FI125919B - Work machine system and procedure for checking a work machine system - Google Patents

Work machine system and procedure for checking a work machine system Download PDF

Info

Publication number
FI125919B
FI125919B FI20125842A FI20125842A FI125919B FI 125919 B FI125919 B FI 125919B FI 20125842 A FI20125842 A FI 20125842A FI 20125842 A FI20125842 A FI 20125842A FI 125919 B FI125919 B FI 125919B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
control system
power source
machine
change
transmission
Prior art date
Application number
FI20125842A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20125842A (en
Inventor
Teemu Kananoja
Matti Mankki
Teemu Laakkonen
Original Assignee
John Deere Forestry Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=50238854&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI125919(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by John Deere Forestry Oy filed Critical John Deere Forestry Oy
Priority to FI20125842A priority Critical patent/FI125919B/en
Priority to SE1350679A priority patent/SE539265C2/en
Publication of FI20125842A publication Critical patent/FI20125842A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI125919B publication Critical patent/FI125919B/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • A01G23/003—Collecting felled trees
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2253—Controlling the travelling speed of vehicles, e.g. adjusting travelling speed according to implement loads, control of hydrostatic transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

TYÖKONEJÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ TYÖKONEJÄRJESTELMÄN OHJAUKSESSAMACHINE SYSTEM AND METHOD FOR CONTROL OF MACHINE SYSTEM

Keksinnön alaField of the Invention

Keksinnön kohteena on menetelmä työkonejärjestelmän ohjauksessa. Keksinnön kohteena on lisäksi työkonejärjestelmä. Keksinnön kohteena on lisäksi metsäkone.The invention relates to a method for controlling a machine tool system. The invention further relates to a machine tool system. The invention further relates to a forestry machine.

Keksinnön taustaaBackground of the Invention

Erilaiset maastossa liikkuvat työkoneet ylittävät maassa olevia painaumia, kuoppia, ojia, kohoumia, mättäitä, kaatuneiden puiden runkoja, kiviä, kantoja ja muita vastaavia esteitä. Esteiden ylittäminen kuormittaa työkoneen voi-mansiirtolaitteita, sillä voimansiirtolaitteiden on käytettävä tavanomaista runsaammin tehoa esteiden ylittämisen aikana, ja lisäksi teho on oltava käytettävissä nopeasti, jotta työkone ei pysähdy tai sen nopeus ei putoaisi tarpeettomasti. Mikäli työkone kuljettaa erilaisia kuormia, niin tehontarve on tavanomaista suurempi ja sen vaihtelu on tavanomaista suurempaa.Various off-road machines cross over depressions, pits, ditches, bumps, rocks, fallen tree trunks, rocks, stumps and other such obstacles. Crossing obstacles puts a strain on the power transmission equipment of the machine, as the power transmission equipment must use more power than usual when crossing obstacles, and power must be available quickly to prevent the machine from stopping or unnecessarily losing speed. If the machine carries a variety of loads, the power requirement is higher than usual and its variation is higher than usual.

Eräitä tunnettuja työkoneita ovat metsäkoneet, kuten erilaiset harvesterit, kuormakoneet ja niiden yhdistelmät. Puunkorjuun suorittamiseksi harvesterin puomiston päähän on sovitettu puunkorjuulaitteisto, nk. harvesteripää, jolla pystyssä kasvava puunrunko katkaistaan, kaadetaan, karsitaan ja sahataan halutun mittaisiksi osiksi. Sahatut puunrungot kerätään kuormakoneella, joka on varustettu puomiin kiinnitetyllä kuormainkouralla ja jonka kuormatilassa puunrungot kuljetetaan pois.Some well-known work machines include forest machines, such as various harvesters, forwarders and combinations thereof. In order to carry out the harvesting, a harvesting device, the so-called harvester head, is arranged at the end of the harvester boom, which cuts, pruned, pruned and sawed up the tree trunk to the desired length. Sawn timber logs are collected by a load carrier equipped with a loader grab attached to the boom and in which the logs are transported away.

Eräs pyörien avulla liikkuva kuormakone on esitetty julkaisussa EP-1923289-A2, käsittäen kaksi nivelen avulla toisiinsa kytkettyä runkoa, joihin voimansiir-tolaitteet on sijoitettu. Takarunko on varustettu puomilla ja kuormatilalla, johon puunrungot kerätään. Eturunkoon on sovitettu ohjaamo ja voimasiirtolait-teisiin kuuluva voimanlähde, joka on polttomoottori.One wheeled load carrier is disclosed in EP-1923289-A2, comprising two articulated hulls on which power transmission devices are disposed. The rear frame is equipped with a boom and a load compartment for collecting the tree trunks. The front body is fitted with a cab and a power source, which is an internal combustion engine, belonging to the power transmission devices.

