SE514633C2 - Förfarande för att reglera matningstryck i ett hydrauliskt system samt ett hydrauliskt system enligt förfarandet - Google Patents

Description

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande för att reglera eller reglera matningstryck i ett hydrauliskt system som omfattar en matarpump för att alstra matningstrycket, åtminstone två hydrauliska manövreringsorgan, mätorgan för att mäta trycknivån hos manövreringsorganen, och ett flödeskanalsystem för tryckmediet. Uppfinningen hänför sig också till ett hydrauliskt system enligt förfarandet.

Speciellt för skogsmaskiner har system utvecklats, i vilka den progressiva rörelsen hos skogsmaskinen utföres med mekaniska ben i stället för hjul. En sådan skogsmaskin orsakar mindre skada på undervegetationen i skogen. I svår terräng är det dessutom lättare att förflytta sig med ben än med en skogsmaskin utrustad med hjul.

För att säkerställa tillräcklig tillförlitlighet och rörelseförmåga erfordrar en gående maskin, som är utförd med för närvarande känd teknologi, sex ben, varvid varje ben erfordrar tre frihetsgrader. Maskinen har sålunda totalt 18 s k servoaxlar. För att använda alla dessa servoaxlar i en optimal användningsgrad skulle varje servoaxel erfordra en separat servopump, dvs totalt 18 servopumpar. I praktiska tillämpningar sätts en gräns av t ex priset, utrymmeskrav, tillförlitlighet och under-hållsförmåga, beträffande antalet pumpar som används och regleringssättet som används. I praktiken är antalet pumpar begränsat till en eller två, och regleringssättet som används i manövreringsorganen är ventilstyrning.

Med avseende på effektiviteten är det viktigt, att reglera det hydrauliska matningstrycket på ett sådant sätt, att matningstrycket motsvarar det högsta belastningstryck som råder i manövreringsorganen. Detta förfa- rande är i sig känt som ett s k belastningsavkånnande (LS, load sensing) hydrauliskt system. Ett typiskt belastningsavkånnande hydrauliskt system presenteras t ex i tyska patentpublikationen DE 35 46 336. I praktiken är belastningsavkånnande hydrauliska system utförda på ett mekaniskt, hydrauliskt sätt, genom att använda s k belastningsavkånnande ventiler som är tillverkade för detta ändamål. När manövreringsorganet förflyttar sig öppnas en speciell belastningsavkånnande kanal i dessa ventiler mot en speciell växlande motventilkedja som är integrerad i ventilsystemet. Genom att utnyttja denna kedja erhålles det högsta belastningstryckPLmaxsom erfordras för pum-pens regulator för att förflytta manövreringsorganen. Pumpregulatorn reglerar pumpmatningstrycket psi förhållande till en i förväg inställd tryckdifferens Ap över den nivå som motsvarar det maximala belastningstrycketPLmaxoch säkerställer att alla rörelser kan göras.

Europeiska patentansökningen EP 104 613 presenterar ett elektrohydrauliskt system, speciellt för maskiner med flera driftscylindrar. Ett sådant exempel är en traktorsko-pa med separata.cylindrar för att vrida och lyfta skopan, och en hydraulisk motor för att röra?traktorskopan. Systemet som presenteras i publikationen har till syfte att uppnå ett volymflöde som är optimalt i resp belastningssituation. Systemet använder två pumpar med olika maximala utflöden. Det är sålunda möjligt att antingen använda vilken som helst av pumparna enbart, eller vid större belastningar använda båda pumparna samtidigt. Systemet regleras på basis av signaler som alstras av sensorer (hastighet/position) vilka är kopplade till cylindrarna, såväl som regleringskommandon som ges av maskinoperatören, på ett sådant sätt att volymflödena som alstras av pumparna motsvarar resp användnings- och belastningssituation. Inte desto mindre anger denna publikation inte det speciella särdraget hos föreliggande ansökning, att för att bestämma tryckbehovet används bara trycknivån hos de manövreringsorgan som utför positivt arbete.

Tyska patentansökningen DE 35 35 771 presenterar ett hydrauliskt system med en hydraulisk pump för att alstra tryck i det hydrauliska systemet, ventiler för att reglera manövreringsorganen, en tryckutjämningsventil, och en tryckavkännande ledning. I systemet mäts trycket i en tryckmatningskrets. En avstångningsventil är förenad med denna matningstryckledning och med en tryckmätningsled-ning. När trycknivån hålles väsentligen lika i dessa ledningar stängs tryckutjämningsventilen, oberoende av - den absoluta trycknivån. I en situation i vilken positionen hos regleringsventilen för ett manövreringsorgan ändras, ändras trycket i matningstryckledningen, och trycket i tryckmätningsledningen reduceras ögonblickli-gen. Följaktligen ökas sålunda tryckskillnaden och en returventil öppnas, varvid trycket för matningstrycket begränsas genom att flödet för det hydrauliska fluidet leds längs en returkanal till behållaren för det hydrauliska fluidet. Systemet, är ett konventionellt utfört belastningsavkånnande system med tryckavkännande ledningar för regleringsventilerna. Regleringen görs hydrauliskt, och dessutom använder systemet inte sensorer för att detektera•rörelseriktningarna för manövreringsorganen.

