavia, o deslocamento de motor aumenta desta maneira, causando com que a velocidade de máquina seja reduzida quando seu torque é aumentado.

Para finalidades de deslocamento, e como previamente descrito, a operação ao longo do quarto perfd 412 é ótima, porque a máquina pode atingir a velocidade mais alta para uma dada inclinação. Isto, todavia, pode não ser ótima para uma máquina para obter múltiplas funções, porque as esteiras requerem a máxima quantidade de energia a partir do motor e da bomba hidráulica, reduzindo ou impedindo assim o uso de outras funções de máquina. Similarmente, e como previamente descrito, a operação ao longo do primeiro perfil 406 pode permitir que a funcionalidade adicional, enquanto a máquina opera na velocidade a mais lenta para uma dada inclinação. Por conseguinte, em muitas aplicações convencionais, o início de motor da pressão de controle é mecanicamente fixado a um dos perfis entre o primeiro perfil 406 e quarto perfil 412. Com ele sendo mecanicamente fixado, todavia, é difícil alterar ou modificar o início de pressão de controle do motor na maioria das aplicações convencionais.

Para descrever mais detalhadamente este aspecto, em uma modalidade não limitativa, cada motor hidráulico da máquina pode ser ajustado para operar ao longo do segundo perfil 408. Aqui, o perfil 408 tem um início de pressão de controle 416 e um ponto de deslocamento máximo 424, no qual a máquina opera em velocidade mínima. Para as finalidades de compreensão do controle de motor, o motor pode operar no deslocamento mínimo quando a máquina sobe a inclinação. Todavia, assumindo que a máquina continua a subir e a pressão de carga sobre o motor continua a aumentar, o início de pressão de controle é atingido no ponto 416 na figura 4. Em outras palavras, a pressão de carga atinge este início de limite de pressão de controle 416 e o deslocamento de motor começa a ser regulado. O controle de motor continua a regular o deslocamento de motor quando a máquina sobe a inclinação até o deslocamento máximo ser atingido no ponto 424. Uma vez quando o ponto 424 é atingido, a máquina pode continuar a subir, mas em sua velocidade mais baixa. A máquina pode continuar a subir até outro ponto de limite ser atingido, no qual o motor pode requerer fluido de pressão adicional para ainda se mover para adiante. Em alguns casos, isto é, quando velocidade de máquina mais alta é desejada, pode ser mais benéfico operar em um perfil diferente. Todavia, como previamente descrito, pode ser difícil ajustar este ajuste mecânico sobre o motor. Por exemplo, um técnico pode ter que remover várias coberturas e acessar a porção superior da máquina para fazer qualquer ajuste. Por conseguinte, o ajuste mecânico sobre a máquina (isto é, para seguir o segundo perfil 408 da figura 4) pode ser ajustado em um perfil desejado tendo um início fixo de pressão de controle, de forma que as pressões hidráulicas para outras funções não são afetadas pela operação da máquina. A presente exposição, todavia, provê uma modalidade ou aspecto alternativo para o esquema de controle previamente descrito. Mais especificamente, a presente exposição provê um meio para ajustar o início de pressão de controle ou limite em tempo real de forma que o desempenho ótimo da máquina pode ser obtido. Enquanto que nas aplicações convencionais este ajuste é fixado e é difícil mudar ou alterar o mesmo, as modalidades da presente exposição podem variar ou ajustar continuamente o início de pressão de controle, de forma que a máquina pode operar a velocidades mais altas, quando desejado, e obter maior funcionalidade da máquina, quando desejado.

