RU2458206C2 - Method of controlling working mechanism - Google Patents
Method of controlling working mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458206C2 RU2458206C2 RU2010125118/03A RU2010125118A RU2458206C2 RU 2458206 C2 RU2458206 C2 RU 2458206C2 RU 2010125118/03 A RU2010125118/03 A RU 2010125118/03A RU 2010125118 A RU2010125118 A RU 2010125118A RU 2458206 C2 RU2458206 C2 RU 2458206C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- working
- maximum
- function
- hydraulic fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу управления рабочей машиной, которая содержит гидравлическую систему для управления рабочими функциями, включая подъем и наклон рабочего орудия.The present invention relates to a method for controlling a work machine, which comprises a hydraulic system for controlling work functions, including lifting and tilting the work tool.
Уровень техникиState of the art
Изобретение будет описано ниже в отношении рабочего транспортного средства, представляющего собой колесный погрузчик. Это предпочтительный вариант применения, однако он никоим образом не ограничивает область применения изобретения. Изобретение может также применяться и для других типов рабочих машин (самоходных погрузочно-разгрузочных машин), таких как экскаватор-погрузчик, экскаватор или сельскохозяйственная машина, такая как трактор.The invention will be described below in relation to a working vehicle, which is a wheel loader. This is a preferred application, however, it does not in any way limit the scope of the invention. The invention can also be applied to other types of working machines (self-propelled material handling machines), such as a backhoe loader, excavator or agricultural machine, such as a tractor.
Колесный погрузчик может использоваться для различных видов работ, таких как подъем и транспортировка породы и гравия, перемещение поддонов и бревен. В каждой из таких работ используется различное рабочее оборудование, включая навесные орудия, такие как ковш, вильчатый захват и захватный рычаг. Более конкретно, оборудование содержит блок грузовой стрелы или стрелу, которая установлена на раме колесного погрузчика с возможностью поворота. Между рамой и блоком грузовой стрелы расположены два гидравлических цилиндра для подъема и опускания грузовой стрелы. Навесное орудие установлено на блоке грузовой стрелы с возможностью поворота. Между навесным орудием и блоком грузовой стрелы установлен дополнительный гидравлический цилиндр для осуществления наклона орудия.The wheel loader can be used for various types of work, such as lifting and transporting rock and gravel, moving pallets and logs. Each of these jobs uses a variety of work equipment, including attachments such as a bucket, fork, and grab arm. More specifically, the equipment comprises a boom unit or boom that is rotatably mounted on a wheel loader frame. Between the frame and the cargo boom block, there are two hydraulic cylinders for raising and lowering the cargo boom. The mounted implement is mounted on the cargo boom block with the possibility of rotation. An additional hydraulic cylinder is installed between the mounted implement and the load boom unit to tilt the implement.
Гидравлическая система содержит насос, предназначенный для подачи гидравлической жидкости под давлением в гидравлические цилиндры по гидравлической сети, в которой имеются клапаны управления.The hydraulic system includes a pump designed to supply hydraulic fluid under pressure to the hydraulic cylinders through a hydraulic network in which there are control valves.
Обычно гидравлическая система представляет собой систему с измерением нагрузки (регулируемый гидропривод). В одной из таких известных систем с измерением нагрузки определяется максимально возможное давление подачи. После этого максимальное давление подачи ограничивается насосом или клапаном. Кроме того, гидравлическая система рассчитывается, исходя из заранее заданной, самой высокой величины давления. В известных гидравлических системах колесных погрузчиков подъемная мощность может быть недостаточной, когда ковш, находящийся в опущенном положении, упирается в груду материала, для того чтобы захватить из нее часть материала. Для решения этой проблемы может использоваться гидравлический цилиндр увеличенных размеров, для обеспечения работы которого требуется более мощный насос. В результате, стоимость системы увеличивается, также увеличиваются потери в процессе работы, и для установки системы требуется больше места.Typically, a hydraulic system is a load sensing system (adjustable hydraulic drive). In one such known load sensing system, the maximum possible supply pressure is determined. After that, the maximum supply pressure is limited by the pump or valve. In addition, the hydraulic system is calculated based on a predetermined, highest pressure value. In known hydraulic wheel loader systems, the lifting capacity may be insufficient when the bucket in the lowered position abuts against a pile of material in order to grab part of the material from it. To solve this problem, an oversized hydraulic cylinder can be used, which requires a more powerful pump to operate. As a result, the cost of the system increases, losses during the operation also increase, and more space is required to install the system.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Первой целью изобретения является обеспечение способа управления рабочей машиной, который экономичным образом обеспечивает повышение эффективности работы, особенно в отношении больших нагрузок, возникающих при заборе материала из слежавшейся груды, предпочтительно без снижения срока службы или с его увеличением.The first objective of the invention is the provision of a method of controlling a working machine, which economically provides an increase in operating efficiency, especially with respect to the high loads arising from the collection of material from the packed pile, preferably without reducing the service life or increasing it.
Указанная цель достигается с помощью способа по п.1 формулы изобретения. Соответственно, указанная цель достигается путем определения максимального давления гидравлической жидкости для выполнения определенной задачи отдельно по меньшей мере для одной из рабочих функций и подачи гидравлической жидкости под давлением, которое не превышает определенного таким образом максимального давления, для выполнения указанной рабочей функции. При этом может быть получена переменная величина максимального давления, которая определяется усилием, необходимым для выполнения функции.This goal is achieved using the method according to claim 1 of the claims. Accordingly, this goal is achieved by determining the maximum pressure of the hydraulic fluid to perform a specific task separately for at least one of the working functions and supplying the hydraulic fluid under a pressure that does not exceed the maximum pressure determined in this way to perform the specified working function. In this case, a variable maximum pressure can be obtained, which is determined by the force necessary to perform the function.