Tyska patentansökningen DE 43 07 82 7 presenterar också ett elektrohydrauliskt system. I systemet ges in-ställningar elektriskt till manövreringsorganet, t ex med hjälp av potentiometrar eller liknande, varvid ett regleringsorgan bestämmer, på basis av inställningsvärdet för varje manövreringsorgan, hur högt matningstryck som behövs. Detta bestäms primärt som summan av det volymflöde som krävs för varje manövreringsorgan. Efter detta reglerar regleringsorganet pumpen för att uppnå det önskade volymflödet. Vid regleringen används konventionella hydrauliska belastningsavkånnande ventiler. Dessutom kombinerar systemet de belastningsavkånnande ledningarna hos dessa ventiler med en tryckmätande ledning, med hjälp av växlande motflödesventiler, varvid det är möjligt att mäta den högsta trycknivån hos manövreringsorganen. Tryckmätningsledningen är utrustad med en trycksensor, för att mäta trycket elektriskt. I systemet som presenteras i denna tyska publikation krävs också en belastningsavkånnande regleringsventil, vilket bl a komplicerar konstruktionen av det hydrauliska systemet och behovet för dess underhåll och reglerbarhet.

Tyska patentansökningen DE 35 32 816 presenterar ett regleringssystem för ett hydrauliskt system. Det hydrauliska systemet omfattar två eller flera manövreringsorgan och åtminstone en pump. I denna publikation är grundidén att i en situation, i vilken det matningstryck som alstras av pumpen inte är tillräckligt, reduceras matningstrycket till varje manövreringsorgan i väsentligen samma proportion. Ändamålet med detta är att säkerställa att alla regleringsventiler är reglerbara, och att volymflödet inte försvinner till någon regleringsventil. Denna hj älppump regleras av det manövreringsorgan som kräver den högsta trycknivån. Systemet är ett konventionellt tryckavkännande hydrauliskt system, som inte använder några elektriska mätnings- och regleringsorgan.

Tyska patentansökningen DE 33 47 000 behandlar ett elektrohydrauliskt regleringssystem. Det elektrohydrau-liska systemet som presenteras i publikationen reglerar en dubbelriktad cylinder/hydraulisk motor, som omfattar två manövreringsledningar och ventiler i dessa. Dessa regleringssystem i två olika riktningar är oberoende av varandra, förutom beträffande regleringsorganet. Regleringssystemet består av två ventiler: en trevägsventil och en 4/4 proportionell ventil. Regleringssystemet är utformat som en felsäker typ, varvid exempelvis i händel-se av skada på regleringsorganet, inte något reglerings-tryck överföres till den hydrauliska motorn. Trycknivån för matningstrycken till den hydrauliska motorn mäts vidare på båda sidor om kolven, och dessa mätningar kan användas för att ställa in regleringsventilerna. Systemet syftar inte till att reglera pumpmatningstrycket utan trycken i manövreringsledningarna. Den hydrauliska motorn kan regleras differentiellt genom att förse cylindern i den hydrauliska motorn med en fast reglering på en sida av kolven, och med en regleringssignal på andra sidan, som motsvarar resp behov av reglering, för att reglera trycket och volymflödet. Systemet som presenteras i denna publikation använder inte någon regleringspump, utan volymflödet alstras med en konstant volympump. Det pre-senterade systemet är relativt dyrbart, speciellt med avseende på ventilerna.

Att gå med en arbetsmaskin kräver exakt manövrering av benens rörelser. Detta betyder att användningen av normala belastningsavkånnande ventiler som är avsedda för rörliga maskiner inte är möjlig, på grund av deras robus-ta konstruktion. Det högsta belastningstrycket kan fort-farande detekteras hydrauliskt genom användande av en separat motventilkedja. Sålunda är ett problem emellertid involverat med avseende på driftseffektiviteten, beroende på s k negativ eller flyende belastning. Det hydrauliska systemet kan inte särskilja huruvida belastningstrycket orsakas genom förflyttning av lasten (positivt arbete), eller bromsning av lasten (negativt arbete). I vissa manövreringsorgan kan sålunda en bromsning av lasten orsaka ett högre belastningstryck än förflyttning av lasten i andra manövreringsorgan. Systemet mottager sålunda en felaktig föreställning beträffande den trycknivå som behövs, varvid ett onödigt högt matningstryck utveck-las i det hydrauliska systemet, vilket försämrar driftseffektiviteten hos systemet.