Esteiden ylittämien aiheuttaa myös työkoneiden heilumista ja saattaa vaikuttaa negatiivisesti myös työkoneen stabiiliuteen. Työkoneen kuljettaja myös kokee heilumisen epämiellyttävänä. Kohonnut tehontarve ja tehontarpeen vaihtelut kuormittavat voimansiirtolaitteita tavanomaista enemmän, mikä voi vaikuttaa niiden huoltotarpeeseen ja käyttöikään.Exceeding obstacles also causes the machine to swing and may also adversely affect the stability of the machine. The operator of the machine also finds the swing uncomfortable. Increased power demand and fluctuations in power demand place a higher load on the transmission, which can affect its maintenance and service life.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Keksinnön mukainen menetelmä työkonejärjestelmän ohjauksessa on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen työkonejärjestelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 10. Keksinnön mukainen metsäkone on esitetty patenttivaatimuksessa 15.The method of the invention for controlling a machine tool system is set forth in claim 1. The machine tool system of the invention is set forth in claim 10. The forest machine of the invention is set forth in claim 15.

Ratkaisun mukainen menetelmä toteutetaan tai se on käyttökelpoinen työ-konejärjestelmässä, joka käsittää voimanlähteen, voimanlähteeseen kytketyt voimansiirtolaitteet työkoneen propulsiota varten, ts. liikkumista varten, ja toimintaa ohjaavan ohjausjärjestelmän.The method according to the solution is implemented or is useful in a machine tool system comprising a power source, power transmission means coupled to the power source for propulsion of the machine, i.e. for movement, and a control system controlling the operation.

Työkoneena voivat olla erilaiset maastossa liikkuvat työkoneet, jotka liikkuvat pyörien tai telaketjujen tai niiden yhdistelmien avulla.The machine can be a variety of off-road machines that are driven by wheels or tracks, or combinations thereof.

Työkoneena on esimerkiksi metsäkone, kuten puita kaatava harvesteri, puita kuljettava kuormakone tai juontotraktori. Työkoneena voi olla kaivinkone, tai kaivinkoneen puomistoa ja alustaa hyödyntävä metsäkone, jonka puomiston päähän on kiinnitetty harvesteripää puiden prosessoimiseksi tai kaatopää puiden kaatamiseksi. Työkoneena voi olla maatalouskäyttöön tarkoitettu traktori, joka soveltuu vetämään metsäperävaunua tai johon on kytketty metsä-perävaunu, jolla kuljetetaan puunrunkoja. Metsäperävaunussa on tyypillisesti puomisto ja siihen kiinnitetty koura puurunkojen lastausta ja purkua varten.A working machine is, for example, a forestry machine, such as a tree-felling harvester, a timber-carrying truck or a skidder. The working machine may be an excavator, or a forestry machine using an excavator boom and platform, with a harvester head attached to the end of the boom for processing trees or a felling head for felling trees. The working machine may be an agricultural tractor suitable for towing a forest trailer or coupled with a forest trailer for transporting logs. The forest trailer typically has a boom and a grapple attached to it for loading and unloading the tree trunks.

Esitetyssä menetelmässä seurataan voimansiirtolaitteiden toiminnallisen suureen muutoksia ohjausjärjestelmään kytketyn anturin avulla, joita on yksi tai useampia. Seurattava toiminnallinen suure on sellainen, jonka muutos ennakoi voimansiirtolaitteiden kuormituksen kasvua esteen ylittämisen aikana. Menetelmässä lisäksi kompensoidaan suureen muutosta ohjaamalla ohjausjärjestelmän avulla voimanlähdettä tai voimansiirtolaitteita, tai niitä molempia esteen ylittämiseksi.In the disclosed method, changes in the functional size of the transmission devices are monitored by means of one or more sensors connected to the control system. The functional variable to be monitored is one whose change anticipates an increase in the load on the transmission during crossing the obstacle. The method further compensates for the large change by controlling the power source or transmission devices, or both, through the control system to overcome the obstacle.

Erään esimerkin mukaisesti menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla voimansiirtolaitteita niin, että työkoneen nopeus alenee esteen ylittämiseksi.According to one example, the method controls the transmission means by means of a control system so that the speed of the implement is reduced to overcome the obstacle.

Työkone ylittää esteen ja edellä kuvatulla menetelmällä esim. voimasiirtolait-teiden paineen nousua voidaan hillitä tai rajoittaa. Nopeuden alentaminen vähentää työkoneen propulsioon tarvittavaa tehoa, mikä vaikuttaa suoraan hydraulisen ajovoimansiirron paineisiin, tai, kun kyseessä on johonkin muuhun tekniikkaan perustuva ajovoimansiirtolaite, johonkin muuhun suureeseen, jonka muutosta pyritään hillitsemään tai rajoittamaan.The implement crosses the obstacle and, by means of the above-described method, for example, the pressure rise of the power transmission devices can be curbed or limited. Reducing the speed reduces the power needed for propulsion of the machine, which directly affects the pressures of the hydraulic transaxle, or, in the case of a traction drive based on some other technique, another quantity that is intended to be controlled or limited.