Необходимое максимальное давление подаваемой гидравлической жидкости будет отличаться в зависимости от преобладающего рабочего режима, то есть от используемых функций, от положения цилиндра, типа рабочего орудия, типа работы и т.п.The required maximum pressure of the supplied hydraulic fluid will differ depending on the prevailing operating mode, that is, on the functions used, on the position of the cylinder, type of working tool, type of work, etc.
В соответствии с предпочтительным вариантом способ включает определение максимального давления гидравлической жидкости отдельно для рабочей функции в соответствии с преобладающим рабочим режимом. Например, для функции подъема временно может обеспечиваться более высокое давление, когда ковш в нижнем положении наталкивается на груду материала при заборе части этого материала. Соответственно, в подъемный цилиндр необходимо подавать высокое давление, когда он втягивается (проникновение в груду материала), и пониженное давление, когда он выдвигается, что целесообразно с точки зрения нагрузки, поскольку цилиндры наиболее чувствительны к нагрузке в выдвинутом положении.According to a preferred embodiment, the method includes determining the maximum hydraulic fluid pressure separately for the operating function in accordance with the prevailing operating mode. For example, for the lifting function, higher pressure can temporarily be provided when the bucket in the lower position encounters a pile of material while taking part of this material. Accordingly, it is necessary to apply high pressure to the lifting cylinder when it is drawn in (penetration into the pile of material) and low pressure when it is pulled out, which is advisable from the point of view of load, since the cylinders are most sensitive to the load in the extended position.
В соответствии с одним из вариантов способ включает непрерывное определение наличия условия, заключающегося в том, что максимальное давление, необходимое для выполнения рабочей функции, ниже базового уровня максимального давления, и снижение уровня максимального давления до этого необходимого уровня, находящегося ниже базового уровня, если необходим только нижний максимальный уровень. В этом случае во многих рабочих режимах может поддерживаться минимально возможный уровень давления и, соответственно, может быть обеспечен длительный срок службы.In accordance with one embodiment, the method includes the continuous determination of the presence of a condition that the maximum pressure necessary to perform the working function is lower than the base level of maximum pressure, and the level of maximum pressure is reduced to this necessary level, which is below the base level, if necessary only lower maximum level. In this case, in many operating modes, the lowest possible pressure level can be maintained and, accordingly, a long service life can be ensured.
По одному из вариантов способ включает измерение (регистрацию) по меньшей мере одного рабочего параметра и определение максимального давления гидравлической жидкости отдельно для рабочей функции в соответствии с измеренной величиной рабочего параметра. Под рабочим параметром понимается параметр, который является показателем положения цилиндра, типа рабочего орудия, типа выполняемой работы и т.п. В соответствии с одним из вариантов система является адаптивно регулируемой. Блок управления может определять, как колесный погрузчик используется в течение некоторого интервала времени, путем измерения рабочих параметров и принимать решения в отношении типа выполняемой работы и/или типа используемого рабочего орудия. Затем на основании такой информации блок управления может выбрать максимальное давление. В качестве альтернативы или дополнительно максимальное давление определяется в соответствии с сигналом, поступающим из органа управления оператором, такого как рукоятка, кнопка или другой орган управления в кабине.In one embodiment, the method includes measuring (recording) at least one operating parameter and determining a maximum hydraulic fluid pressure separately for the operating function in accordance with the measured value of the operating parameter. Under the operating parameter is meant a parameter that is an indicator of the position of the cylinder, the type of working tool, the type of work performed, etc. In one embodiment, the system is adaptively adjustable. The control unit can determine how the wheel loader is used for a certain time interval by measuring the operating parameters and make decisions regarding the type of work performed and / or the type of working tool used. Then, based on this information, the control unit can select the maximum pressure. Alternatively or additionally, the maximum pressure is determined in accordance with a signal coming from an operator control, such as a handle, button or other control in the cab.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом способ включает определение максимального давления гидравлической жидкости для выполнения некоторой задачи с использованием рабочего орудия отдельно, по меньшей мере, для двух рабочих функций и подачу гидравлической жидкости под давлением, которое не превышает определенного таким образом максимального давления, для выполнения каждой из рабочих функций. Эти рабочие функции включают, например, подъем и наклон рабочего орудия. Способ предпочтительно включает также подачу гидравлической жидкости под давлением, которое не превышает определенного таким образом максимального давления, одновременно для выполнения каждой из указанных рабочих функций.According to another preferred embodiment, the method includes determining a maximum hydraulic fluid pressure for performing a task using a working tool separately for at least two working functions and supplying a hydraulic fluid under a pressure that does not exceed the maximum pressure thus determined for each from work functions. These operating functions include, for example, lifting and tilting the implement. The method preferably also includes supplying a hydraulic fluid under a pressure that does not exceed the maximum pressure thus determined, at the same time, for performing each of the specified working functions.