Ovannämnda positiva arbete och negativa arbete illustreras i fig la och 1 b, som visar ett ben 1 hos en gående maskin 2. Benet 1 omfattar en övre arm 3 som är lagrad med en höftled L i maskinramen 2a, en undre arm 4 lagrad med en knäled P vid motsatta änden av den övre armen 3, och ett trampande element 5 lagrad vid motsatta änden av den undre armen. Låt oss antaga att maskinen förflyttar sig i den riktning som är angiven med pilen S på ett sådant sätt, att höjden för ramdelen 2a i förhållande till marken förblir konstant. I presentationen nedan är följande definitioner, som beskriver rörelserna hos lederna i deras rörelseomfång, fastställda. I figuren ökas vinkeln 0P hos leden P när den undre armen 4 vrids motsols (indikeras med en streckad linje) i figurens plan, och vinkeln 9L hos leden L ökas när den övre armen 3 vrids medsols (indikerat med en streckad linje) i figurens plan, dvs lyfts uppåt. När maskinen förflyttar sig i riktning av pilen S vrider manövreringsorgan för den undre armen 4 (inte visad) den undre armen 4 på ett sådant sätt, att den undre armen 4 vrids medsols, dvs vinkeln 9P reduceras. Knäleden P stiger sålunda högre från marknivån. Rörelsen hos knäleden P indikeras av en stre.ckad linje SPi fig la. För att hålla ramen 2a hos maskinen på en konstant höjd måste den övre armen 3 vri-das motsols, varvid vinkeln 9L ökas. Vid rörelsesteget tenderar det yttre vridande momentet som verkar på den undre armen 4 och primärt är orsakad av gravitationen, att pressa knäleden nedåt, dvs vrida den undre armen 4 motsols. Manövreringsorganen för att förflytta den undre armen 4 vrider den undre armen 4 medsols, vilket är den faktiska rörelseriktningen i denna situation; dvs riktningen för det yttre vridningsmomentet är motsatt riktningen för rörelsen hos den undre armen 4. Manövreringsorganen för att förflytta den undre armen 4 gör sålunda positivt arbete. Inte desto mindre tenderar det yttre vridningsmomentet som verkar på den övre armen 3 och primärt är orsakat av gravitationen, att trycka höftleden nedåt i förhållande till knäleden, dvs vrida den övre armen 3 motsols (9L ökas) . I denna situation vrider också manövreringsorganen för att förflytta den övre armen 3, den övre armen 3 motsols, vilket är den faktiska rörelseriktningen i denna situation. På grund av att det yttre vridmomentet är parallellt med rörelseriktningen för den övre armen 3 gör manövreringsorganen negativt arbete.

Situationen är omvänd vid steget när den undre armen har förflyttat sig väsentligen till den andra sidan om den vertikala positionen som visas med en streckad linje. Vid detta steg tenderar ramens vikt att vrida den undre armen 4 mot marknivån (vinkeln 0P reduceras ytterligare). Manövreringsorganen för att förflytta den undre armen 4 vrider också den undre armen i samma riktning. Följaktligen är i denna situation det yttre vridmomentet parallellt med rörelseriktningen för den undre armen4, dvs manövreringsorganen gör negativt arbete. På motsvarande sätt gör manövreringsorgan för förflyttning av den övre armen 3 positivt arbete, därför att rörelseriktningen för den övre armen 3 är motsatt riktningen för det yttre vridmomentet. . Fig lc och ld visar vidare den reducerade skillnaden mellan positivt och negativt arbete i en dubbelverkande hydraulisk cylinder. Kolven i den hydrauliska cylindern är förenad med en hävarm V, varvid en del m är placerad vid den andra änden av hävarmen V. I situationen med negativt arbete som illustreras i fig lc förflyttas delen m nedåt genom att leda tryckmediet in i ett första block A hos den dubbelverkande hydrauliska cylindern, för att åstadkomma ett vridmoment Ml i hävarmen V. I ett andra block B hos den dubbelverkande hydrauliska cylindern finns ett tryck P2, som bromsar den nedåtgående rörelsen hos delen M. Det bromsande trycket P2kan vara större än trycket Pisom åstadkommer skjutkraften på det första cylinderblockets sida A, tack vare gravitationen g som verkar på delen M. Kraften g åstadkommer ett vridmoment M2 i hävarmen V, vars riktning är samma som rörelseriktningen för cylinderns kolv. I denna situation är det tryck som krävs för det faktiska arbetet Pi.

På motsvarande sätt visar fig ld en liknande situation som den som nämnts ovan, i vilken stycket m lyfts uppåt. För att åstadkomma lyftkraften, dvs vridmomentet Ml, tillföres tryckmedium till det andra blocket B hos den dubbelverkande cylindern, för att åstadkomma ett tryck P2. Kraften g åstadkommer ett vridmoment M2 i hävarmen V, vars riktning är motsatt rörelseriktningen för kolven i cylindern. Trycket som krävs för det positiva arbetet, dvs att lyfte delen m, är sålunda P2, och är större än trycket Pii det första blocket A hos den dubbelverkande cylindern.