Com referência às figuras 2 e 3, um sistema de controle 300 é mostrado, para controlar o início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável 302. O motor 302 pode ser o mesmo que o primeiro motor de acionamento hidráulico 214 e o segundo motor de acionamento hidráulico 216 da figura 2. O motor 302 pode transferir torque de saída para uma caixa de engrenagens 304 para acionar uma máquina para frente e para trás. A caixa de engrenagens 304 na figura 3 pode ser similar à primeira caixa de engrenagens 218 e à segunda caixa de engrenagens 224 da figura 2. Durante o deslocamento da máquina, o motor 302 pode operar no deslocamento mínimo. Quando a máquina encontra uma inclinação, cepo, terreno difícil, etc., uma carga 312 pode ser aplicada à caixa de engrenagens 304, que, por sua vez, é recebida pelo motor 302. Em resposta à carga 312, um sinal de pressão de carga de motor 314 pode ser transferido a partir do motor (por exemplo, um dos dois orifícios de fluido sobre o motor) para uma válvula de controle ou servo válvula 206 na forma de uma carga ou força de pressão 316. A válvula de controle ou servo válvula 206 pode ser interna ao motor 302, ou em outras modalidades, ela pode ser disposta inteiramente ou parcialmcnte fora do motor 302. O sinal de pressão de carga de motor 314 pode ser a pressão na qual o motor funciona, e esta pressão varia com base em diferentes cargas transferidas para o motor 302. A válvula de controle 206 está em comunicação com o motor 302, como descrito com referência à figura 2. Além disso, a válvula de controle 206 pode ser acoplada fluidamente ao motor 302 e transferir fluido para um atuador 306 intemamente disposto dentro do motor 302. O atuador 306 pode ser na forma de um êmbolo que é disposto de forma móvel dentro de um cilindro. O cilindro pode ter uma primeira extremidade 308 e uma segunda extremidade 310, onde o êmbolo se move entre elas. Quando o êmbolo é disposto na primeira extremidade 308, o motor está configurado no deslocamento mínimo. Quando o êmbolo é disposto na segunda extremidade 310, o motor está configurado no deslocamento máximo. Para regular o atuador 306 entre deslocamento mínimo e deslocamento máximo, a válvula de controle 206 pode transferir fluido através de um primeiro trajeto de fluido 320 e um segundo trajeto de fluido 322. No arranjo mostrado na figura 3, fluido pode passar através do primeiro trajeto de fluido 320 e encher o cilindro para empurrar o êmbolo na direção para a segunda extremidade 310 (isto é, na direção para deslocamento máximo). Alternativamente, fluido pode escoar através do segundo trajeto dc fluido 322 e encher o cilindro para empurrar o êmbolo na direção para a primeira extremidade 308 (isto é, na direção para deslocamento mínimo). A maneira pela qual a válvula de controle 206 controla hidraulicamente o atuador 306, e regula assim o deslocamento do motor 302, é mostrada ainda na figura 3. Aqui, uma mola 318 tendo uma constante de mola fixa é disposta em contato com um lado da válvula de controle 206. Desta maneira, a mola 318 pode exercer uma força de mola, FS1, contra a válvula de controle 206. A força de mola, FS1, pode ser oposta pelo sinal de pressão de carga de motor 314 que exerce uma força 316 contra um segundo lado da válvula de controle 206. O primeiro lado e segundo lado da válvula de controle 206 podem ser definidos como lados opostos da válvula. Quando a força de mola, FSi, é maior do que a força de sinal de pressão de carga de motor 316, o motor 302 pode ser disposto no deslocamento mínimo. Todavia, quando a força de sinal de pressão de carga 316 supera ou excede a força de mola, Fsi, a válvula de controle 206 pode variar o deslocamento de motor. Aqui, o início do ponto de controle pode ser definido no ponto no qual a força de mola, FS1, é superada pela força de sinal de pressão de carga de motor 316. Assim, o deslocamento de motor pode ser controlado de acordo com o tipo de mola e sua correspondente força de mola. O motor 302 pode também incluir um orifício externo 330 (orifício H) que é acoplado fluidamente a um tanque hidráulico, na maioria das aplicações, e, por conseguinte, nenhuma pressão de fluido é recebida neste orifício 330. Todavia, na figura 3, o orifício externo 330 pode ser acoplado fluidamente a uma válvula de alívio de redução proporcional 322, ou a válvula de PRV. A válvula de PRV 322 pode ser acoplada fluidamente tanto a uma fonte de fluido 326 (por exemplo, fonte de pressão “P”) quanto pressão de tanque 328 (por exemplo, tanque “T”). Nesta exposição, a válvula de PRV 322 pode também ser referida como uma válvula eletro-hidráulica, similar àquela da válvula 212 na figura 2. A fonte de fluido 326 pode prover um sinal de pressão constante a partir de outra porção do sistema hidráulico da máquina. Λ válvula de PRV 322 pode ser mecanicamente disposta ou tensionada para uma posição fechada por uma mola 324, que exerce uma força de mola, FS2, contra a válvula 322. Nesta caso, a mola 324 substancialmente impede ou bloqueia a válvula de PRV 322 de acoplar fluidamente a fonte de fluido 326 e orifício externo 330 um com o outro. A válvula de PRV 322 pode também ser disposta em comunicação elétrica com um controlador de máquina 210. O controlador de máquina 210 pode enviar um sinal elétrico (por exemplo, corrente) para induzir uma força contra a válvula de PRV 322, causando assim com que a válvula de PRV 322 seja pelo menos parcialmente aberta e libere fluido para orifício externo 330. Por sua vez, o fluido pode passar através do orifício externo 330 e ser direcionado para a válvula de controle 206 ao longo do trajeto de fluido 332. Como tal, a válvula de controle 206 é acoplada fluidamente ao orifício externo 330 e a válvula de PRV 322. O fluido pressão passando através do trajeto de fluido 332 pode exercer uma força contra a válvula de controle 206 na mesma direção que a força de sinal de pressão de carga de motor 316. Como tal, dois sinais de pressão exercem uma força combinada contra a válvula de controle 206, que é oposta pela força de mola fixa, FS1, como descrito acima. Desta maneira, o equilíbrio ajustado entre a força de mola, FSi, e o sinal de pressão de carga de motor 314 pode ser ultrapassado ou variado por fluido pressão proveniente da válvula de PRV 322. Isto, por sua vez, pode requerer uma pressão mais baixa a partir do sinal de pressão de carga de motor 314 para fazer com que a válvula de controle 206 varie ou regule o início de pressão de controle do motor.

