DD289146A5 - METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC HYDRAULIC DRIVES IN MOBILE MACHINES - Google Patents

METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC HYDRAULIC DRIVES IN MOBILE MACHINES Download PDF

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DD289146A5
DD289146A5 DD33453889A DD33453889A DD289146A5 DD 289146 A5 DD289146 A5 DD 289146A5 DD 33453889 A DD33453889 A DD 33453889A DD 33453889 A DD33453889 A DD 33453889A DD 289146 A5 DD289146 A5 DD 289146A5
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DD
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absolutely
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lever
optocouplers
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DD33453889A
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Inventor
Franz Windisch
Juergen Naumann
Thomas Loecher
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Hs F. Verkehrswesen "Friedrich List",De
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

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}It was a method for controlling electro-hydraulic drives in mobile machines with hydrostatic drive and electrically controlled control technology worked out, which determined by mechanical separation, the control movement of a control lever in two mutually orthogonal directions Masz the actuating movement in both directions with optocouplers and an absolutely digital Binaer code becomes. The aim of the invention is to realize signal generation and further processing with a low component cost. Furthermore, the mechanical effort compared to previous solutions of levers to be minimized. Temperature and operating voltage influences are excluded. Furthermore, a position-independent zero position is present, which adjusts itself when Nichtbetaetigung the control lever. Actuating and processing clock can be asynchronous, without causing a distortion of the Meszwertes. The zeroing range is stretched to suppress interference. electro-hydraulic control technology; Lever; absolutely digital binary code; optocouplers; position-independent zero position; Zero area; Processing clock; Deputy clock; Suppression}

Description

Hierzu 4 Seiton ZeichnungenSee 4 side drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur manuellen Ansteuerung elektro-hydraulischer Antriebe in mobilen Maschinen mit hydrostatischem Antrieb und elektrisch angesteuerter Stelltechnik.The invention relates to a method for manual control of electro-hydraulic drives in mobile machines with hydrostatic drive and electrically controlled positioning.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

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.At present, two basic solutions for controlling any drives are known. On the one hand, devices with analog signal generation are used, with which, for example, variable resistances (potentiometers), see patent US Pat. No. 4,469,330, magnetoresistive sensors, see commercial patent G06F3 / 033 DD 253496, or position-sensitive optical full-area detectors, see commercial patent G06F3 / 033 DD 256935, used or proposed. Disadvantages of these solutions are the temperature and operating voltage dependence of the characteristics and manufacturing tolerances of the electronic components. Furthermore, in digital signal evaluation and shaping an analog-to-digital conversion is required, which is also subject to considerable drift phenomena. When using optical devices also an additional focusing of the light is necessary.

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.On the other hand, devices with digital signal generation are used. Thus, optoelectronic devices are primarily used which avoid the above disadvantages. However, all these solutions are based on the principle of incremental detection of the actuating signal, so that no position-dependent zero point is defined. The incremental evaluation requires a direction discriminator and an up / down counter to obtain a dom signal corresponding path. This principle is used in computer input devices, such as the mouse or similar assemblies, see G06F3 / 033 DE 3407131, DE 3506309, DE 3610591, DE 3543783, DE 3630007, DE 3711872, DE 3726939.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is to realize with a low component cost signal generation and processing. Furthermore, the mechanical complexity compared to previous solutions of control levers should be minimized.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist,manuelle Stellsignale absolut digital zu erzeugen.The object of the invention is to provide a device which is able to generate manual control signals absolutely digital.

Dabei sollen Temperatur- und Betriebsspannungseinflüsse ausgeschlossen werden.In this case, temperature and operating voltage influences should be excluded.

Weiterhin soll eine Stellungsabhängige Nullposition vorhanden sein.Furthermore, a position-dependent zero position should be present.

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.According to the invention, this object is achieved in that after mechanical separation, the control movement of a control lever in two mutually orthogonal directions, the degree of the adjustment movement in both directions with optocouplers and an absolute digital binary code is determined.