I hydrauliska system enligt förut känd teknik skulle det hydrauliska systemet i situationen enligt fig lc utveckla ett matningstryck, på basis av det bromsande trycket P2 i det andra blocket B i den dubbelverkande cylindern, även fastän det mindre trycket Pxfaktiskt skulle vara tillräckligt.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att i hu-vudsak eliminera ovannämnda nackdelar och åstadkomma ett förfarande och en anordning för att reglera matningstrycket i ett hydrauliskt system, för att uppnå bästa möjliga driftseffektivitet. Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att förfarandet omfattar åtminstone följande steg: att elektriskt undersöka rörelseriktningen för manö vreringsorganet och riktningen för verkan av det yttre momentet som är riktat mot manövreringsorganet, för att få reda på huruvida manövreringsorganen gör positivt lastförflyttande arbete, att välja den högsta av trycknivåerna hos manövreringsorgan som gör lastförflyttande arbete, att reglera matningstrycket på basis av den valda trycknivån.

Det hydrauliska systemet enligt uppfinningen kännetecknas av att systemet också omfattar: organ för att elektriskt fastställa vilka manövre ringsorgan som gör positivt lastförflyttande arbete på basis av rörelseriktningen hos manövreringsorganet, och riktningen för det yttre momentet som verkar på manövreringsorganet, organ för att välja den högsta trycknivån bland trycknivåerna hos de manövreringsorgan som förflyttar lasten, och organ för att reglera matningstrycket på basis av den valda trycknivån.

Uppfinningen är följaktligen baserad på idén att separera manövreringsorganen i lastförflyttande manövreringsorgan (positivt arbete), resp lastbromsande manövreringsorgan (negativt arbete). Efter detta undersöks trycknivån för de lastförflyttande manövreringsorganen, och den högsta nivån väljs. Matningstrycket regleras på basis av den valda trycknivån.

Uppfinningen ger signifikanta fördelar i förhållande till lösningar som utförts med förut känd teknologi. Genom att reglera matningstrycket i det hydrauliska systemet med förfarandet enligt uppfinningen är det möjligt att förbättra den totala driftseffektivitet i det hydrauliska systemet, därför att matningstrycket alltid är optimalt. Detta reducerar energiförbrukningen i det hydrauliska systemet. Tillförlitligheten hos det hydrauliska systemet förbättras dessutom, och serviceintervallen kan utsträckas, därför att medelbelastningen på det hydrauliska systemet reduceras. Förbättrad driftseffektivitet ökar också driftslivslängden för det hydrauliska systemet, t ex som ett resultat av långsammare förslitning.

Nedan skall uppfinningen beskrivas mera i detalj under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka FIG la-ld visar principen med positivt och negativt arbe te, FIG 2 visar ett reducerat hydrauliskt diagram som visar regleringen av matningstrycket till det hydrauliska systemet enligt uppfinningen, FIG 3 visar driften av ett mekaniskt ben på ett redu cerat sätt, FIG 4 en tillämpning med tryckreglering i ett reducerat hydrauliskt diagram, och FIG 5 visar en maskin, i vilken uppfinningen med fördel kan användas.

En gående maskin 2 kräver företrädesvis sex mekaniska ben 1, med företrädesvis sex frihetsgrader. Varje ben 1 omfattar företrädesvis en övre arm 3 lagrad i maskinramen 2a, en undre arm 4 lagrad vid motsatta änden av den övre armen, såväl som ett trampande element 5 som är fixerat vid motsatta änden av den undre armen. De tre frihetsgraderna för det mekaniska benet 1 utföres med fördel på ett sådant sätt, att den övre armen 3 som är lagrad vid ramen 2a, är rörlig i två riktningar kring två av varandra oberoende svängaxlar, på grund av faktumet att en mellanliggande del är fixerad så att den är svängbar kring den svängande axeln i ramens längdriktning, medan den övre armen i sin tur är fixerad på densamma så att den är svängbar kring en axel vinkelrät mot nämnda axel. Den tredje frihetsgraden erhålles genom lagringen mellan den övre armen 3" och den undre armen 4, varvid den undre armen är svängbar i vertikalplanet. Det trampande elementet 5 kan antingen vara stationärt fixerat vid ena änden av den undre armen 4, eller kan fixeringen vara flexibel, varvid det trampande elementet 5 följer grovhe-ten hos terrängen i viss grad.