Como previamente descrito, o movimento da válvula de controle 206 pode hidraulicamente induzir o movimento do atuador 306 para variar assim o deslocamento de motor entre seu mínimo e máximo. Com efeito, isto pode modificar ou controladamente ajustar a velocidade e capacidade de torque do motor. Além disso, a máquina pode ser mais adaptáveis sob condições de operação diferentes e variáveis. Em outras palavras, o sistema de controle da máquina pode induzir uma carga hidráulica proporcional através do controlador 210 e da válvula de PRV 322 de forma que o equilíbrio ou início de limite de pressão de controle pode ser variado para superar ou ajustar mais facilmente a força de mola fixa.

Em um aspecto relacionado, o controlador 210 pode estar em comunicação elétrica com os controles de operador 208 da máquina. Assim, quando um operador manipula um “joystick”, alavanca, ou outra tecla de controle para controlar operavelmente a máquina, o controlador 210 pode interpretar esta entrada a partir do operador e responder correspondentemente. Além disso, esta resposta a partir do controlador 210 pode ser na forma de variação do início de pressão de controle do motor (isto é, por comunicação de um sinal de controle para a válvula de PRV 322 para variar a quantidade de fluido pressão transferida da fonte de fluido 326 para a válvula de controle 206 através do trajeto de fluido 332).

Com referência à figura 5, uma diferente representação gráfica 500 é mostrada, a qual caracterizada como a variação continuamente do início de pressão de controle pode afetar o deslocamento de motor como uma função de inclinação de deslocamento e velocidade de máquina. Aqui, o motor hidráulico pode operar em um predetenninado deslocamento mínimo 502 quando a máquina começa a subir uma inclinação. Como previamente descrito, o predeterminado deslocamento mínimo 502 pode corresponder ao ajuste de deslocamento mínimo atual do motor, ou, altemativamente, ele pode corresponder ao ajuste que é definido por um operador, que c maior do que o deslocamento mínimo atual do motor. O motor pode também operar no deslocamento máximo 504, como mostrado na figura 5. No deslocamento mínimo do motor 502, a máquina pode operar na, ou perto da, velocidade máxima, enquanto que no deslocamento máximo de motor 504 a máquina tende a operar em sua velocidade mais lenta.