Гидравлическая система предпочтительно представляет собой систему с измерением нагрузки (регулируемый гидропривод). Это означает, что насос измеряет давление (сигнал измерения нагрузки) в задействованных гидравлических цилиндрах в процессе работы системы. Сигнал давления вырабатывается датчиками давления, которые функционально соединены с гидравлическими цилиндрами. После этого насос устанавливает давление, которое на определенное число бар превышает давление в цилиндрах. Это приводит к притоку масла в гидравлические цилиндры, степень которого зависит от степени открытия задействованного клапана управления. В соответствии с предпочтительным вариантом сигнал измерения нагрузки ограничивается в зависимости от вышеуказанных параметров. Только в том случае, когда имеет место совместное использование функций, клапаны могут ограничивать максимальное давление, как указано выше, если для выполнения некоторой функции требуется более высокое давление. Достоинство ограничения с использованием прежде всего электрического сигнала измерения нагрузки заключается в снижении потерь, поскольку давление управления, например, для функции подъема снижается, если одновременно выполняемая функция подъема прерывается.The hydraulic system is preferably a load sensing system (adjustable hydraulic drive). This means that the pump measures the pressure (load measurement signal) in the hydraulic cylinders involved during the operation of the system. The pressure signal is generated by pressure sensors that are functionally connected to the hydraulic cylinders. After that, the pump sets the pressure, which is a certain number of bar higher than the pressure in the cylinders. This leads to an influx of oil into the hydraulic cylinders, the degree of which depends on the degree of opening of the actuated control valve. According to a preferred embodiment, the load measurement signal is limited depending on the above parameters. Only when there is a sharing of functions, the valves can limit the maximum pressure, as described above, if a higher pressure is required to perform a certain function. The advantage of limiting the use, first of all, of an electrical signal for measuring the load is to reduce losses, since the control pressure, for example, for the lifting function is reduced if the simultaneously performed lifting function is interrupted.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения и их достоинства станут понятными из формулы изобретения и нижеприведенного описания.Other preferred embodiments of the invention and their advantages will become apparent from the claims and the description below.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение описывается ниже более подробно со ссылками на варианты его осуществления, представленные на прилагаемых чертежах, на которых показано:The invention is described below in more detail with reference to options for its implementation, presented in the accompanying drawings, which show:
на фиг.1 - вид сбоку колесного погрузчика;figure 1 is a side view of a wheel loader;
на фиг.2 - один из вариантов системы для колесного погрузчика в соответствии с изобретением;figure 2 is one embodiment of a system for a wheel loader in accordance with the invention;
на фиг.3 - блок-схема осуществления управления системой, показанной на фиг.2.figure 3 is a block diagram of the control system shown in figure 2.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг.1 приведен вид сбоку колесного погрузчика 101. Колесный погрузчик 101 имеет переднюю часть 102 и заднюю часть 103, каждая из которых содержит раму, и две ведущие оси 112, 113. В задней части 103 погрузчика находится кабина 114 водителя-оператора. Части 102, 103 погрузчика соединены между собой с возможностью поворота относительно друг друга вокруг вертикальной оси с помощью двух исполнительных механизмов в форме гидравлических цилиндров 104, 105, которые присоединены к частям 102, 103. Соответственно, гидравлические цилиндры 104, 105 расположены с обеих сторон центральной линии в продольном направлении погрузчика для управления направлением движения или поворотом погрузчика 101.Figure 1 shows a side view of the
Колесный погрузчик 101 снабжен механизмом 111 для погрузки/разгрузки объектов или материала. Механизм 111 содержит блок 106 грузовой стрелы и навесное рабочее орудие 107 в форме ковша, который установлен на блоке грузовой стрелы. Как показано на фиг.1, ковш 107 заполнен материалом 116. Первый конец блока грузовой стрелы 106 присоединен к передней части 102 погрузчика с возможностью поворота для обеспечения подъема ковша. Ковш 107 присоединен ко второму концу блока 106 грузовой стрелы с возможностью поворота для изменения наклона ковша.
Блок 106 грузовой стрелы может быть поднят и опущен относительно передней части 102 погрузчика с помощью двух исполнительных механизмов в форме гидравлических цилиндров 108, 109, каждый из которых присоединен одним своим концом к передней части 102 погрузчика и другим концом к блоку 106 грузовой стрелы. Ковш 107 может быть наклонен относительно блока 106 грузовой стрелы с помощью третьего исполнительного механизма (гидравлического цилиндра) ПО, который присоединен одним своим концом к передней части 102 погрузчика и другим концом к ковшу 107 через систему соединительных звеньев и тяг.The
Первый вариант системы представлен на фиг.2. Система 201 содержит насос 205, предназначенный для подачи гидравлической жидкости под давлением в гидравлические цилиндры по гидравлической сети. Привод насоса 205 осуществляется от двигателя 206 погрузчика, в качестве которого используется дизельный двигатель. Насос 205 имеет переменный рабочий объем. Предпочтительно используется насос 205 с бесступенчатым регулированием. Система 201 содержит блок 208 клапанов (обозначен штрихпунктирными линиями), содержащий гидравлическую сеть с клапанами управления для управления функциями подъема и наклона ковша.The first version of the system is presented in figure 2. The system 201 comprises a pump 205 for supplying hydraulic fluid under pressure to the hydraulic cylinders through a hydraulic network. Pump 205 is driven by a loader engine 206, which uses a diesel engine. Pump 205 has a variable displacement. A stepless control pump 205 is preferably used. The system 201 comprises a valve block 208 (indicated by dash-dotted lines) comprising a hydraulic network with control valves for controlling bucket lift and tilt functions.
Два клапана управления, в форме регуляторов расхода 207, 209, расположены в гидравлической сети между насосом 205 и гидравлическими цилиндрами 108, 109 подъема ковша для управления подъемом и опусканием ковша. Первый клапан 207 управления обеспечивает соединение насоса 205 со стороной поршня, а второй клапан 209 управления обеспечивает соединение резервуара 243 со стороной штока поршня. Кроме того, первый клапан 207 управления обеспечивает соединение резервуара 243 со стороной поршня, и, соответственно, второй клапан 209 управления обеспечивает соединение насоса 205 со стороной штока поршня. Такая схема обеспечивает широкие возможности управления. В частности, совершенно необязательно для выполнения функции подсоединять одновременно насос и резервуар.Two control valves, in the form of flow controllers 207, 209, are located in the hydraulic network between the pump 205 and the hydraulic bucket lift cylinders 108, 109 to control the bucket's raising and lowering. The first control valve 207 connects the pump 205 to the piston side, and the second control valve 209 connects the reservoir 243 to the piston rod side. In addition, the first control valve 207 connects the reservoir 243 to the piston side, and accordingly, the second control valve 209 connects the pump 205 to the piston rod side. Such a scheme provides ample control capabilities. In particular, it is not necessary for the function to connect both the pump and the reservoir at the same time.