För att förflytta varje ben 1 behövs åtminstone ett manövreringsorgan 8 för varje frihetsgrad. I förening med höftleden finns sålunda ett första manövreringsorgan 8a för att vrida den övre armen 3, och därigenom hela det mekaniska benet 1 i förhållande till den del som är lagrad vid ramen. Ett andra manövreringsorgan 8b är arrange-rat för att vrida den undre armen 4 i samma plan i vilket den övre armen 3 vrids. Dessutom vrider ett tredje manövreringsorgan 8c den mellanliggande delen och hela det mekaniska benet 1 runt vridaxeln i ramens längdriktning, dvs i en väsentligen vinkelrät riktning i förhållande till den rörelseriktning som åstadkommes med det första manövreringsorganet 8a. Manövreringsorganen 8a, 8b och 8c är företrädesvis hydrauliska cylindrar eller torsionsmo- torer bildade av par av hydrauliska cylindrar. Utförandet av rörelserna hos det mekaniska benet är känt för vilken fackman som helst inom området, varför det inte beskrivs mera i detalj i detta sammanhang. Den tidigare finska patentskriften 87171 och patentansökningen Fl-955297 av samma sökande, anger exempelvis några fördelaktiga utfö-ringsformer av benmekanismen.

I förening med de mekaniska benen la-lf finns sensorer, med hjälp av vilka det är möjligt att för varje ben la-lf detektera rörelseriktningen, och företrädesvis också positionen för den övre armen 3 och den undre armen 4. I förening med det trampande elementet 5 hos benen kan det vidare finnas sensorer för att detektera huruvida det trampande elementet 5 (och därigenom också resp ben 1) befinner sig på marken eller i luften. I förening med manövreringsorganen 8a-8c för att förflytta de mekaniska benen, finns dessutom sensorer 12a-12f, med hjälp av vilka det är möjligt att få reda på den ögonblickliga trycknivån hos varje manövreringsorgan 8a-8c, antingen med hjälp av trycksensorer eller genom beräkning, t ex av en kraftvektor som verkar på fotleden, vilken åtminstone är två- företrädesvis tredimensionell (riktningarna xyz). Kraftvektorn kan mätas med kraftsensorer, varvid det är möjligt att få reda på vridmomenten och beräkna trycknivåerna. Information om trycknivån och rörelseriktningen används, t ex för att få reda på i vilka manövreringsorgan positivt arbete förekommer och i vilka manövreringsorgan negativt arbete utförs.

För att åstadkomma den progressiva rörelsen för maskinen 2 krävs en komplex regleringslogik, varigenom kommandona för att reglera manövreringsorganen överföres till manövreringsorganen 8a, 8b, 8c hos de mekaniska benen la-lf. Under den progressiva rörelsen förflyttar några av manövreringsorganen 8 lasten i riktningen för positivt arbete, och några i riktningen för negativt arbete. Båda situationerna åstadkommer en ökning av trycknivån i tryckmedelskanalerna hos manövreringsorga nen, varvid matningstrycket måste regleras enligt behovet . I för närvarande kända lösningar tas också en änd-ring av trycknivån som orsakas av ett bromsande manövreringsorgan med i beräkningen, vid bestämmandet av matningstrycket, varvid matningstrycket i vissa situationer kan vara onödigt högt. I föreliggande uppfinning regleras i stället matningstrycket enbart på basis av de lastförflyttande manövreringsorganen, för att uppnå den bästa möjliga driftseffektiviteten.

Förfarandet enligt uppfinningen skall beskrivas nedan under hänvisning till fig 2 och 3.

Fig 2 visar en regleringskrets för ett mekaniskt ben la. I en föredragen utföringsform av uppfinningen är de andra regleringskretsarna i väsentliga delar identiska med den koppling som visas i fig 2, varför de inte presenteras mera i detalj. Manövreringsorganen 8a-8c är företrädesvis dubbelverkande, varvid tryckmediet kan ledas till manövrerings.organen, antingen via en första manövreringsorgansledning 9a, 9c, 9e eller via en andra manövreringsorgansledning 9b, 9d, 9f, i beroende av den önskade rörelseriktningen för manövreringsorganet. I denna föredragna utföringsform är manövreringsorgansled-ningarna 9a-9f kopplade till en dubbelverkande treposi-tionsventil lOa-lOc (4/3-riktningsventil). I fig 2 visas ventilerna i melianposition, varvid inte något tryckmedium leds till manövreringsorganen 8a-8c. Ventilerna 10 är företrädesvis elektriskt reglerbara, varvid positionen för ventilen 10 kan ändras med en elektrisk regleringssignal. Detta är känt för fackmännen inom området, varför det är onödigt att presentera detta i detta sammanhang. Matningstrycket leds till manövreringsorganen 8a, 8b, 8c via matningstryckledningen 11 och ventilerna lOa-lOc. I matningstryckledningen 11 alstras matningstrycket för tryckmediet med hjälp av en matarpump och ventilreglering på ett sätt som är i sig känt.