Menetelmän avulla vältetään voimanlähteen, erityisesti polttomoottorin pyörimisnopeuden alentuminen. Polttomoottorin pyörimisnopeuden muuttuminen aikaisempaa vähemmän vaikuttaa polttoaineenkulutukseen, joka pienenee.The method avoids a reduction in the speed of rotation of the power source, especially the internal combustion engine. Changes in the speed of the internal combustion engine have a lesser effect on fuel consumption, which decreases.

Seurauksena on myös ajomukavuuden parantuminen ja työkoneen stabiiliuden parantuminen.It also results in improved driving comfort and stability of the machine.

Erään toisen esimerkin mukaisesti menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla lisäksi voimanlähdettä niin, että voimanlähteen ulostulon pyörimisnopeus kasvaa ainakin hetkellisesti.According to another example, the method further controls the power source by means of the control system such that the power output output rotation speed increases at least momentarily.

Erään kolmannen esimerkin mukaisesti menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla lisäksi voimanlähdettä niin, että voimanlähteen ulostulon vään-tömomentti kasvaa ainakin hetkellisesti.According to a third example, the method further controls the power source by means of a control system such that the torque output of the power source increases at least momentarily.

Menetelmän eräässä suoritusmuodossa ohjataan ohjausjärjestelmän avulla voimansiirtolaitteita niin, että niiden ns. Gear Ratio -arvoa muutetaan esteen ylittämiseksi.In one embodiment of the method, the transmission system is controlled by means of a control system so that their so-called. The Gear Ratio is adjusted to overcome the obstacle.

Menetelmän eräässä erityisessä suoritusmuodossa kyseinen toiminnallinen suure, jonka muutosta seurataan kuormituksen kasvun havaitsemiseksi, on voimansiirtolaitteiden hydraulinen paine.In a particular embodiment of the method, the functional variable whose change is monitored to detect an increase in load is the hydraulic pressure of the transmission devices.

Erään esimerkin mukaisesti voimansiirtolaitteet käsittävät hydraulisen pumpun ja hydraulisen moottorin, ja menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla kyseistä pumppua tai kyseistä moottoria, tai niitä molempia, siten, että ohjaus on riippuvainen mainitun toiminnallisen suureen muutoksesta.According to one example, the transmission means comprise a hydraulic pump and a hydraulic motor, and in the method the control system controls said pump or said motor, or both, such that the control is dependent on a change in said functional quantity.

Voimansiirtolaitteet voivat käsittää hydraulisen ajovoimansiirron, mekaanisen ajovoimansiirron tai sähköisen ajovoimansiirron, tai jonkin niiden yhdistelmän.The transmission means may comprise hydraulic traction transmission, mechanical traction transmission or electric traction transmission, or a combination thereof.

Työkoneen voimansiirtolaitteet voivat perustua erilaisiin laitteisiin, jotka muuntavat tuotettua tai varastoitua energiaa kineettiseksi energiaksi työkoneen propulsiota varten. Voimanlähteenä voi olla esim. polttomoottori ja sen tuottama mekaaninen akseliteho, akkujärjestelmä, polttomoottorin pyörittämä generaattori, tai polttokenno. Voimansiirtolaitteet voivat hyödyntää energian siirrossa esim. sähkönenergiaa, mekaanista energiaa, hydraulista energiaa tai pneumaattista energiaa. Propulsiota varten työkoneet hyödyntävät esim. hydraulimoottoreita, paineilmamoottoreita, sähkömoottoreita tai mekaanisia laitteita.Transmission equipment for a machine tool can be based on various devices that convert the energy produced or stored into kinetic energy for propulsion of the machine. The power source may be, for example, a combustion engine and its mechanical shaft power, a battery system, a generator driven by a combustion engine, or a fuel cell. Power transmission devices can utilize, for example, electrical energy, mechanical energy, hydraulic energy or pneumatic energy for energy transmission. For propulsion, the machines use, for example, hydraulic motors, pneumatic motors, electric motors or mechanical devices.

Erään neljännen esimerkin mukaisesti menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla lisäksi työkonejärjestelmän jotakin voimanlähteen tehoa kuluttavaa muuta laitetta. Tällöin laitteen toimintaa hidastetaan ainakin hetkellisesti tai sen toiminta pysäytetään ainakin hetkellisesti.According to a fourth example, the method further controls, by means of the control system, another device which consumes the power of the power source of the implement system. In this case, the operation of the device is at least momentarily slowed down or at least momentarily stopped.

Etuna on voimanlähteen kuormituksen pienentyminen. Laitteena voi olla esim. tuuletin tai ilmastointilaite.The advantage is a reduction in the load on the power source. The device can be, for example, a fan or an air conditioner.

