IT202100018038A1 - Sistema di controllo idraulico per controllare una operazione di un veicolo da lavoro e relativo metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: ?SISTEMA DI CONTROLLO IDRAULICO PER CONTROLLARE UNA OPERAZIONE DI UN VEICOLO DA LAVORO E RELATIVO METODO?

CAMPO TECNICO

La presente invenzione riguarda un sistema di controllo idraulico e un relativo metodo per un veicolo da lavoro.

La presente invenzione trova la sua applicazione preferita, sebbene non esclusiva, nel controllo di una terza funzione operativa nelle macchine di movimentazione terra quali pale caricatrici o ruspe.

BACKGROUND DELL'INVENZIONE

I veicoli da lavoro quali le macchine di movimentazione terra sono dotati di una pluralit? di circuiti idraulici per l'azionamento dei loro sistemi operativi.

In particolare, le macchine di movimentazione terra quali le pale caricatrici o le ruspe sono dotate di una benna e di un braccio azionati da un circuito idraulico e di altri sistemi idraulici essenziali quali la trasmissione idrostatica, il sistema di freni e lo sterzo.

In generale il circuito idraulico pu? essere utilizzato anche per controllare almeno un'ulteriore funzione idraulica, che ? solitamente nota come "terza funzione".

Per fare ci?, l'utilizzatore pu? controllare il joystick per attivare tale terza funzione e mantenere quest'ultimo tramite un dente di arresto meccanico su una leva di controllo.

Tuttavia, ? evidente che tale dente di arresto meccanico ? costoso e occupa spazio.

Pertanto, vi ? la necessit? di fornire un sistema e un metodo per controllare una terza operazione su un veicolo da lavoro che siano efficienti e comodi per l'utilizzatore.

Uno scopo della presente invenzione ? soddisfare le necessit? summenzionate in modo economico e ottimizzato.

RIEPILOGO DELL'INVENZIONE

Lo scopo summenzionato ? raggiunto mediante un sistema idraulico di controllo e un relativo metodo come rivendicato nell'insieme allegato di rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per una migliore comprensione della presente invenzione, una forma di realizzazione preferita ? descritta di seguito, a titolo di esempio non limitativo, in riferimento ai disegni allegati in cui:

? la figura 1 ? una rappresentazione schematica del sistema di controllo idraulico di terza funzione secondo l'invenzione;

? la figura 2 ? una rappresentazione schematica di un sistema di controllo elettronico per il sistema idraulico dell'invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

La figura 1 descrivo un sistema idraulico di controllo 1 di un veicolo da lavoro (non mostrato) comprendente, tra l'altro, una valvola elettrica 2 configurata per controllare un attuatore di funzione aggiuntiva, ovvero un cosiddetto attuatore di terza funzione 3, del veicolo da lavoro.

Con attuatore di terza funzione 3 si intende un attuatore configurato per controllare un ulteriore funzione operativa del veicolo quale il controllo di un accessorio, di un sistema di controllo di spazzole o qualsiasi altro elemento oltre il controllo di braccio o il controllo di benna che possono essere definiti come prima e seconda funzione.

Come di per s? noto, la prima e la seconda funzione, ovvero il controllo di braccio e benna, sono controllate da relative valvole di controllo che non sono descritte qui per brevit?.

Come rappresentato nella forma di realizzazione descritta pu? essere inoltre presente un attuatore di quarta funzione 4, ch? ? ulteriormente aggiuntiva alla terza funzione e pu? essere una di quelle elencate sopra.

In maggior dettaglio, se ? presente l'attuatore di quarta funzione 1, il terzo e il quarto attuatore 3, 4 possono essere selezionati tramite mezzi di valvola 5, come descritto in dettaglio nel seguito.

In particolare la valvola 2 pu? essere una valvola proporzionale a sei vie in cui le sei vie sono collegate a livello di fluido rispettivamente ad un serbatoio T del veicolo, ad una sorgente P di fluido in pressione e a mezzi di valvola 5. La valvola 2 pu? pertanto assumere almeno le seguenti posizioni limite, una prima posizione limite in cui il fluido pu? scorrere dalla sorgente P ai mezzi di valvola 5 in una prima direzione di circolazione rispetto al serbatoio T, una seconda posizione limite opposta rispetto alla precedente e una terza posizione in cui la sorgente P ? collegata direttamente al serbatoio T, ovvero il serbatoio T e la sorgente P non sono collegati a livello di fluido ai mezzi di valvola 5 (come rappresentato nella figura 1).