Na figura 5, a representação gráfica 500 inclui um primeiro perfil de deslocamento de motor 506 e um segundo perfil de deslocamento de motor 508 que é disposto deslocado para a direita do primeiro perfil 506. Um motor que opera de acordo com o primeiro perfil 506 é um no qual a máquina pode se deslocar a lentas velocidades em uma dada inclinação, as atinge alta multi-funcionalidade, enquanto que o segundo perfil 508 representa um perfil no qual a máquina pode se deslocar a velocidades mais altas para uma dada inclinação, mas com limitadas capacidades de multi-funcionalidade. O primeiro perfil 506 inclui um primeiro início de pressão de controle 510 e um primeiro ponto de deslocamento máximo 514. Igualmente, o segundo perfil 508 inclui um segundo início de pressão de controle 512 e um segundo ponto de deslocamento máximo 516, ambos dos quais são dispostos à direita do primeiro início de pressão de controle 510 e primeiro ponto de deslocamento máximo 514. Em adição, uma dada inclinação é identificada pela linha vertical 518 na figura 5. O primeiro perfil 506 cruza esta inclinação dada 518 em um primeiro ponto 520. O segundo perfil 508 cruza esta dada inclinação 518 em um segundo ponto 522. Como mostrado, a máquina opera em uma velocidade mais lenta para a dada inclinação 518 se o motor opera de acordo com o primeiro perfil 506, enquanto que a máquina opera a uma maior velocidade, se o motor opera de acordo com o segundo perfil 508 (isto é, o ponto 520 do primeiro perfil 506 corresponde a uma velocidade mais lenta do que o ponto 522 do segundo perfil 508).

De acordo com a presente exposição, o sinal de ultrapassagem de variável adicional (isto é, sinal piloto) provido pela PRV ou válvula eletro-hidráulica 322 permite que o controlador 210 opere continuamente em tempo real em um início variável da região de controle 524. O início variável da região de controle 524 é definido entre o primeiro perfil 506 e o segundo perfil 508 da figura 5 com base na desejada funcionalidade de máquina. Em outras palavras, o controlador 210 pode continuamente ajustar ou variar o início da pressão de controle com base em uma necessidade desejada, de forma que o motor pode operar dentro da região definida 524. Por exemplo, se o operador de máquina deseja operar a uma velocidade mais alta e o controlador 210 interpreta este desejo através dos controles de operador 208, o controlador pode enviar um sinal elétrico para a válvula de PRV 322 para induzir uma carga de pressão para a válvula de controle 206 para variar ou deslocar o início de pressão de controle do motor na direção para o segundo início de pressão de controle 512, permitindo assim que a máquina opere na, ou perto de, sua velocidade máxima quando ela continua a subir uma inclinação. Em outras palavras, o motor pode operar dentro da região 524 de uma maneira correspondente ao segundo perfil 512 da figura 5.

Se o operador deseja cortar uma árvore ou precisa maior funcionalidade da máquina, o controlador pode receber esta entrada a partir dos controles de operador 208 e induzir um sinal similar para a válvula de PRV 322. Aqui, o motor pode operar dentro da região 524 mais perto ao primeiro perfil 506. Com base no controle e na funcionalidade desejada a partir da máquina, o controlador 210 pode continuamente variar o sinal de pressão enviado para a válvula de controle 206, o que, por sua vez, pode ultrapassar ou ajustar o início de pressão de controle do motor, quando necessário. Várias modalidades da presente exposição permitem a implementação de um início variável dc controle para os motores hidráulicos de deslocamento variável, usados para o sistema de esteiras em uma máquina florestal. Isto pode prover o melhor desempenho da máquina em diferente terreno e operações de máquina, e a máquina é mais bem capaz de se adaptar a condições cambiantes no terreno e funcionalidade de máquina. Além disso, o sistema de controle da máquina é mais bem capaz de aumentar a produtividade da máquina, satisfazer as demandas do operador, otimizar o consumo de combustível, e reduzir a fadiga do operador por adaptação das características de esteira para um ciclo de trabalho da máquina.