Система 201 содержит также блок 213 управления (или компьютер), который содержит программное обеспечение для управления функциями погрузчика. Блок управления также называется центральным блоком обработки или электронным управляющим модулем. Блок 213 управления предпочтительно содержит микропроцессор.The system 201 also includes a control unit 213 (or computer), which contains software for controlling the functions of the truck. The control unit is also called the central processing unit or electronic control module. The control unit 213 preferably comprises a microprocessor.
Блок 213 управления функционально соединен с органом 211 управления оператором в форме рукоятки управления подъемом. Блок 213 управления обеспечивает прием управляющих сигналов, вырабатываемых рукояткой управления подъемом, и приведение в действие соответствующих клапанов 207, 209 управления (через блок 215 управления клапанами). Блок 213 управления предпочтительно осуществляет более общее управление, а блок 215 управления клапанами осуществляет управление основными функциями блока 208 клапанов. Естественно, блоки 213, 215 управления могут быть объединены в один общий блок. При управлении насосом 205 обеспечивается приток масла к цилиндрам 108, 109, степень которого зависит от степени открытия задействованных клапанов 207, 209.The control unit 213 is operatively connected to the operator control 211 in the form of a lift control handle. The control unit 213 receives the control signals generated by the lift control handle and actuates the corresponding control valves 207, 209 (via the valve control unit 215). The control unit 213 preferably provides more general control, and the valve control unit 215 controls the basic functions of the valve unit 208. Naturally, the control units 213, 215 can be combined into one common unit. When controlling the pump 205, oil is supplied to the cylinders 108, 109, the degree of which depends on the degree of opening of the valves 207, 209 involved.
Орган 219 управления оператором в форме рулевого колеса соединен гидравлически с цилиндрами 104, 105 через клапанный узел в форме полноповоротного устройства 220 для непосредственного управления цилиндрами.The steering wheel-shaped operator control 219 is hydraulically connected to the cylinders 104, 105 through a valve assembly in the form of a full-turn device 220 for directly controlling the cylinders.
Так же, как и в случае функции подъема ковша, между насосом 205 и цилиндром 110 наклона расположены два клапана 223, 225 управления для управления движением вперед и назад навесного орудия относительно блока грузовой стрелы. Блок 213 управления функционально соединен с органом 227 управления оператором в форме рукоятки управления наклоном. Блок 213 управления обеспечивает прием управляющих сигналов, вырабатываемых рукояткой управления наклоном, и приведение в действие соответствующих клапанов 223, 225 управления.As with the bucket lift function, between the pump 205 and the
На выходной трубке 245 насоса расположен клапан 220 приоритета для автоматического обеспечения приоритета, заключающегося в том, что функция управления направлением движения погрузчика обеспечивается в первую очередь относительно функции подъема (и функции наклона).A priority valve 220 is located on the pump outlet 245 to automatically ensure priority, namely that the loader direction control function is provided primarily with respect to the lift function (and tilt function).
В системе 201 измеряется нагрузка, для чего в ней используются датчики 229, 231, 233, 235, 237 давления для измерения давления, создаваемого нагрузкой, для каждой из вышеуказанных функций. Для обеспечения функции подъема ковша в системе используются два датчика 229, 231 давления, один из которых находится на трубке, идущей к стороне поршней цилиндров подъема ковша, а другой находится на трубке, идущей к стороне штоков поршней этих цилиндров. Аналогично, для обеспечения функции наклона ковша в системе используются два датчика 235, 237 давления, один из которых находится на трубке, идущей к стороне штока поршня цилиндра наклона ковша, а другой находится на трубке, идущей к стороне поршня этого цилиндра. Для обеспечения функции рулевого управления погрузчика в системе используется датчик 233 давления, установленный на трубке, идущей к цилиндрам 104, 105 рулевого управления. Точнее, датчик 233 давления находится на трубке измерения давления, давление в которой равно давлению на стороне одного цилиндра, когда поворот осуществляется в одну сторону, и давлению на стороне другого цилиндра, когда поворот осуществляется в другую сторону. В нейтральном положении трубка измерения нагрузки соединяется с резервуаром.The system 201 measures the load, for which it uses pressure sensors 229, 231, 233, 235, 237 to measure the pressure created by the load for each of the above functions. To provide the bucket lifting function, two pressure sensors 229, 231 are used in the system, one of which is on the tube going to the piston side of the bucket lifting cylinders, and the other is on the tube going to the piston rod side of these cylinders. Similarly, to provide the bucket tilt function, two pressure sensors 235, 237 are used in the system, one of which is on the tube going to the piston rod side of the tilt cylinder and the other is on the tube going to the piston side of this cylinder. To ensure the steering function of the loader, the system uses a pressure sensor 233 mounted on a tube leading to the steering cylinders 104, 105. More specifically, the pressure sensor 233 is located on the pressure measuring tube, the pressure in which is equal to the pressure on the side of one cylinder when turning in one direction, and the pressure on the side of the other cylinder when turning in the other direction. In neutral, the load measurement tube connects to the tank.
В состав системы также входит клапан 241 с электрическим управлением, предназначенный для управления выходным давлением насоса с использованием гидравлического сигнала. Система 201 содержит дополнительный датчик 239 давления для измерения давления, которое является показателем выходного давления насоса. Точнее, датчик 239 давления предназначен для измерения давления в точке после клапана 241 с электрическим управлением. Соответственно, датчик 239 давления измеряет непосредственно давление, создаваемое насосом, когда клапан 241 полностью открыт. В нормальном рабочем режиме датчик 239 давления измеряет давление, регулируемое клапаном 241. Соответственно, блок 213 управления предназначен для приема сигнала от датчика 239 давления насоса, содержащего информацию об уровне давления.The system also includes an electrically controlled valve 241, designed to control the pump outlet pressure using a hydraulic signal. The system 201 includes an additional pressure sensor 239 for measuring pressure, which is a measure of the outlet pressure of the pump. More specifically, the pressure sensor 239 is designed to measure pressure at a point after the electrically controlled valve 241. Accordingly, the pressure sensor 239 directly measures the pressure generated by the pump when the valve 241 is fully open. In normal operating mode, the pressure sensor 239 measures the pressure controlled by the valve 241. Accordingly, the control unit 213 is designed to receive a signal from the pump pressure sensor 239 containing information about the pressure level.