I mezzi di valvola 5 possono essere realizzati come deviatore che ? configurato come una valvola elettroattivata a quattro vie-due posizioni. Il deviatore 5 pu? pertanto assumere una prima posizione in cui il terzo attuatore operativo 3 ? collegato a livello di fluido alla valvola 2 e il quarto attuatore operativo 4 ? isolato a livello di fluido e una seconda posizione in cui il quarto attuatore operativo 4 ? collegato a livello di fluido alla valvola 2 e il terzo attuatore operativo 3 ? isolato a livello di fluido.

Il sistema idraulico 1 comprende inoltre un'unit? di controllo elettronica 6 dotata di mezzi di elaborazione configurati per elaborare una pluralit? di immissioni 7 e per fornire una prima emissione di controllo 8 configurata per controllare il funzionamento della valvola 2, ovvero il suo passaggio tra la prima e la seconda posizione limite e le terze posizioni nel mezzo. In particolare la prima emissione di controllo 8 pu? comprendere un'emissione di primo valore 8a configurata per muovere la valvola 2 verso la prima posizione limite e un'emissione di secondo valore 8b configurata per muovere la valvola 2 verso la seconda posizione limite.

Se ? presente il quarto attuatore operativo 4, l'unit? di controllo elettronica 6 pu? fornire inoltre una seconda emissione di controllo 9 configurata per controllare il funzionamento dei mezzi di valvola 5, ovvero il loro passaggio tra la prima e la seconda posizione.

In dettaglio, il veicolo da lavoro ? dotato di un joystick per controllare i diversi elementi positivi del veicolo da lavoro ed ? dotato di un rullo configurato per ruotare attorno ad un asse di rotazione supportato dal corpo di joystick e dedicato a controllare l'operazione del terzoquarto attuatore operativo. In particolare, il rullo pu? essere fatto ruotare in senso orario o in senso antiorario per fornire un flusso opposto al terzo-quarto attuatore operativo e per controllare quest'ultimo in due diverse condizioni operative.

Inoltre, il veicolo da lavoro ? dotato di mezzi di selezione, quali pulsanti un visualizzatore, configurati per raccogliere le immissioni dell'utilizzatore come elencato di seguito.

Il veicolo da lavoro pu? inoltre essere dotato di mezzi di emissione visivi, quali luci o un visualizzatore, configurati per fornire segnalazione o rappresentazione visiva di tali emissioni. Lo stesso visualizzatore che funziona da mezzo di selezione pu? inoltre funzionare da mezzo di emissione.

Facendo riferimento alla figura 2, l'unit? di controllo elettronica 6 ? collegata elettricamente per recuperare i seguenti dati come immissioni 7:

? una prima immissione 7a proveniente dal rullo e che rileva la corsa angolare di quest'ultimo attorno al suo asse di supporto (da 0? ad un valore angolare massimo minore di 360?) che ? rappresentativo di una richiesta di attivazione da fornire al terzo-quarto attuatore operativo 3, 4;

? una seconda immissione 7b proveniente dai sensori di posizione di joystick e che rappresenta altri circuiti operativi del veicolo da lavoro;

? una terza immissione 7e proveniente da un'unit? di controllo del motore del veicolo da lavoro e che rappresenta la sua velocit?;

? una quarta immissione 7d proveniente dai mezzi di selezione del veicolo da lavoro che rappresenta la scelta dell'utilizzatore di utilizzare l'opzione di memorizzazione del terzo-quarto attuatore operativo 3, 4;

? una quinta immissione 7e rappresentativa dell'abilitazione della funzione idraulica del veicolo da lavoro; e

? una sesta immissione 7f rappresentativa dello stato di un accoppiatore rapido del veicolo da lavoro.