Työkonejärjestelmä, jossa ratkaisu toteutetaan tai jossa se on käyttökelpoinen, käsittää voimanlähteen, voimanlähteeseen kytketyt voimansiirtolaitteet työkoneen propulsiota varten, ja toimintaa ohjaavan ohjausjärjestelmän. Lisäksi työkonejärjestelmä lisäksi ohjausjärjestelmään kytketyn anturin, joita on yksi tai useampia. Anturi on sovitettu seuraamaan voimansiirtolaitteiden toiminnallisen suureen muutoksia, jolloin kyseinen seurattava toiminnallinen suure on sellainen, jonka muutos ennakoi voimansiirtolaitteiden kuormituksen kasvua esteen ylittämisen aikana. Lisäksi, ohjausjärjestelmä on suureen muutoksen kompensoimiseksi sovitettu ohjaamaan voimanlähdettä tai voi-mansiirtolaitteita, tai niitä molempia esteen ylittämiseksi.The implement system, in which the solution is implemented or practicable, comprises a power source, power transmission means coupled to the power source for propulsion of the implement, and an operating control system. In addition, the implement system further comprises one or more sensors connected to the control system. The sensor is adapted to monitor changes in the operational magnitude of the transmission devices, such that the monitored operational variable is such that the change anticipates an increase in the load of the transmission devices during crossing the obstacle. Further, the control system is adapted to control the power source or power transmission devices, or both, to overcome a major change to overcome the obstacle.

Erään esimerkin mukaisesti ohjausjärjestelmä on sovitettu ohjaamaan voi-mansiirtolaitteita niin, että työkoneen nopeus alenee esteen ylittämiseksi.According to one example, the control system is adapted to control the transmission devices so that the speed of the implement is reduced to overcome the obstacle.

Ratkaisun mukaisella ohjausjärjestelmällä saavutetaan etuja, joita jo edellä on esitetty.The control system according to the solution achieves the advantages already described above.

Työkonejärjestelmän eräässä erityisessä suoritusmuodossa kyseinen anturi on sovitettu mittaamaan voimansiirtolaitteiden hydraulista painetta.In a particular embodiment of the implement system, the sensor is adapted to measure the hydraulic pressure of the transmission devices.

Erään esimerkin mukaisesti voimansiirtolaitteet käsittävät hydraulisen ajo-voimansiirron, mekaanisen ajovoimansiirron tai sähköisen ajovoimansiirron, tai jonkin niiden yhdistelmän.According to one example, the transmission means comprise a hydraulic traction transmission, a mechanical traction transmission or an electric traction transmission, or a combination thereof.

Esitetyn ratkaisun mukaista työkonejärjestelmä on käyttökelpoinen esim. työkoneessa, joka on maastossa liikkuva metsäkone. Erään erityisen esimerkin mukaisesti kyseessä on maastossa liikkuva kuormakone.The machine system according to the solution presented is usable, for example, in a machine that is a forest machine moving in the field. According to one particular example, this is a truck moving in the field.

Piirustuksien lyhyt kuvausBrief Description of the Drawings

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkisen avulla ja viittaamalla samalla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuva 1 esittää erästä työkonetta, joka on maastossa liikkuva työkone ja jossa esitettyjä ratkaisuja voidaan soveltaa, kuva 2 esittää kaaviokuvana erään esimerkin mukaisia työkoneen voimansiir-tolaitteita, joita voidaan soveltaa kuvan 1 työkoneessa, kuva 3 esittää kaaviokuvana tarkemmin kuvan 2 voimansiirtolaitteiden ja sen hydraulisen ajovoimansiirron kytkentöjä, kuvat 4 esittää kaaviokuvana tarkemmin erään toisen esimerkin mukaisen voimansiirtotaitteiden ja sen hydraulisen ajovoimansiirron kytkentöjä, ja kuva 5 esittää erästä esimerkkiä voimansiirtolaitteiden erään toiminnallisen suureen käyttäytymisestä ja voimansiirtolaitteiden ohjausta.The invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 illustrates a working machine which is an off-road machine and where the solutions shown can be applied; Figure 2 schematically illustrates the power transmission apparatus of Fig. 3 is a diagrammatic view of the transmission of the transmission and its hydraulic drive transmission, Fig. 4 is a more detailed schematic of the transmission of the transmission and its hydraulic drive transmission, and Fig. 5 illustrates an example of the operation of

Keksinnön tarkempi kuvausDetailed Description of the Invention

Kuvassa 1 on esitetty eräs työkone, erityisesti maastossa liikkuva työkone, jossa esitetyn mukaista ratkaisua sovelletaan. Kyseessä on metsäkone, joka tarkemmin ottaen on puunrunkoja kuljettava kuormakone. Kuormakone käsittää eturungon 11 ja takarungon 12, jotka on kytketty toisiinsa runkonivelellä 13 ja joihin voimansiirtolaitteet on sijoitettu. Eturungossa 11 on ohjaamo 14 ja energian lähde 15, ja takarungossa 12 on puomi 16 kourineen 17 ja kuorma-tila 18. Energian lähteenä on polttomoottori. Kukin runko käsittää 2-pyöräisen keinuvan akselin, mutta eturungossa voidaan vaihtoehtoisesti käyttää tavallista 1-pyöräistä akselia, jossa on takarungon pyöriä isompi pyörä.Figure 1 shows a working machine, in particular a working machine moving in the terrain, in which the solution shown is applied. It is a forestry machine, or more precisely a load-carrying machine for transporting tree trunks. The load carrier comprises a front frame 11 and a rear frame 12 connected to each other by a frame joint 13 and in which the transmission means are disposed. The front frame 11 has a cab 14 and an energy source 15, and the rear frame 12 has a boom 16 with a grab 17 and a cargo space 18. The source of energy is a combustion engine. Each frame comprises a 2-wheel swinging axle, but the front frame may alternatively use a conventional 1-wheel axle with a wheel larger than the rear.