Блок 213 управления принимает электрические сигналы от датчиков 229, 231, 233, 235, 237, 239 давления и вырабатывает электрический сигнал для приведения в действие клапана 241 с электрическим управлением.The control unit 213 receives electrical signals from pressure sensors 229, 231, 233, 235, 237, 239 and generates an electrical signal for actuating the electrically controlled valve 241.
Как указывалось, блок 213 управления предназначен для приема сигналов от рукояток 211, 227 управления. Если оператору нужно поднять ковш, он использует рукоятку 211 подъема. Блок управления принимает соответствующий сигнал от рукоятки 211 подъема и устанавливает клапаны 207, 209 управления в такое положение, в котором насос соединен со стороной поршня подъемных цилиндров 108, 109, а сторона штока поршней подъемных цилиндров соединяется при этом с резервуаром 243. Кроме того, блок управления принимает сигналы от датчика 229 давления нагрузки на стороне поршней подъемных цилиндров и от датчика 239 давления на выходной стороне насоса. В соответствии с принятыми сигналами определяется необходимое давление насоса, превышающее измеренное давление нагрузки, и соответствующим образом задействуется клапан 241 с электрическим управлением.As indicated, the control unit 213 is designed to receive signals from the control arms 211, 227. If the operator needs to raise the bucket, he uses the lifting handle 211. The control unit receives the corresponding signal from the lifting handle 211 and sets the control valves 207, 209 in such a position that the pump is connected to the piston side of the lifting cylinders 108, 109 and the piston rod side of the lifting cylinders is connected to the reservoir 243. In addition, the block the control receives signals from the load pressure sensor 229 on the piston side of the lifting cylinders and from the pressure sensor 239 on the output side of the pump. In accordance with the received signals, the required pump pressure is determined in excess of the measured load pressure, and the electrically controlled valve 241 is activated accordingly.
Блок 213 управления предпочтительно обеспечивает согласование степени открытия клапанов 207, 209 управления и давления на выходе насоса 205 для оптимизации режима работы.The control unit 213 preferably ensures that the degree of opening of the control valves 207, 209 and the pressure at the outlet of the pump 205 are matched to optimize operation.
Функция наклона ковша обеспечивается аналогично функции подъема. При управлении направлением движения погрузчика датчик 233 давления в подсистеме рулевого управления измеряет давление нагрузки рулевого управления и вырабатывает соответствующий сигнал нагрузки. Блок 213 управления принимает сигнал нагрузки и сигнал от датчика 239 давления на выходе клапана 241 с электрическим управлением. В соответствии с принятыми сигналами определяется необходимое давление насоса, превышающее измеренное давление нагрузки, и задействуется соответствующим образом клапан 241 с электрическим управлением.The tilt function of the bucket is provided in the same way as the lift function. When controlling the direction of movement of the loader, the pressure sensor 233 in the steering subsystem measures the pressure of the steering load and generates a corresponding load signal. The control unit 213 receives the load signal and the signal from the pressure sensor 239 at the outlet of the electrically controlled valve 241. In accordance with the received signals, the required pump pressure is determined that exceeds the measured load pressure, and the electrically controlled valve 241 is activated accordingly.
Если одновременно задействуется несколько функций, то измеренные давления нагрузки сравниваются и на насос 205 подается сигнал управления, соответствующий самому высокому давлению нагрузки.If several functions are simultaneously activated, the measured load pressures are compared and a control signal corresponding to the highest load pressure is applied to pump 205.
Соответственно, клапан 241 с электрическим управлением устроен таким образом, чтобы его можно было бесступенчато переводить регулируемым образом между двумя крайними положениями: первое крайнее положение соответствует минимальному давлению насоса и второе крайнее положение соответствует максимальному давлению.Accordingly, the electrically controlled valve 241 is arranged so that it can be infinitely continuously adjustable between two extreme positions: the first extreme position corresponds to the minimum pressure of the pump and the second extreme position corresponds to the maximum pressure.
На трубке 251 между клапаном 241 с электрическим управлением и насосом расположено гидравлическое устройство 253 в форме реверсивного клапана. Реверсивный клапан 253 обеспечивает прием гидравлических сигналов от рулевого управления и от клапана 241 управления насосом. Реверсивный клапан предназначен для управления насосом 205 в соответствии с принятым сигналом, соответствующим наибольшему давлению нагрузки. Соответственно, гидравлическое устройство (реверсивный клапан) 253 выбирает наибольшее давление в выходном сигнале, составленном из двух входных сигналов давления.On the tube 251, between the electrically controlled valve 241 and the pump, a hydraulic device 253 is arranged in the form of a reversing valve. The reversing valve 253 receives hydraulic signals from the steering and from the pump control valve 241. The reversing valve is designed to control the pump 205 in accordance with the received signal corresponding to the highest load pressure. Accordingly, the hydraulic device (reversing valve) 253 selects the highest pressure in the output signal, composed of two pressure input signals.
В состав системы входит также датчик 255 для измерения положения подъемного цилиндра. Датчик 255 функционально подсоединен к блоку 213 управления. В этом случае блок 213 управления может определять, осуществляется ли подъем или опускание груза.The system also includes a sensor 255 for measuring the position of the lifting cylinder. The sensor 255 is operatively connected to the control unit 213. In this case, the control unit 213 may determine whether the load is being raised or lowered.