? Se ? presente un quarto attuatore operativo, una settima immissione 7g proveniente dai mezzi di selezione del veicolo da lavoro che rappresenta la scelta dell'utilizzatore di utilizzare il terzo-quarto attuatore operativo 3, 4.

Le emissioni fornite dall'unit? di controllo 6 possono comprendere inoltre, in aggiunta alle emissioni 8, e se presente l'emissione 9, un terzo segnale di immissione 10 configurato per essere inviato ai mezzi di emissione visivi per segnalare all'utilizzatore gli attuatori che sono in funzione.

Il funzionamento del sistema di controllo idraulico descritto sopra, facendo riferimento alla forma di realizzazione descritta, ? il seguente.

L'unit? di controllo elettronica 6 invia il segnale di controllo 9 ai mezzi di valvola 5 per porre selettivamente in comunicazione di fluido il terzo o il quarto attuatore 3, 4 con gli orifizi di valvola 2.

Quindi, l'unit? di controllo elettronica 6 controlla attraverso i segnali 8a, 8b l'attivazione della valvola 2 tra le due posizioni limite per fornire fluido tra la sorgente P, il serbatoio T e gli attuatori di terza/quarta funzione 3, 4.

In particolare, quando ? fornita una richiesta di attivazione all'attuatore 3, 4 attraverso i segnali 8a, 8b tale attivazione pu? essere memorizzata come delineato di seguito.

L'unit? di controllo elettronica 6 ? configurata per fornire i segnali di emissione 8, 9 in funzione delle immissioni 7 secondo le seguenti fasi:

? fase 1: rilevare che il motore sia acceso (ON), la sua velocit? e che sia abilitata la funzione idraulica del veicolo;

? fase 2: controllare l'operazione del terzo attuatore 3 in funzione della velocit? del motore e della posizione del rullo;

? fase 3: rilevare che sia richiesta la funzione di memorizzazione dell'attuatore di terza funzione 3;

? fase 4: rilevare la posizione del rullo;

? fase 5: se il rullo ? mantenuto in una posizione angolare preimpostata della sua eventuale rotazione per almeno un tempo preimpostato, allora consentire la funzione di memorizzazione; e

? fase 6: mantenere l'operazione fornita del terzo attuatore 3 elaborata nella fase 2 fino al rilevamento di una condizione di disabilitazione della funzione di memorizzazione.

In particolare, se ? verificata almeno una tra una pluralit? di condizioni, che vengono rilevate in modo continuo durante l'operazione della fase 2, allora viene annullato il controllo del terzo attuatore operativo, le condizioni comprendendo:

? rilevare che sia abilitato un accoppiatore rapido del veicolo; o

? rilevare che il motore sia spento (OFF); o

? rilevare che la funzione idraulica sia disabilitata. Se ? presente un attuatore di quarta funzione 4, allora la seguente fase aggiuntiva si trova tra la fase 1 e la fase 2:

? fase 1.1 Rilevare la scelta tra gli attuatori di terza o quarta funzione 3, 4 per fornire l'emissione 9 ai mezzi di valvola 5;

quindi, le fasi da 2 a 6 si riferiranno agli attuatori di quarta o terza funzione 3, 4 secondo la fase 1.1.

In particolare, la condizione di disabilitazione pu? essere almeno una tra le seguenti che vengono rilevate in modo continuo durante l'operazione della fase 6:

? rilevare che sia stata disabilitata la funzione di memorizzazione dell'attuatore di terza funzione 3; o

? rilevare una richiesta di attivazione di un quarto attuatore di richiesta (se presente).

Preferibilmente, la fase 2 definita sopra comprende le seguenti sotto-fasi:

? fase 2.1 Rilevare il movimento del rullo;

? fase 2.2 Elaborare il valore di velocit? del motore e la posizione del rullo per fornire le emissioni 8a, 8b alla valvola 2.

Preferibilmente, il tempo definito sopra ? di 3 secondi e la posizione angolare preimpostata ? una zona di posizione di corsa del rullo, per esempio partendo da tre quarti dell'eventuale rotazione angolare fino alla fine della stessa.

Le fasi summenzionate possono essere eseguite automaticamente da mezzi di elaborazione dell'unit? di controllo elettronica 6.

