DD289146A5 - Verfahren zur ansteuerung elektro-hydraulischer antriebe in mobilen maschinen - Google Patents

Abstract

Es wurde ein Verfahren zur Ansteuerung elektro-hydraulischer Antriebe in mobilen Maschinen mit hydrostatischem Antrieb und elektrisch angesteuerter Stelltechnik erarbeitet, wobei nach mechanischer Trennung die Steuerbewegung eines Stellhebels in zwei zueinander orthogonalen Richtungen das Masz der Stellbewegung in beiden Richtungen mit Optokopplern und einem absolut digitalen Binaercode ermittelt wird. Ziel der Erfindung ist es mit einem geringen Bauelementeaufwand Signalerzeugung und -weiterverarbeitung zu realisieren. Weiterhin soll der mechanische Aufwand gegenueber bisherigen Loesungen von Stellhebeln minimiert werden. Dabei werden Temperatur- und Betriebsspannungseinfluesse ausgeschlossen. Weiterhin ist eine stellungsunabhaengige Nullposition vorhanden, die sich bei Nichtbetaetigung des Stellhebels selbstaendig einstellt. Stell- und Verarbeitungstakt koennen asynchron sein, ohne eine Verfaelschung des Meszwertes zu bewirken. Der Nullstellungsbereich ist zur Stoerunterdrueckung gedehnt.{Ansteuerung; elektro-hydraulische Stelltechnik; Stellhebel; absolut-digitaler Binaercode; Optokoppler; stellungsunabhaengige Nullposition; Nullstellungsbereich; Verarbeitungstakt; Stelltakt; Stoerunterdrueckung}

Description

Hierzu 4 Seiton Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur manuellen Ansteuerung elektro-hydraulischer Antriebe in mobilen Maschinen mit hydrostatischem Antrieb und elektrisch angesteuerter Stelltechnik.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Zeit sind zwei Grundlösungen zur Steuerung von beliebigen Antrieben bekannt. Zum einen werden Vorrichtungen mit analoger Signalerzeugung veiwendet, mit denen zum Beispiel veränderliche Widerstände (Potentiometer), siehe Patentschrift US-PS 4469330, magnetoresistive Sensoren, siehe Wirtschaftspatent G06F3/033 DD 253496, oder positionsempfindliche optische Vollflächendetektoren, siehe Wirtschaftspatent G06F3/033 DD 256935, verwendet bzw. vorgeschlagen. Nachteile dieser Lösungen sind die Temperatur- und Betriebsspannungsabhängigkeit der Kennlinien sowie herstellungsbedingte Toleranzen der elektronischen Bauelemente. Weiterhin ist bei digitaler Signalauswertungs- und -formung eine Analog-Digital-Wandlung erforderlich, die ebenfalls erheblichen Drifterscheinungen unterliegt. Bei Verwendung von optischen Einrichtungen ist zudem noch eine zusätzliche Fokussierung des Lichtes notwendig.

Zum anderen werden Vorrichtungen mit digitaler Signalerzeugung verwendet. So werden vorrangig optoelektronische Einrichtungen eingesetzt, welche obige Nachteile vermeiden. Allerdings basieren alle diese Lösungen auf dem Prinzip der inkrementalen Erfassung des Stellsignales, so daß kein Stellungsabhängiger Nullpunkt definiert ist. Die inkremental Auswertung erfordert einen Richtungsdiskriminator und einen Vor/Rückwärtszähler, um ein dom Stellweg entsprechendes Signal zu erhalten. Dieses Prinzip wird bei Computereingabegeräten, wie der Maus oder ähnlichen Baugruppen, verwendet, siehe G06F3/033 DE 3407131, DE 3506309, DE 3610591, DE 3543783, DE 3630007, DE 3711872, DE 3726939.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit einem geringen Bauelementeaufwand Signalerzeugung und -Weiterverarbeitung zu realisieren. Weiterhin soll der mechanische Aufwand gegenüber bisherigen Lösungen von Steuerhebeln minimiert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist,manuelle Stellsignale absolut digital zu erzeugen.

Dabei sollen Temperatur- und Betriebsspannungseinflüsse ausgeschlossen werden.

Weiterhin soll eine Stellungsabhängige Nullposition vorhanden sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach mechanischer Trennung die Steuerbewegung eines Stellhebels in zwei zueinander orthogonalen Richtungen das Maß der Stellbewegung in beiden Richtungen mit Optokopplern und einem absolut digitalen Binärcode ermittelt wird.

Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt einen manuellen Stellhebel zur Erzeugung eines absolut digitalen Signales. Die mit dem Stellhebel 6 erzielte Stellbewegung wird durch die Schiebemechanismen 4 und 5 in x/y -Richtung getrennt.

Eine weitere Möglichkeit der Bewegungstrennung ist in Figur 2 dargestellt. Mit Optokopplern 2 wird ein Binärcode 1, Figur 3, abgetastet und das Signal über einen Zwischenspeicher 7 zur Verfugung gestellt. Das Ausgangssignal wird zur definierten Abtastung mittels einer Taktspur 9 zu diskreten Zeitpunkten in den Zwischenspeicher 7 geladen. Dabei können Verarbeitungs-

und Stollhebeltakt asynchron sein, ohne eine Verfälschung des Meßwertes durch gleichzeitiges Lesen und Schreiben im

Zwischenspeicher 7 zu bewirken, da beim Lesen des Zwischenspeichers der Taktimpuls von der Leseeinheit 8 gesperrt wird. Der Nullstellungsbereich ist zur Störunterdrückung gedehnt. Durch Federkräfte 3 wird der Stellhebel 6 bei Nichtbetätigung in der Nullstellung gehalten bzw. zurückgeführt. Durch eine nichtlineare Teilung des abzutastenden Binärcodes 1 ist eine Kennlinienformung erreichbar. Bei Verwendung eines Computers zur weiteren Signalverarbeitung in komplexeren Systemen wird eine günstige Signalbereitstellung ohne Analog-Digital-Wandlung, bzw. ohne zusätzliche Signalaufbereitung (Richtungsdiskriminator, Zähler)

erreicht. Außerdem entfällt die zeitkritische Impulszählung der inkrementalen Meßsysteme und die notwendige Erfassung jedes

Einzelimpulses, insbesondere bei überlagerten mechanischen, höherfrequenten Schwingungen. Es wird eine kostengünstige

und in der Signalbereitstellung urd -verarbeitung zeit- und aufwandsoptimale Lösung erreicht.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ansteuerung elektro-hydraulischer Antriebe in mobilen Maschinen mit hydrostatischem Antrieb und elektrisch angesteuerter Stelltechnik, gekennzeichnet dadurch, daß nach mechanischer Trennung die Steuerbewegung eines Stellhebels (6) in zwei zueinander orthogonalen Richtungen das Maß der Stellbewegung in beiden Richtungen mit Optokopplern (2) und einem absolut digitalen Binärcode (1) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein absolut digitaler Binärcode (1), der die Stellbewegung in Vor- und Rückwärtsbewegung auslöst, verwendet wirri.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein absolut digitaler Binärcode (1) mit gedehntem Nullstellenbereich verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Stellhebelbewegung über eine Kugel oder über ein Kreuzgelenk in zwei zueinander orthogonal stehende rotatorische Bewegungsrichtungen getrennt wird.