Tarkastellaan seuraavaksi erään työkoneen voimansiirtolaitteita, jotka perustuvat polttomoottoriin sekä hydrostaattisen ja mekaanisen ajovoimansiirron yhdistelmään, joka liikuttaa työkonetta. Kyseisiä voimansiirtolaitteita voidaan soveltaa kuvan 1 kuormakoneessa.Next, consider the transmission equipment of a working machine based on an internal combustion engine and a combination of hydrostatic and mechanical drive transmission that moves the working machine. These transmission devices can be applied to the load machine of Figure 1.

Kuvan 2 mukaisesti polttomoottori 19 tuottaa kullakin hetkellä tarvittavan tehon, jota esim. työkoneen liikuttelu ja ajaminen erilaisissa tilanteissa ja maastoissa vaatii. Polttomoottori 19 akselilleen tuottama mekaaninen teho muunnetaan hydrauliseksi tehoksi pumpussa 20, jolloin teho on verrannollinen pumpun 20 tuottamaan syöttöpaineeseen ja tilavuusvirtaan. Pumppu 20 on säädettävä, jolloin tuotettua tilavuusvirtaa voidaan vaihdella. Hydraulinen teho hyödynnetään moottorissa 21, joka puolestaan tuottaa ulostuloakselille vääntömomentin ja pyörimisnopeuden. Pumpun 20 tuottama syöttöpaine riippuu moottorin 21 kuormituksesta ja tehontarpeesta. Moottorin 21 pyörimisnopeus riippuu pumpun 20 tuottamasta tilavuusvirrasta ja moottorin 21 asetuksesta, mikäli moottori 21 on säädettävä. Moottori 21 on puolestaan kytketty vaihteeseen 22 (nopea/hidas), jonka välityksellä mekaaninen teho siirretään työkoneen pyöriin 27, esimerkiksi kardaanivälityksen 23 ja differen-tiaaliakseleiden 24 avulla 2-pyöräisiin keinuviin akseleihin tai teleihin 25, joissa on työkoneen pyörät 27, jotka on kiinnitetty pyöriviin pyörännapoihin 26. Voimansiirtolaitteita ohjataan työkoneen elektronisella ohjausjärjestelmällä 28, joka ohjaa myös polttomoottoria 19 elektronisen ohjausyksikön 29 (ECU, Electronic control unit) välityksellä. ECU (Engine Control Unit) on moottorin ohjausyksikkö, joka ohjaa ja valvoo moottorin toimintoja.As shown in Figure 2, the internal combustion engine 19 produces at each instant the required power required, e.g., to move and drive the implement in various situations and terrain. The mechanical power generated by the combustion engine 19 on its shaft is converted into hydraulic power in the pump 20, whereby the power is proportional to the feed pressure and volume flow produced by the pump 20. The pump 20 is adjustable so that the volume flow produced can be varied. The hydraulic power is utilized in the motor 21, which in turn provides the output shaft with torque and rotation speed. The supply pressure provided by the pump 20 depends on the load and power requirement of the motor 21. The rotation speed of the motor 21 depends on the flow rate produced by the pump 20 and the setting of the motor 21 if the motor 21 is to be adjusted. The motor 21 is in turn coupled to a gear 22 (fast / slow) through which the mechanical power is transmitted to the wheels 27 of the machine, e.g. to the wheel hubs 26. The transmission means are controlled by a machine control electronic control system 28, which also controls the internal combustion engine 19 via an electronic control unit 29 (ECU). The ECU (Engine Control Unit) is an engine control unit that controls and monitors engine functions.