Alla luce di quanto precede, i vantaggi del sistema di controllo idraulico ed il metodo secondo l'invenzione sono evidenti.

Grazie al sistema fornito si evita l'uso di un dente di arresto meccanico per memorizzare l'attivazione richiesta dell'attuatore/degli attuatori di terza/quarta funzione.

Infatti, il rilevamento di una specifica posizione angolare del rullo per un tempo preimpostato sostituisce la presenza del dente di arresto meccanico. Inoltre, il tempo preimpostato specifico consente di selezionare la memorizzazione dell'attivazione richiesta senza indurre in errore con l'utilizzo breve casuale dell'attuatore.

Di conseguenza, la confortevolezza dell'operatore ? aumentata.

Inoltre, si evitano i costi e lo spazio dovuti alla presenza del dente di arresto meccanico.

? evidente che ? possibile apportare modifiche al sistema e al metodo di controllo idraulico descritti che non si estendono oltre l'ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

Per esempio, come detto, pu? essere presente soltanto la terza funzione.

Inoltre, i mezzi di valvola 2 e 5 possono essere sostituiti da mezzi di valvola equivalenti.

Inoltre, la posizione angolare e il tempo preimpostati possono essere variati a seconda della tipologia del veicolo e dell'attuatore.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI

1. Sistema di controllo idraulico (1) per controllare almeno un terzo attuatore operativo (3; 4) di un veicolo da lavoro dotato di un joystick e di un rullo per controllare detto terzo attuatore operativo (3, 4), detto sistema di controllo idraulico (1) comprendendo mezzi di valvola (2) interposti a livello di fluido tra un terzo attuatore operativo (3; 4), una sorgente di fluido in pressione (P) e uno scarico (T) di detto veicolo da lavoro, detto sistema di controllo idraulico (1) comprendendo un'unit? di controllo elettronica (6) comprendente mezzi di elaborazione configurati per ricevere una pluralit? di immissioni (7) e per fornire un segnale di emissione (8) per controllare detti mezzi di valvola (2) per il funzionamento di detto terzo attuatore operativo (3; 4), detti dati di immissione comprendendo i seguenti dati:

? una prima immissione (7a) proveniente da detto rullo e che rileva la corsa angolare di quest'ultimo attorno al suo asse di supporto (da 0? ad un valore angolare massimo minore di 360?) che ? rappresentativo di una attivazione di richiesta da fornire a detto terzo attuatore operativo (3; 4)

? una seconda immissione (7b) proveniente dai sensori di posizione di joystick e che rappresenta una attivazione desiderata di altri circuiti operativi del veicolo da lavoro; ? una terza immissione (7c) proveniente da un'unit? di controllo del motore del veicolo da lavoro e che rappresenta la sua velocit?;

? una quarta emissione (7d) proveniente dai mezzi di selezione del veicolo da lavoro che rappresenta la scelta dell'utilizzatore di utilizzare l'opzione di memorizzazione di detto terzo attuatore operativo (3; 4)

? una quinta immissione (7e) rappresentativa dell'abilitazione della funzione idraulica del veicolo da lavoro; e

? una sesta immissione (7f) rappresentativa dello stato di un accoppiatore rapido del veicolo da lavoro.

2. Circuito di controllo idraulico secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre mezzi di valvola (5) interposti a livello di fluido tra detti mezzi di valvola (2), detto terzo attuatore operativo (3) e un quarto attuatore operativo (4) di detto veicolo da lavoro, detta unit? di controllo elettronica (6) essendo configurata per fornire un ulteriore segnale di emissione (9) per controllare detti mezzi di valvola (5), dette immissioni (7) comprendendo inoltre:

? una settima immissione (7g) proveniente dai mezzi di selezione del veicolo da lavoro che rappresenta la scelta dell'utilizzatore di utilizzare il terzo-quarto attuatore operativo (3, 4).

3. Circuito di controllo idraulico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti mezzi di valvola (2) comprendono una valvola proporzionale a sei vie configurata per assumere la prima posizione limite in cui il fluido pu? scorrere da detta sorgente (5) verso detto terzo attuatore operativo (3, 4) in una prima direzione di circolazione rispetto a detto scarico (T), una seconda posizione limite opposta rispetto alla precedente e una terza posizione in cui detta sorgente (P) ? collegata direttamente a detto scarico (T).