För att mäta trycknivåerna i manövreringsorganledningarna 9a, 9b omvandlas tryckmeddelandet företrädesvis till ett spännings- eller strömmeddelande. För detta ändamål är det möjligt att använda tryck-/spänningsomvandlare (P/U-omvandlare) 12a-12g av förut känd typ. Tryck-/spänningsomvandlarna ger en spänning som är proportionell mot trycket, och leds till en regleringsenhet 13. I regleringsenheten 13 omvandlas företrädesvis det analoga spänningsmeddelandet som produceras avP/U-omvandlaren, till ett digitalt meddelande, med hjälp av en analog-/digitalomvandlare (A/D-omvandlare). I stället för en tryck-/spänningsomvandlare 12a-12f är det också möjligt att använda omvandlare som omvandlar tryckmeddelandet direkt till ett digitalt meddelande. Det digitala meddelandet kan antingen vara i parallellformat, dvs en separat ledning arrangeras för varje bit, eller i serieformat, varvid det digitala meddelandet leds i successiva bitar längs samma ledning. När en omvandlare i parallellformat används behövs fler ledningar än med en omvandlare i serieformat; vid en omvandlingsnoggrannhet om åtta bitar krävs exempelvis åtta separata ledningar för varje omvandlare.

Information om rörelseriktningarna för armarna 3,4 hos varje ben leds från rörelsesensorer 24a, 24b och 24c in i regleringsenheten 13. Rörelsesensorerna 24a-24c är i sig kända, exempelvis kvadraturpulssensorer eller puls-räknare. Kvadraturpulssensorerna alstrar signaler i två-pulsformat som har samma frekvens och en fasskillnad av t ex ±90°, varvid det, företrädesvis på basis av riktningen (+/-) för fasskillnaden hos signalerna, är möjligt att härleda rörelseriktningen. Med användning av pulsräk-nare kan rörelseriktningen härledas företrädesvis från ändringsriktningen i pulsen hos pulsräknaren, dvs huruvida pulsen ökas eller minskas. Data om rörelseriktningen som skall ledas till regleringsenheten 13 kan också vara ett spänningsmeddelande, varvid ändringsriktningen i spänningen (ökande/minskande) ger rörelseriktningen. Spänningsmeddelandet omvandlas företrädesvis med en A/D-omvandlare till digitalt format. Regleringsenheten 13 använder signalen hos rörelsesensorn 24a-24c, t ex för att härleda huruvida positivt eller negativt arbete ,görs i det manövreringsorgan som reglerar armen 3, 4 i fråga.

De spänningsmeddelanden som föreligger i digitalt format i regleringsenheten 13, leds företrädesvis till en mikroprocessor MPU för bearbetning. För tillämpningsprogramvaran i mikroprocessorn omfattar regleringsenheten 13 också ett läsminne, ROM, vilket även kan vara ett elektriskt raderbart, programmerbart läsminne EEPROM. Vidare omfattar regleringsenheten 13 ett direktminne RAM och annan reglerelektronik. Regleringsenheten 13 kan även vara utformad genom användning av en s k mikroreglerings-enhet MCI i vilken de flesta funktionerna hos regleringsenheten 13 kan vara tillgodosedda i en integrerad krets. Företrädesvis är det möjligt att använda en mikrore-, gleringsenhet med A/D-omvandlare, ett läsminne, ROM, ett direktminne, RAM, en digital-analog-omvandlare (D/A-omvandlare), såväl som en mikroprocessor MPU. Regleringsenheten 13 kan också vara utförd med andra regleringsorgan, som är i sig kända. Detta är förut känd teknik som är känd för varje fackman-inom området, varför en mer detaljerad diskussion om regleringsenheten 13 inte är nödvändig i detta sammanhang.