На фиг.3 иллюстрируется один из вариантов способа управления рабочей машиной 101. Выполнение способа начинается в блоке 302. Выявляется или определяется (см. ниже) преобладающий рабочий режим, и блок управления получает соответствующий сигнал (блок 304). Блок управления определяет максимальное давление гидравлической жидкости для выполнения определенной задачи навесным орудием отдельно по меньшей мере для одной функции в соответствии с режимом работы (блок 306). Далее, блок управления получает подтверждение, что подача гидравлической жидкости осуществляется и давление максимально возможно соответствует заданному максимальному давлению для обеспечения рабочей функции (блок 308). В соответствии с первым вариантом максимальное давление определяется и непрерывно изменяется для рабочей функции в соответствии с потребностью. В свою очередь, для разных рабочих режимов потребности различаются.Figure 3 illustrates one embodiment of a method for controlling a
В соответствии с первым вариантом рабочего режима измеряется рабочий параметр, который является показателем положения навесного орудия.In accordance with the first variant of the operating mode, the operating parameter is measured, which is an indicator of the position of the mounted implement.
Положение навесного орудия определяется его наклоном, то есть ориентацией относительно стрелы (которая может быть определена по положению цилиндра наклона), высотой, то есть ориентацией стрелы по вертикали относительно рамы колесного погрузчика (которая может быть определена по положению подъемного цилиндра), и/или боковым смещением, то есть относительным положением частей 102, 103 колесного погрузчика (которое может быть определено по положению цилиндра рулевого управления).The position of the mounted implement is determined by its tilt, i.e. orientation relative to the boom (which can be determined by the position of the tilt cylinder), height, i.e. by the vertical orientation of the boom relative to the wheel loader frame (which can be determined by the position of the lifting cylinder), and / or side offset, i.e. the relative position of the
Более конкретно, положение цилиндра определяется для функции, которой управляет оператор: например, при заборе материала из груды, когда подъем требует повышенного давления, поскольку блок стрелы находится в нижнем положении, в котором сопротивление вытягиванию, действующее на машину, противодействует подъемному усилию. В соответствии с другим вариантом положение цилиндра определяется для другой функции. Например, для функции подъема, когда осуществляется забор материала из груды, легче определить, что выполняется такой забор, если одновременно определяется положение цилиндров подъема и наклона. Далее, в соответствии с другим вариантом зависимость функции подъема при заборе материала может быть также функцией положения цилиндра 104, 105 рулевого управления. Это делается, чтобы избежать подъема в воздух задних колес, которые ударятся о землю, когда нагрузка будет снята. Чем больше угол поворота, тем меньше будет максимальное давление, которое может быть создано для функции подъема. Соответственно, рабочий параметр измеряется для первой рабочей функции и максимальное давление гидравлической жидкости определяется для второй рабочей функции. В соответствии с другим вариантом вместо этого определяется положение части, которая перемещается цилиндрами.More specifically, the position of the cylinder is determined for the function that the operator controls: for example, when taking material from the pile, when the lift requires increased pressure, since the boom block is in the lower position in which the pulling resistance acting on the machine counteracts the lifting force. In another embodiment, the position of the cylinder is determined for another function. For example, for the lift function, when material is taken from the pile, it is easier to determine that such a fence is being performed if the position of the lift and tilt cylinders is simultaneously determined. Further, in accordance with another embodiment, the dependence of the lift function during material intake may also be a function of the position of the steering cylinder 104, 105. This is done to avoid raising the rear wheels into the air, which will hit the ground when the load is removed. The larger the rotation angle, the lower the maximum pressure that can be created for the lift function. Accordingly, the operating parameter is measured for the first working function and the maximum hydraulic pressure is determined for the second working function. In another embodiment, the position of the part that is being moved by the cylinders is instead determined.
Максимальное давление определяется по одному или по нескольким указанным рабочим параметрам или по их сочетанию. В соответствии со вторым вариантом максимальное давление определяется по кривой максимального давления, представляющей собой функцию указанных параметров, и эта кривая может также иметь различную форму в зависимости от дополнительных рабочих параметров, таких как выполняемая рабочая операция, используемое навесное орудие и положение органа управления оператором (отклонение рукоятки).The maximum pressure is determined by one or several specified operating parameters or by a combination thereof. According to the second embodiment, the maximum pressure is determined from the maximum pressure curve, which is a function of the indicated parameters, and this curve may also have a different shape depending on additional operating parameters, such as the work operation being performed, the mounted implement and the position of the operator control (deviation handles).
Например, при уборке мусора с помощью ковша необходимо иметь возможность уплотнять мусор опускаемым ковшом, однако подъем при этом в воздух передних колес нежелателен, поскольку они имеют большой вес, и на оператора будут действовать большие нагрузки, когда передние колеса ударятся о землю. При выполнении такой работы максимальное давление опускания ковша может быть установлено на таком уровне, которое немного ниже давления, способного поднять машину.For example, when cleaning garbage with a bucket, it is necessary to be able to compact the garbage with a lowered bucket, however, raising the front wheels into the air is undesirable because they are heavy and the operator will be subjected to heavy loads when the front wheels hit the ground. When doing this work, the maximum bucket lowering pressure can be set at a level that is slightly lower than the pressure that can lift the machine.
Что касается типа используемого навесного орудия, то относительно невысокий уровень максимального давления необходим для работы с вилочным захватом для поддонов, поскольку в этом случае выполняется только работа по подъему, что же касается ковша, то в этом случае требуется большее максимальное давление, поскольку требуется разбивать слежавшийся в груде материал.As for the type of mounted implement used, a relatively low level of maximum pressure is necessary to work with a fork for pallets, since in this case only lifting work is performed, as for the bucket, in this case a higher maximum pressure is required, since it is necessary to break the caked in a pile of stuff.