Ausführungsbeispieleembodiments

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.Figure 1 shows a manual lever for generating an absolutely digital signal. The adjustment movement achieved with the adjusting lever 6 is separated by the sliding mechanisms 4 and 5 in the x / y direction.

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-Another possibility of movement separation is shown in FIG. With optocouplers 2, a binary code 1, Figure 3, sampled and the signal is provided via a buffer 7 for disposal. The output signal is loaded for defined sampling by means of a clock track 9 at discrete times in the buffer 7. In doing so, processing

und Stollhebeltakt asynchron sein, ohne eine Verfälschung des Meßwertes durch gleichzeitiges Lesen und Schreiben imand Stollhebeltakt be asynchronous, without a falsification of the measured value by simultaneous reading and writing in

Zwischenspeicher 7 zu bewirken, da beim Lesen des Zwischenspeichers der Taktimpuls von der Leseeinheit 8 gesperrt wird. DerIntermediate memory 7 to cause, since the clock pulse is blocked by the reading unit 8 when reading the buffer. The Nullstellungsbereich ist zur Störunterdrückung gedehnt. Durch Federkräfte 3 wird der Stellhebel 6 bei Nichtbetätigung in derZero range is stretched for noise suppression. By spring forces 3, the lever 6 when not operated in the Nullstellung gehalten bzw. zurückgeführt.Zeroing held or returned. Durch eine nichtlineare Teilung des abzutastenden Binärcodes 1 ist eine Kennlinienformung erreichbar.By a non-linear division of the binary code 1 to be scanned, a characteristic curve can be achieved. Bei Verwendung eines Computers zur weiteren Signalverarbeitung in komplexeren Systemen wird eine günstigeWhen using a computer for further signal processing in more complex systems is a cheap Signalbereitstellung ohne Analog-Digital-Wandlung, bzw. ohne zusätzliche Signalaufbereitung (Richtungsdiskriminator, Zähler)Signal supply without analog-to-digital conversion, or without additional signal processing (direction discriminator, counter)

erreicht. Außerdem entfällt die zeitkritische Impulszählung der inkrementalen Meßsysteme und die notwendige Erfassung jedesreached. In addition, the time-critical pulse counting of the incremental measuring systems and the necessary detection of each are eliminated

Einzelimpulses, insbesondere bei überlagerten mechanischen, höherfrequenten Schwingungen. Es wird eine kostengünstigeSingle pulse, especially at superimposed mechanical, higher-frequency vibrations. It will be a cost effective

und in der Signalbereitstellung urd -verarbeitung zeit- und aufwandsoptimale Lösung erreicht.and in the signal supply urd processing achieves a time- and effort-optimal solution.

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.1. A method for controlling electro-hydraulic drives in mobile machines with hydrostatic drive and electrically controlled positioning, characterized in that after mechanical separation, the control movement of a control lever (6) in two mutually orthogonal directions the degree of movement in both directions with optocouplers (2 ) and an absolute digital binary code (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein absolut digitaler Binärcode (1), der die Stellbewegung in Vor- und Rückwärtsbewegung auslöst, verwendet wirri.2. The method according to claim 1, characterized in that an absolutely digital binary code (1), which triggers the adjusting movement in forward and backward movement, used wirri. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein absolut digitaler Binärcode (1) mit gedehntem Nullstellenbereich verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that an absolutely digital binary code (1) is used with a stretched zero range. 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.4. The method according to claim!, Characterized in that the actuating lever movement is separated via a ball or a universal joint in two mutually orthogonal rotary rotational directions of movement.
DD33453889A 1989-11-14 1989-11-14 METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC HYDRAULIC DRIVES IN MOBILE MACHINES DD289146A5 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19638985A1 (en) * 1996-09-23 1998-04-02 Boeder Deutschland Gmbh Joystick for computer
DE19733714C1 (en) * 1997-08-04 1999-03-11 Binder Magnete Control device in the form of a joy stick or control column

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