Två spännings- eller strömmeddelanden som är propor-tionella mot trycket erhålls följaktligen från varje manövreringsorgan 8a, 8b, 8c. Skillnaden mellan de medde-landen som kommer från samma manövreringsorgan avslöjar i vilken riktning manövreringsorganet förflyttar sig i det fall då en last aktivt förflyttas med manövreringsorganet. Fig 3 visar på förenklat sätt rörelseriktningarna hos ett mekaniskt ben i ett plan, exempelvis i vertikalplanet. Det första manövreringsorganet 8a, som förflyttar den övre armen 3 i vertikalplanet företrädesvis för att uppnå en svängrörelse i förhållande till höftleden L, omfattar företrädesvis två hydrauliska cylindrar 14a, 14b.' På motsvarande sätt omfattar det andra manövreringsorganet 8b, som förflyttar den undre armen 4 i vertikal planet företrädesvis för att uppnå en svängningsrörelse i förhållande till knäleden P, företrädesvis två hydrauliska cylindrar 15a, 15b. Vinklarna 9L och 9P som är markerade i fig 3 motsvarar markeringarna i fig la och lb, varvid hänvisning görs i detta sammanhang till beskrivning-arna av fig la och lb, som givits tidigare i denna be-skrivning. I fig 3 är vidare trycknivåerna för manövre-ringsorgans ledningarna 9a, 9b för det första manövreringsorganet 8a markerade på följande sätt: Pa hänför sig till trycknivån hos den första manövreringsorgansledningen 9a, och Pa+ihänför sig till trycknivån i den andra manövreringsorgansledningen 9b. På motsvarande sått indikeras trycknivåerna hos manövreringsorganledningarna för det andra manövreringsorganet 8b med hänvisningsbeteck-ningarna Pboch Pb+1. Verkan av de yttre vridmomenten kan sålunda härledas från fig 3. Låt oss antaga att benet är på marken. När lasten som utgörs av ramen lyfts, tenderar sålunda det första manövreringsorganet 8a, för reglering av den övre armen 3, att svänga den övre armen 3 medsols (9L reduceras), och för att utföra detta är trycknivån Pa i den första manövreringsorgansledningen 9a större än trycknivån Pa+ii den andra manövreringsorgansledningen 9b. Det yttre momentet som orsakas av lasten tenderar att svänga den övre armen i motsatta riktningen (9L ökas). På motsvarande sätt tenderar, när lasten bromsas, det första manövreringsorganet 8a att svänga den övre armen 3 motsols (0L ökas). På grund av bromskraften som orsakas av lasten är sålunda trycknivån Pa i den första manövreringsorgansledningen 9a också större än trycknivån Pa+ii den andra manövreringsorganledningen9b. Det kan fast-ställas att en jämförelse mellan de tryck som råder på de olika sidorna av manövreringsorganet som verkar i två riktningar explicit talar om riktningen för verkan av det yttre momentet, om ytareorna, etc, är symmetriska. Samma resultat kan också uppnås genom att undersöka en situation, i vilken benet är i luften och den övre armen förflyttas. Vikten hos benet utgör sålunda en last som orsa- kar ett yttre moment som verkar i riktningen "9L reduceras" . Ovan angivna alternativ är sammanställda i vänstra kolumnen i tabell 1. Mellankolumnen presenterar rörelseriktningen för den övre armen 3 enligt informationen som ges av rörelsesensorn, den verkliga rörelseriktningen. Den högra kolumnen presenterar den information som är härledd på basis av ovannämnda kolumner om det arbete som skall göras i manövreringsorganet 8a:"+" indikar positivt arbete och "-" indikerar negativt arbete.

Image available on "Original document" Vid den undre armen 4 är situationen analog med vad som presenteras ovan, med undantaget av att i det mekaniska benet la-lf hos den gående maskinen 2 enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen, är kolvarna hos de hydrauliska cylindrarna hos det andra manövreringsorganet 8b förenade med den övre armen 3, varvid, med hänvisning till funktionen hos den övre armen 3 som presenterats ovan och hänvisning till fig 3, erhålles tabell 2, i vilken värdena i kolumnerna motsvarar kolumnerna i tabell 1.

Image available on "Original document" I positionen enligt fig 3, under antagandet att benet är på marken, tenderar det yttre vridmomentet att påverka i riktningen "6P reduceras". När den undre armen är på den andra sidan om den vertikala positionen påver-kar vridmomentet i riktningen "0P ökas". I detta sammanhang görs också hänvisning till markeringarna i fig la och lb, och till diskussionen i samband därmed. Tabell 1 och 2 ovan kan generaliseras och användas även på de andra benen lb-lf.

I tillämpningsprogramvaran för regleringsenheten 13 mäts trycknivån hos varje manövreringsorgansledning, och positionen och rörelseriktningen för manövreringsorganet, eller rörelseriktningen för leden, undersöks med en separat rörelsesensor, vilken också talar om rörelseriktningen för manövreringsorganet. Efter detta används ovannämnda tabeller för att härleda huruvida positivt arbete eller negativt arbete görs i manövreringsorganet. Trycknivåerna hos de manövreringsorgan som gör negativt arbete, nonchaleras, och den högsta av trycknivåerna hos de manövreringsorgan som gör positivt arbete, väljs. Ovannämnda operationer utförs sålunda i regleringsenheten 13, företrädesvis som digitala-tal, varvid den valda trycknivån omvandlas till analogt format i en digital-/analog-omvandlare 16. Från digital-/analogomvandlaren 16 utsänds ett analogt spänningsmeddelande, proportionellt mot den valda trycknivån, som skall överföras till en första adderare 17. Till den första adderaren 17 inmatas också ett spänningsmeddelande som är proportionellt mot matningstrycket i matningstryckledningen, och som har bil-dats med en tryck-/spänningsomvandlare 12g i matningstryckledningen. Skillnaden mellan den valda trycknivån och den momentana trycknivån i matningstryckledningen erhålles sålunda från utsignalen från den första adderaren 17. Skillnaden leds till ett PI-regleringsorgan 18, vilket sålunda är ett integrerande regleringsorgan. Re-gleringsvärdet som bildas av PI-regleringsorganet 18 leds till en förstärkare 19, i vilken det analoga spänningsmeddelandet företrädesvis omvandlas till ett strömmeddelande som är proportionellt mot spänningsmeddelandet. Med hjälp av strömmeddelandet görs regleringen av matningstrycket på ett sätt som är i sig känt.