4. Circuiti di controllo idraulici secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di valvola (2) sono elettro-attivati da detto segnale di controllo (8), detto segnale di controllo (8) fornendo un primo valore (8a) e un secondo valore (8b) per spostare, rispettivamente, detti mezzi di valvola (2) verso dette posizioni limite.

5. Circuito di controllo idraulico secondo la rivendicazione 2 in cui detti mezzi di valvola (5) comprendono una valvola a quattro vie a due posizioni configurata per assumere una prima posizione in cui soltanto detto terzo attuatore operativo (3) ? collegato a livello di fluido a detti mezzi di valvola (2) e una seconda posizione in cui soltanto detto quarto attuatore operativo (4) ? collegato a livello di fluido a detti mezzi di valvola (2).

6. Circuito di controllo idraulico secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di valvola (5) comprendono una valvola elettro-attivata, detto segnale di emissione (9) spostando detta valvola tra dette due posizioni.

7. Metodo per controllare un'operazione di terza funzione in un sistema di controllo idraulico per un veicolo da lavoro come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente le seguenti fasi:

? fase 1: rilevare che il motore di detto veicolo da lavoro sia acceso, la velocit? di detto motore e che la funzione idraulica di detto veicolo da lavoro sia abilitata;

? fase 2: controllare l'operazione del terzo attuatore (3) in funzione di detta velocit? del motore e della posizione del rullo;

? fase 3: rilevare che sia richiesta la funzione di memorizzazione dell'attuatore di terza funzione (3);

? fase 4: rilevare la posizione del rullo;

? fase 5: se il rullo ? mantenuto su una posizione angolare preimpostata della sua eventuale rotazione per almeno un tempo preimpostato, allora abilitare la funzione di memorizzazione; e

? fase 6: mantenere l'operazione fornita del terzo attuatore (3) elaborata nella fase 2 fino a quando viene rilevata una condizione di disabilitazione della funzione di memorizzazione.

8. Metodo secondo la rivendicazione 7 in cui, se ? verificata almeno una tra una pluralit? di condizioni, che vengono rilevate in modo continuo durante l'operazione della fase 2, allora viene annullato il controllo del terzo attuatore operativo, le condizioni comprendendo:

? rilevare che ? abilitato un accoppiatore rapido del veicolo; o

? rilevare che il motore ? spento; o

? rilevare che la funzione idraulica ? disabilitata.

9. Metodo secondo la rivendicazione 7 o 8, quando dipendente dalle rivendicazioni 2, 5 o 6, in cui se ? presente un attuatore di quarta funzione (4), allora la seguente fase aggiuntiva ? presente tra la fase 1 e la fase 2:

? fase 1.1 Rilevare la scelta tra gli attuatori di terza o quarta funzione (3, 4) per fornire l'emissione (9 )ai mezzi di valvola (5);

allora, le fasi da 2 a 6 si riferiranno agli attuatori di terza o quarta funzione (3, 4) secondo il rilevamento della fase 1.1.

10. Metodo secondo le rivendicazioni da 7 a 9, in cui la condizione di disabilitazione pu? essere almeno una tra le seguenti condizioni che vengono rilevate in modo continuo durante l'operazione della fase 6:

? rilevare che ? stata disabilitata la funzione di memorizzazione dell'attuatore di terza funzione (3); o ? rilevare una richiesta di attivazione un attuatore di quarta richiesta (se presente).

11. Metodo secondo le rivendicazioni da 7 a 10, in cui la fase 2 definita sopra comprende le seguenti sotto-fasi:

? fase 2.1 Rilevare il movimento del rullo;

? fase 2.2 Elaborare il valore di velocit? del motore e la posizione del rullo per fornire le emissioni (8a, 8b) alla valvola (2).

12. Metodo secondo le rivendicazioni da 7 a 11, in cui il tempo definito sopra ? di 3 secondi.

13. Metodo secondo le rivendicazioni da 7 a 12, in cui la posizione angolare preimpostata ? tre quarti della eventuale rotazione del rullo.