Что касается реакции на движения рукояток управления, то в системе с измерением нагрузки подача гидравлической жидкости в цилиндры является функцией отклонения рукоятки. Однако отклонение рукоятки может одновременно также регулировать максимальное усилие, то есть максимальное давление растет с увеличением отклонения рукоятки.As for the reaction to the movements of the control levers, in a system with load measurement, the supply of hydraulic fluid to the cylinders is a function of the deviation of the handle. However, the deviation of the handle can also simultaneously regulate the maximum force, that is, the maximum pressure increases with increasing deflection of the handle.
Зависимость кривой максимального давления от типа работы, навесного орудия и отклонения рукоятки может быть задано в блоке управления с помощью кнопок на панели управления или любой другой системы, которая осуществляет это в автоматическом режиме.The dependence of the maximum pressure curve on the type of work, attachment and the deviation of the handle can be set in the control unit using the buttons on the control panel or any other system that does this in automatic mode.
Главные клапаны 207, 209, 223, 225 для каждой функции используются как для регулирования потока, так и качестве редукторов давления под управлением блока 213 управления. Когда гидравлическая жидкость поступает в цилиндр 108, 109 из насоса 205, блок управления проверяет, что давление не превышает максимального уровня, с использованием датчика 229, 231 давления, измеряющего давление в соответствующем цилиндре. Если давление превышает максимальный уровень, то блок управления закрывает соответствующий клапан. С другой стороны, когда давление падает ниже максимальной величины, клапан снова открывается до положения, заданного оператором (при условии, что отсутствует более приоритетная функция, для которой необходимо другое положение клапана).The main valves 207, 209, 223, 225 for each function are used both to control the flow and the quality of the pressure reducers under the control of the control unit 213. When the hydraulic fluid enters the cylinder 108, 109 from the pump 205, the control unit verifies that the pressure does not exceed the maximum level using a pressure sensor 229, 231 that measures the pressure in the corresponding cylinder. If the pressure exceeds the maximum level, the control unit closes the corresponding valve. On the other hand, when the pressure drops below the maximum value, the valve opens again to the position set by the operator (provided that there is no higher priority function, which requires a different valve position).
Если вышеуказанное сочетается с использованием регулируемого сигнала измерения нагрузки (как указано выше), это может влиять на потребление топлива. Затем блок 213 управления ограничивает максимальное регулируемое давление насоса прежде всего путем ограничения сигнала измеренной нагрузки в соответствии с вышеуказанными параметрами. Только в том случае, когда имеет место совместное использование функций, клапаны могут ограничивать максимальное давление, как указано выше, если для выполнения функции требуется более высокое давление. Достоинство ограничения, прежде всего с использованием электрического сигнала измеренной нагрузки, заключается в том, что снижаются потери, поскольку управляющее давление уменьшается, например, для осуществления функции наклона, когда функция подъема выключается.If the above is combined using an adjustable load measurement signal (as indicated above), this can affect fuel consumption. Then, the control unit 213 limits the maximum adjustable pump pressure primarily by limiting the signal of the measured load in accordance with the above parameters. Only when there is a sharing of functions, the valves can limit the maximum pressure, as described above, if a higher pressure is required to perform the function. The advantage of the limitation, especially with the use of the electrical signal of the measured load, is that losses are reduced, since the control pressure is reduced, for example, to implement the tilt function when the lift function is turned off.
Изобретение не должно считаться ограниченным вышеописанными вариантами его осуществления, более того, в пределах объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой, могут быть также предложены и другие варианты и их модификации. В частности, предпочтительные варианты могут быть использованы совместно различными путями.The invention should not be considered limited by the above-described variants of its implementation, moreover, within the scope of the invention defined by the attached claims, other variants and their modifications may also be proposed. In particular, preferred embodiments may be used together in various ways.
Кроме того, для двух различных рабочих функций могут быть установлены различные фиксированные уровни максимального давления. Затем выбирается максимальное давление, связанное с выполняемой рабочей функцией.In addition, for two different operating functions, different fixed maximum pressure levels can be set. Then, the maximum pressure associated with the work function is selected.
В соответствии с другим вариантом измеряется рабочий параметр, который является показателем нагрузки на рабочую машину. Например, измеряется гидравлическое давление для рабочей функции, а именно давление в одном из гидравлических цилиндров. Кроме того, на основе измеренного рабочего параметра определяется максимальное давление для этой рабочей функции (или другой рабочей функции). Соответственно, максимальное давление для осуществления функции наклона и/или подъема может регулируемым образом повышаться в момент, когда навесное орудие упирается в груду материала и необходимо выбрать часть материала из груды.In accordance with another embodiment, an operating parameter is measured, which is an indicator of the load on the working machine. For example, the hydraulic pressure is measured for the working function, namely the pressure in one of the hydraulic cylinders. In addition, based on the measured operating parameter, the maximum pressure for this operating function (or other operating function) is determined. Accordingly, the maximum pressure for the implementation of the tilt and / or lift function can increase in a controlled manner at the moment when the mounted implement abuts against a pile of material and it is necessary to select a part of the material from the pile.
В соответствии с одним из вариантов способ управления может также включать сравнение требуемого давления (заданного оператором) с найденным максимальным давлением и подачу давления гидравлической жидкости для осуществления рабочей функции, которое является наименьшим из требуемого давления и найденного максимального давления.In one embodiment, the control method may also include comparing the required pressure (set by the operator) with the found maximum pressure and applying a hydraulic fluid pressure to perform a working function that is the smallest of the required pressure and the found maximum pressure.
В соответствии с другим вариантом, в котором максимальное давление для рабочей функции непрерывно изменяется, максимальное давление задается заранее в форме нескольких различных уровней, и блок управления выбирает одно из таких заранее заданных максимальных давлений в зависимости от рабочего режима.According to another embodiment, in which the maximum pressure for the operating function is continuously changing, the maximum pressure is predetermined in the form of several different levels, and the control unit selects one of these predetermined maximum pressures depending on the operating mode.