Embora modalidades de exemplo que incorporam os princípios da presente exposição tenham sido descritas acima, a presente exposição não é limitada às modalidades descritas. Em lugar disso, este pedido é destinado a cobrir quaisquer variações, usos, ou adaptações da exposição usando seus princípios gerais. Ainda, este pedido é destinado a cobrir tais fugas a partir da presente exposição quando vão para dentro da prática conhecida e costumeira na arte, à qual esta exposição pertence, e que caem dentro dos limites das reivindicações anexas.

Claims (20)

1. Sistema de controle (300) de uma máquina acionada, a máquina tendo um motor (202) para produzir energia e a esteira sistema para se mover ao longo de uma superfície, compreendendo: um motor hidráulico (302) configurado para acionar o sistema de esteira, o motor (302) sendo operável com um deslocamento variável; uma válvula de controle (206) acoplada fluidamente ao motor (302); um controlador (200); e uma válvula eletro-hidráulica (322) disposta em comunicação elétrica com o controlador (210) e em comunicação fluida com a válvula de controle (206); em que, a válvula eletro-hidráulica (322) recebe um sinal a partir do controlador (21), e com base no sinal, a válvula eletro-hidráulica (322) varia hidraulicamente o início de pressão de controle do motor.

2. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula eletro-hidráulica (322) é acoplada fluidamente a uma fonte de fluido (326).

3. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador (21 0) tensiona eletricamente a válvula eletro-hidráulica (322) de uma posição fechada para pelo menos uma posição parcialmente aberta.

4. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a fonte de fluido (326) é acoplada fluidamente à válvula de controle (206) quando a válvula eletro-hidráulica (322) está disposta pelo menos na posição parcialmente aberta.

5. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula eletro-hidráulica (322) c tensionada para uma posição fechada.

6. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma mola (324) para tensionar a válvula de controle (206) para uma primeira posição, na qual, na primeira posição, a válvula de controle (206) controla fluidamente o motor (302) para o deslocamento mínimo.

7. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor (302) é configurado para receber uma carga (312) a partir do sistema de esteira, e com base na carga (312), o motor (302) envia um sinal de pressão de carga (316) para a válvula de controle (206) que pelo menos parcialmente comprime a mola (318).

8. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a válvula eletro-hidráulica (322) envia um sinal de fluido de ultrapassagem (322) para a válvula de controle (206), o sinal de fluido (322) e sinal de pressão de carga (316) aplicando hidraulicamente uma força de pressão contra a válvula de controle (206) para variar o deslocamento do motor (302).

9. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um atuador de motor (306) acoplado fluidamente à válvula de controle (206), onde um movimento da válvula de controle (206) induz um correspondente movimento do atuador de motor (306) para variar o deslocamento de motor.

10. Método para variar o início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável, adaptado para acionar a esteira sistema da máquina, a máquina incluindo controles de usuário (208) para controlar a funcionalidade da máquina (200), um controlador (210) em comunicação elétrica com os controles de usuário (208), uma válvula de controle tensionada para uma primeira posição por uma mola tendo uma força de mola fixa, e uma válvula eletro-hidráulica proporcional (322) acoplada eletricamente ao controlador (210) e acoplada fluidamente à válvula de controle (206), o método caracterizado pelo fato de que compreende: enviar um sinal elétrico para a válvula eletro-hidráulica (322); mover a válvula eletro-hidráulica (322) a partir de uma posição substanciaimente fechada para pelo menos uma posição parcialmente aberta; acoplar fluidamente a válvula eletro-hidráulica (322) e válvula de controle uma com a outra; mover controladamente a válvula de controle (206) a partir da primeira posição para uma segunda posição; e variar o início de pressão de controle do motor (302).