Polttomoottorin tuottama mekaaninen teho on verrannollinen polttomoottorin 1 antamaan vääntömomenttiin ja pyörimisnopeuteen. Kierrosnopeuden tai työkoneen ajonopeuden määrää kuljettajan antama ohjausarvo, joka annetaan tyypillisesti pedaalin 30 avulla. Pedaali tuottaa anturin 31 avulla asetus-signaalin 32, joka on pedaalin 30 asennosta riippuvainen ja joka syötetään ohjausjärjestelmälle 28. Ohjausarvon antamiseen voidaan käyttää muitakin tapoja, esim. ohjaussauvaa. Tyypillistä on, että mitä suurempi pedaalin asennon siirtymä tai ohjausarvo on, sitä suurempi kierrosnopeus tai ajonopeus saavutetaan. Pedaalin 30 painaminen aikaansaa tarvittaessa myös työkoneen työjarrun avautumisen, minkä jälkeen ohjausjärjestelmä 28 ohjaa pumppua 20 ohjaussignaalilla, jolla on ennalta määrätty minimitaso tai -arvo. Tyypillisesti ohjaussignaalina on virtasignaali, josta pumpun 20 tuottama tila-vuusvirta riippuu.The mechanical power produced by the internal combustion engine is proportional to the torque provided by the internal combustion engine 1 and the rotational speed. The speed of rotation or the travel speed of the implement is determined by the control value provided by the driver, which is typically provided by the pedal 30. The pedal generates, by means of the sensor 31, a setting signal 32 which is dependent on the position of the pedal 30 and is supplied to the control system 28. Other means, e.g., the joystick, may be used to provide the control value. Typically, the greater the offset or control value of the pedal position, the greater the revolution or travel speed. Depressing the pedal 30 also causes the working machine service brake to open, if necessary, after which the control system 28 controls the pump 20 with a control signal having a predetermined minimum level or value. Typically, the control signal is a current signal upon which the volume flow produced by the pump 20 depends.

Kuvassa 3 on esitetty kuvan 2 ajovoimansiirtolaitteet tarkemmin hydraulisen ajovoimansiirron osalta. Tässä esimerkissä kyseessä on suljettu piiri ja 1-piirijärjestelmä, erityisesti 1-moottorijärjestelmä. Eri osien toiminta ja numerointi vastaa kuvassa 2 esitettyä numerointia ja siihen liittyvää selostusta.Fig. 3 shows the transmission of Fig. 2 in more detail with regard to the hydraulic transmission. In this example, this is a closed circuit and a 1 circuit system, in particular a 1 motor system. The operation and numbering of the various parts corresponds to the numbering and description given in Figure 2.

Pumppu 20 on esimerkiksi kierrostilavuudeltaan (Vg) säätyvä vinolevy-tyyppinen aksiaalimäntäpumppu, jossa tilavuusvirran suuntaaja edelleen sen avulla moottorin pyörimissuuntaa ja työkoneen ajosuuntaa voidaan vaihtaa kääntämällä pumpun vinolevyä molemmille puolille neutraalia keskiasentoa. Ohjattavina suureina ovat pumpun kierrostilavuus, ja samalla sen tuottama tilavuusvirta. Moottori 21 on esimerkiksi aksiaalimäntämoottori, joka on tyyppiä vinolevy tai vinoakseli, tai radiaalimäntämoottori. Säätyvässä moottorissa on esim. käännettävä moottorin vinolevy. Ohjattavina suureina ovat siis moottorin kierrostilavuus (Vg) ja pyörimisnopeus. Moottori 21 voi myös olla kierrostilavuudeltaan (Vg) kiinteä, ts. vakio. Ohjattavana suureena on moottorin pyörimisnopeus.The pump 20 is, for example, a rotary displacement (Vg) type tilt-type axial piston pump, whereby the volume flow converter further allows it to change the direction of rotation of the motor and the driving direction of the implement by rotating the pump tilt on both sides in a neutral center position. The controllable quantities are the pump rpm and the flow rate it produces. The motor 21 is, for example, an axial piston engine of the type oblique plate or oblique shaft, or a radial piston engine. For example, the adjustable motor has a reversible motor skew plate. The controllable quantities are thus the engine speed (Vg) and the rotation speed. The motor 21 may also have a fixed displacement (Vg), i.e. a constant. The variable to be controlled is the engine speed.

Kuvassa 4 on esitetty kuvan 2 ajovoimansiirtolaitteet tarkemmin hydraulisen ajovoimansiirron osalta. Tässä esimerkissä kyseessä on avoin piiri. Eri osien toiminta ja numerointi vastaa kuvassa 2 esitettyä numerointia ja siihen liittyvää selostusta.Fig. 4 shows the transmission of Fig. 2 in more detail with respect to the hydraulic transmission. This example is an open circuit. The operation and numbering of the various parts corresponds to the numbering and description given in Figure 2.

Kuvassa 4 hydraulisesti toimivan ajovoimansiirron avulla saadaan aikaan säätyvä työkoneen ajonopeus, koska moottorille 21 saadaan venttiilin 35 avulla säädettävä tilavuusvirta. Sopivimmin kyseessä on suuntaventtiili, joka on sähköisesti ohjattu ja proportionaalisesti toimiva. Venttiilin tilavuusvirtaa on riippuvainen venttiilin asennosta ja avautumasta, joita puolestaan ohjataan ohjaussignaalilla. Tyypillisesti ohjaussignaalina on virtasignaali, josta venttiilin tilavuusvirta riippuu. Kuvassa 4 venttiili 35 on esitetty periaatekuvan-tona, mutta kyseinen venttiili ja sen toiminnot voidaan toteuttaa myös yhden tai useamman erillisen hydraulisen komponentin avulla, jotka on yhdistetty toisiinsa kanavien avulla.In Fig. 4, a hydraulically actuated drive transmission provides an adjustable working machine travel speed by providing an adjustable flow rate to the motor 21 by means of a valve 35. Preferably, it is a directional valve which is electrically controlled and proportional. The volume flow rate of the valve depends on the position and opening of the valve, which in turn is controlled by a control signal. Typically, the control signal is a current signal upon which the volume flow of the valve depends. 4, the valve 35 is shown in principle, but the valve and its functions may also be implemented by one or more separate hydraulic components interconnected by channels.