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125118/03A RU2458206C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Method of controlling working mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125118/03A RU2458206C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Method of controlling working mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010125118A RU2010125118A (en) | 2011-12-27 |
| RU2458206C2 true RU2458206C2 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=45782174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125118/03A RU2458206C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Method of controlling working mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458206C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2643389C2 (en) * | 2012-12-03 | 2018-02-01 | Дир Энд Компани | Hydraulic control system and method, based on use of auxiliary working tool |
| RU2729537C1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" | Single bucket loader control system |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU940651A3 (en) * | 1976-08-31 | 1982-06-30 | Кабусики Кайся Комацу Сейсакусе (Фирма) | Automatic control system for working implement of vehicle |
| SU1003764A3 (en) * | 1974-02-01 | 1983-03-07 | Кабусики Кайся Комацу Сейсакусе (Фирма) | Automatic ripper control system |
| SE459686B (en) * | 1986-10-13 | 1989-07-24 | Akermans Verkstad Ab | PROCEDURE AND DEVICE FOR CHANGING THE MAXIMUM EASY ACCESSIBLE HYDRAULAR PRESSURE OF THE PUMP SYSTEM IN AN EXCAVATOR |
| RU2060386C1 (en) * | 1994-04-27 | 1996-05-20 | Акционерное общество "ТЕХНОЭКС" | Hydraulic system of mining machine |
| US5848531A (en) * | 1996-01-08 | 1998-12-15 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic drive system for construction machines |
| RU2162551C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-01-27 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Electrohydraulic control system (versions) |
| US6282890B1 (en) * | 2000-01-21 | 2001-09-04 | Komatsu Ltd. | Hydraulic circuit for construction machines |
| RU2213042C1 (en) * | 2002-07-08 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Hydraulic drive of self-propelled boom crane |
| RU2276237C2 (en) * | 2004-08-06 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Hydraulic system for mobile machine |
| EP1801296A2 (en) * | 1997-09-05 | 2007-06-27 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic circuit system for hydraulic working machine |
-
2007
- 2007-11-21 RU RU2010125118/03A patent/RU2458206C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1003764A3 (en) * | 1974-02-01 | 1983-03-07 | Кабусики Кайся Комацу Сейсакусе (Фирма) | Automatic ripper control system |
| SU940651A3 (en) * | 1976-08-31 | 1982-06-30 | Кабусики Кайся Комацу Сейсакусе (Фирма) | Automatic control system for working implement of vehicle |
| SE459686B (en) * | 1986-10-13 | 1989-07-24 | Akermans Verkstad Ab | PROCEDURE AND DEVICE FOR CHANGING THE MAXIMUM EASY ACCESSIBLE HYDRAULAR PRESSURE OF THE PUMP SYSTEM IN AN EXCAVATOR |
| RU2060386C1 (en) * | 1994-04-27 | 1996-05-20 | Акционерное общество "ТЕХНОЭКС" | Hydraulic system of mining machine |
| US5848531A (en) * | 1996-01-08 | 1998-12-15 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic drive system for construction machines |
| EP1801296A2 (en) * | 1997-09-05 | 2007-06-27 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic circuit system for hydraulic working machine |
| RU2162551C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-01-27 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Electrohydraulic control system (versions) |
| US6282890B1 (en) * | 2000-01-21 | 2001-09-04 | Komatsu Ltd. | Hydraulic circuit for construction machines |
| RU2213042C1 (en) * | 2002-07-08 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения" | Hydraulic drive of self-propelled boom crane |
| RU2276237C2 (en) * | 2004-08-06 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" | Hydraulic system for mobile machine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2643389C2 (en) * | 2012-12-03 | 2018-02-01 | Дир Энд Компани | Hydraulic control system and method, based on use of auxiliary working tool |
| RU2729537C1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" | Single bucket loader control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010125118A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9932721B2 (en) | System, working machine comprising the system, and method of springing an implement of a working machine during transport | |
| US8240144B2 (en) | Method for controlling a hydraulic machine in a control system | |
| US8695333B2 (en) | Method for when necessary automatically limiting a pressure in a hydraulic system during operation | |
| US8869520B2 (en) | Load sensing system, working machine comprising the system, and method for controlling a hydraulic function | |
| US8239156B2 (en) | Method for calibrating sensors | |
| EP2148958B1 (en) | A method for recuperating potential energy during a lowering operation of a load | |
| US10954654B2 (en) | Hydraulic derate stability control and calibration | |
| US10246855B2 (en) | Material handling machine with bucket shake control system and method | |
| US9334629B2 (en) | Open-center hydraulic system with machine information-based flow control | |
| US8752372B2 (en) | Regenerative hydraulic circuit for dump truck bin lift cylinder | |
| US7637039B2 (en) | Method and apparatus for controlling hydraulic pump for working machine of working vehicle | |
| CN102037194A (en) | Working vehicle, control device for working vehicle, and operating-oil amount control method for working vehicle | |
| EP2635747B1 (en) | A method for controlling a hydraulic system of a working machine | |
| US20180100525A1 (en) | A load sensing hydraulic system for a working machine, and a method for controlling a load sensing hydraulic system | |
| US10082159B2 (en) | Twin priority valve | |
| CN112424429B (en) | Loading and unloading vehicle | |
| US8596052B2 (en) | Method for controlling a working machine | |
| RU2458206C2 (en) | Method of controlling working mechanism | |
| EP3719217B1 (en) | A control method for actuating a return-to-dig movement of an implement, such as a bucket, in a work vehicle, a corresponding control system and a work vehicle comprising such control system | |
| US20190264418A1 (en) | Hydraulic derate stability control | |
| US20220356677A1 (en) | Work vehicle | |
| US7814749B2 (en) | Method and apparatus for controlling a hydraulic system of a work machine | |
| RU2453658C2 (en) | Load-susceptible system, machine incorporating it and method of controlling hydraulic drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171122 |