' Fig 4 visar en lösning för att reglera matningstrycket i ett hydrauliskt system. I denna utföringsform leds en säkerhetskoefficient AP såsom ett digitalt tal till ingången hos det digitala regleringsorganet. I den första adderaren 17 summeras det digitala spänningsmeddelandet, som är bildat av regleringsenheten och proportionellt mot den valda trycknivån, in i säkerhetskoefficien-ten Ap. Spänningsmeddelandet som är proportionellt mot matningstrycket psi matningstryckledningen härleds från summan. Skillnaden i spänning förs till ett digitalt regleringsorgan 20, vilket företrädesvis omfattar ett digitalt PI-regleringsorgan 18, en förstärkare 19, och en digital-/analogomvandlare. Från det digitala regleringsorganet 2 0 leds den analoga regleringssignalen till ett matarpumpregleringsorgan 21. En returkoppling bildas till matarpumpregleringsorganet 21 på basis av vinkeln hos matarpumpen 23, som motsvarar rotationsvolymen för matarpumpen. Matarpumpregleringsorganet 21 alstrar sålunda en regleringssignal till ett matarpumpmanövreringsorgan 22, för att reglera vinkeln hos matarpumpen att rätta sig efter den valda trycknivån.

Uppfinningen är inte begränsad enbart till utfö-ringsformerna som presenterats ovan, utan kan modifieras inom ramen för bifogade patentkrav.

Claims (7)

1. Förfarande för att reglera matningstryck (ps ) i ett hydrauliskt system omfattande en matarpump (23) för att alstra matningstrycket (ps) , åtminstone två hydrauliska manövreringsorgan (8a, 8b, 8c), mätorgan för att mäta trycknivån hos manövreringsorganen (8a, 8b, 8c), och ett flödeskanalsystem för tryckmediet, kännetecknat av att förfarandet omfattar åtminstone följande steg: att elektriskt undersöka rörelseriktningen hos manö vreringsorganen (8a, 8b, 8c), och riktningen för verkan av det yttre moment som verkar på manövreringsorganen (8a, 8b, 8c), för att få reda på huruvida manövreringsorganen (8a, 8b, 8c) gör positivt, lastförflyttande arbete, att välja den högsta av trycknivåerna hos manövre ringsorganen (8a, 8b, 8c) som gör lastförflyttande arbete, att reglera matningstrycket (pS ) på basis av den valda trycknivån.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att karaktären av arbetet undersöks genom att i manövreringsorganen mäta trycknivåerna för de arbetsstadier som motsvarar de motsatta rörelseriktningarna och rörelseriktningarna som utförs med manövreringsorganen, varvid på basis av trycknivåerna och rörelseriktningen för varje manövreringsorgan (8a, 8b, 8c) härleds huruvida positivt arbete görs i något av manövreringsorganen.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att det hydrauliska systemet kombine-ras med en lastbärande benkonstruktion.

4. Hydrauliskt system, vilket omfattar en matarpump (23) för att alstra ett matningstryck (ps) , åtminstone två hydrauliska manövreringsorgan (8a, 8b, 8c), mätorgan för att mäta trycknivåerna hos manövreringsorganen (8a, 8b, 8c), och ett flödeskanalsystem för tryckmediet, kännetecknat av att det hydrauliska systemet också omfattar: organ för att elektriskt bestämma de manövreringsor gan (8a, 8b, 8c) som utför positivt lastförflyttande arbete på basis av rörelseriktningen hos manövreringsorganen (8a, 8b, 8c) och rörelseriktningen för verkan av ett yttre moment som verkar på manövreringsorganen (8a, 8b, 8c), organ för att välja den högsta trycknivån av tryck nivåerna hos de manövreringsorgan (8a, 8b, 8c) som förflyttar en last, och organ för att reglera matningstrycket (ps ) på basis av den valda trycknivån.

5. Hydrauliskt system enligt krav 4, kännetecknat av att det omfattar sensorer (12a, 12b; 12c, 12d; 12e, 12f) för mätning av trycken i de arbetsstadier hos manövreringsorganen som motsvarar motsatta rörelseriktningar, och sensorer (24a, 24b, 24c) för att mäta den rörelseriktning som utförs med manövreringsorganen, såväl som beräknande organ för att separera lastför-flyt tände manövreringsorgan och lastbromsande manövre-ringorgan .

6. Hydrauliskt system enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av att organet för att separera lastförflyttande manövreringsorgan och lastbromsande manövreringsorgan, och organet för att välja den högsta trycknivån av trycknivåerna hos de lastförflyttande manövreringsorganen, omfattar en regleringsenhet (13), och att organet för att reglera matningstrycket på basis av den valda trycknivån omfattar ett PI-regleringsorgan (18).

7. Hydrauliskt system enligt krav 4, 5, eller 6, kännetecknat av att det är ett hydrauliskt system för en gående maskin (2), såsom en skogsmaskin.