Kuvan 4 esimerkissä pumppu 20 on kierrostilavuudeltaan (Vg) säätyvä, esim. aksiaalimäntäpumppu. Ohjattavina suureina ovat pumpun kierrostilavuus ja sen tuottama tilavuusvirta. Moottori 21 on kierrostilavuudeltaan (Vg) kiinteä, ts. vakio, esim. aksiaalimäntämoottori tai radiaalimäntämoottori. Ohjattavana suureena on siis moottorin pyörimisnopeus.In the example of Fig. 4, the pump 20 is variable speed (Vg), e.g., an axial piston pump. The controllable quantities are the pump rpm and the flow rate it produces. The motor 21 has a fixed displacement (Vg), i.e. a constant, e.g. an axial piston motor or a radial piston motor. The controlled variable is thus the engine speed.

Työkoneen ohjausjärjestelmä valvoo voimansiirtolaitteita, mm. ajovoimansiirtoa, sen hydraulista ohjauspiiriä ja kaikkia siihen liittyviä aputoimintoja. Kyseinen ohjausjärjestelmä toimii esim. PC-käyttöympäristössä. Ohjausjärjestelmän varusteet on sijoitettu ohjaamoon kuljettajan saataville. Ohjausjärjestelmän ohjausautomatiikka perustuu ohjainväylän osalta tunnetun tekniikan mukaiseen CAN-väyläratkaisuun, jossa tieto kulkee digitaalisesti.The machine control system monitors the transmission equipment, eg. traction transmission, its hydraulic control circuit and all related ancillary functions. The control system in question operates, for example, in a PC environment. The steering system equipment is located in the driver's cab. The control system's control automation is based on a state-of-the-art CAN bus solution for the control bus, in which the data is transmitted digitally.

Ohjausjärjestelmän varusteet käsittävät erään esimerkin mukaisesti näyttö-moduulin, PC-näppäimistön, touchpad-hiiren, keskusyksikön (HPC-CPU) prosessoreineen ja muisteineen, ja usein myös tulostimen, sekä ohjausjärjestelmän moduuleja. Varusteisiin kuuluu myös yksi tai useampi ohjauspaneeli, jonka näppäimien, painikkeiden ja ohjaussauvan avulla vaikutetaan ohjausjärjestelmään). Tässä esimerkissä ohjausjärjestelmään 28 on kytketty tai sen varusteisiin kuuluu ainakin yksi anturi (esim. kuvan 3 tai kuvan 4 anturi 34) tai mittalaite, jonka antama signaali on verrannollinen työkoneen jonkin toiminnallisen suureen arvoon. Sopivimmin on niin, että kyseinen anturi on kytketty esimerkiksi johonkin työkoneen voimansiirtolaitteeseen.The control system accessories include, by way of example, a display module, a PC keyboard, a touchpad mouse, a central processing unit (HPC-CPU) with processors and memory, and often a printer, and control system modules. The equipment also includes one or more control panels whose keys, buttons and joystick control the control system). In this example, at least one sensor (e.g., sensor 34 in FIG. 3 or FIG. 4) or a measuring device whose signal is proportional to a functional value of the implement is connected to or provided with control system 28. Preferably, such a sensor is connected, for example, to a transmission device of a working machine.

Kuvien 3 ja 4 esimerkeissä anturi 34 on kytketty työkoneen hydrauliseen ajo-voimansiirtoon. Ohjausjärjestelmässä 28 on esim. ennalta määrätty paramet ri, jonka arvo on riippuvainen anturin 34 mittaamasta suureesta. Kyseistä suuretta voidaan mitata jatkuvasti halutulla näytteenottotaajuudella tai pelkästään ajoittain. Kyseinen suure on esimerkiksi paine, erityisesti hydraulisesti toimivan ajovoimansiirron paine, esimerkiksi pumpun 20 tuottama syöt-töpaine tai moottorin 21 paine.In the examples of Figures 3 and 4, the sensor 34 is connected to a hydraulic drive transmission of the implement. The control system 28 has, for example, a predetermined parameter whose value depends on the quantity measured by the sensor 34. This quantity can be measured continuously at the desired sampling rate or only occasionally. This quantity is, for example, the pressure, especially the pressure of the hydraulic drive transmission, for example the supply pressure provided by the pump 20 or the pressure of the motor 21.