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de variar compreende controlar fluidamente um atuador de motor (306).

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: receber uma entrada a partir dos controles de usuário (208), a entrada relacionada a uma desejada função da máquina; e controlar operavelmente a válvula de controle (206) com base na entrada.

13. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de mover controladamente compreende: aplicar um força hidráulica à válvula de controle (206), a força hidráulica incluindo uma pressão de fluido a partir da válvula eletro-hidráulica (322) e uma pressão de carga a partir do motor (302); e comprimir a mola (3 1 8); e mover a válvula de controle (206) para induzir uma alteração no deslocamento de motor.

14. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: prover o motor (302) com um ajuste fixo para controlar deslocamento de motor e uma pluralidade de perfis de deslocamento (506, 508), cada um dos perfis de deslocamento (506, 508) sendo uma função de carga sobre o motor e velocidade de máquina; controlar o motor (302) de acordo com uma da pluralidade de perfis de deslocamento (506, 508); enviar um sinal para ultrapassar o ajuste fixo do motor; e ajustar variavelmente o motor (302) para operar de acordo com um segundo da pluralidade de perfis de deslocamento.

15. Método para variar um início de pressão de controle de um motor hidráulico de deslocamento variável (302) para acionar uma máquina (200), a máquina (200) incluindo controles de operador (208) para controlar a operação da máquina (200), um controlador (210) em comunicação elétrica com os controles de operador (208) uma válvula de controle (206) tensionada para uma primeira posição e disposta em comunicação fluida com o motor (302), e uma válvula eletro-hidráulica (322) acoplada eletricamente ao controlador (210) e acoplada fluidamente à válvula de controle (206), o método caracterizado pelo fato de que compreende: receber um sinal de entrada a partir dos controles de operador (208) onde o sinal de entrada corresponde a uma desejada operação da máquina; enviar um sinal elétrico para a válvula eletro-hidráulica (322) com base no sinal de entrada; acoplar fluidamente a válvula eletro-hidráulica (322) e válvula de controle (206) uma com a outra; mover controladamente a válvula de controle (206) a partir da primeira posição para uma segunda posição com base no sinal elétrico; e variar o início de pressão de controle do motor (302) de acordo com a desejada operação da máquina.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda aumentar o início de pressão de controle de acordo com um sinal de entrada correspondente a um desejado aumento em velocidade de máquina.

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda diminuir o início de pressão de controle de acordo com um sinal de entrada correspondente a um desejado aumento em multi-funcionalidade de máquina.

18. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: variar o início de pressão de controle a partir de uma primeira pressão para uma segunda pressão; e controlar a máquina (200) em uma velocidade máxima e o motor (302) em um deslocamento mínimo; em que, a primeira pressão é inferior à segunda pressão.

19. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: prover o motor com uma pluralidade de perfis de deslocamento, onde a pluralidade de perfis de deslocamento (506, 508) inclui um primeiro perfil de deslocamento (506) tendo um primeiro início de pressão de controle e um segundo perfil de deslocamento (508) tendo um segundo início de pressão de controle (512), o primeiro início de pressão de controle (510) correspondente a uma primeira característica de desempenho da máquina e o segundo início de pressão de controle (512) correspondente a uma segunda característica de desempenho de máquina; receber o sinal dc entrada a partir dos controles de operador (208) para ajustar desempenho da máquina para corresponder ou à primeira característica de desempenho de máquina ou à segunda característica de desempenho da máquina; e variar o início dc pressão de controle (510) para o primeiro início de pressão de controle ou o segundo início de pressão de controle (512).

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: variar o início de pressão de controle para o primeiro início de pressão de controle (510) para obter maior funcionalidade de máquina ou para o segundo início de pressão de controle (512) para obter maior velocidade de máquina à medida que pressão de carga sobre o motor (302) aumenta; em que o primeiro início de pressão de controle é inferior ao o segundo início de pressão de controle.