Erään toisen esimerkin mukaisesti kyseinen suure on polttomoottorin pyörimisnopeus, erityisesti sen ulostuloakselin pyörimisnopeus. Erään kolmannen esimerkin mukaisesti kyseinen suure on pyörän 27 sisäinen paine, jota anturi mittaa.According to another example, the quantity in question is the rotational speed of the internal combustion engine, in particular its output shaft rotation speed. According to a third example, this quantity is the internal pressure of the wheel 27 as measured by the sensor.

Esitetyn ratkaisun toteuttamiseksi vaadittava sovellus ja sen sisältämä ohjelmisto asennetaan ohjausjärjestelmän prosessoripohjaiseen keskusyksikköön, jossa on tarvittava RAM- ja massamuisti. Ohjausjärjestelmä hyödyntää käyttöjärjestelmää, jonka alaisuudessa sovellusta ajetaan. Laitteistossa ja käyttöjärjestelmässä on tarvittavat sovellukset ja protokollavälineet tiedonsiirtoon muiden laitteiden kanssa.To implement the solution described, the required application and the software contained therein are installed on a processor-based central processing unit of the control system, which has the required RAM and mass memory. The control system utilizes the operating system under which the application is run. The hardware and operating system have the necessary applications and protocol tools to communicate with other devices.

Työkoneen ohjausjärjestelmä perustuu esim. CAN-väylätekniikkaan (Controller Area Network) ja hajautettuun ohjaukseen. Järjestelmä koostuu itsenäisistä älykkäistä moduuleista, jotka keskustelevat CAN-väylän välityksellä. Ohjausjärjestelmä ohjaa voimanlähdettä, ajovoimansiirtoa ja näihin liittyviä apu-toimintoja sekä tarvittaessa myös puomijärjestelmää. Järjestelmä koostuu tyypillisesti moduuleista, jotka ovat CAN-väylässä. Ohjausjärjestelmä tai jokin sen moduuli huolehtii voimanlähteen, ajovoimansiirron, ja niihin liittyvien apu-toimintojen ohjauksesta ja tiedonkulusta, sekä ohjaa em. pumpun ja moottorin kierrostilavuutta.The machine control system is based on, for example, CAN bus technology (Controller Area Network) and distributed control. The system consists of independent intelligent modules, which communicate via CAN bus. The steering system controls the power source, traction transmission and associated auxiliary functions as well as the boom system, if required. The system typically consists of modules that are on the CAN bus. The control system or one of its modules takes care of the power source, traction transmission, and associated auxiliary functions and the flow of information, and controls the pump and motor revolutions.

Seuraavassa on eräs esimerkki, jossa on tarkasteltu työkoneen toiminnallista suuretta, jonka arvo on riippuvainen voimansiirtolaitteiden kuormituksesta. Kuormitus on riippuvainen siitä tuotetusta tehosta, joka on tarpeen työkoneen liikuttelemiseksi ja ajamiseksi erilaisissa tilanteissa ja maastoissa. Kyseessä on erityisesti suureen sellainen arvon muutos, joka on seurausta siitä, että työkone ylittää estettä tai on aloittamassa esteen ylitystä. Suureen arvon nykyinen muutos edustaa tulevaa kuormituksen kasvua, toisin sanoen se ennakoi tulevaa suurempaa muutosta, joten kyseistä suuretta seuraamalla voidaan ennakoida tulevaa kuormitusta. Näin ohjausjärjestelmä voi varautua kuormituksen muutoksiin ja ohjata voimansiirtolaitteita halutulla tavalla ko. tilanteessa.The following is an example where the operational dimension of a machine, the value of which depends on the load on the transmission equipment, is considered. The load depends on the power produced to move and drive the machine in different situations and terrain. In particular, this is a change in the value of a quantity that results from a machine being crossing an obstacle or starting to cross an obstacle. The current change in a large value represents a future load increase, that is, it predicts a greater change in the future, so following this quantity can predict the future load. This allows the control system to be prepared for changes in the load and to control the transmission in the desired manner. situation.

Kuvassa 5 on seurattavana suureena hydraulisen ajovoimansiirron paine. Kuvassa 5 on esitetty hydraulisen ajovoimansiirron paineen käyttäytyminen tietyn ajanjakson kuluessa. Erään esimerkin mukaisesti kyseessä on paine-anturin mittaama paine, esim. anturin 34 mittaama paine 36.Figure 5 shows the traction pressure of the hydraulic transmission. Figure 5 illustrates the behavior of hydraulic transaxle pressure over a period of time. According to one example, this is the pressure measured by the pressure sensor, e.g. the pressure 36 measured by the sensor 34.

Painetta 36 vastaavalla tavalla voi käyttäytyä myös jokin muukin em. työkoneen toiminnallinen suure, joten seuraavassa esitettyjä voidaan soveltaa paineen lisäksi myös muihin suureisiin.Similarly to the pressure 36, other functional variables of the above-mentioned machine may also behave, so that the following can be applied to other quantities besides pressure.

Esteen kohdalla tai este kohdattaessa suureen arvo muuttuu, koska vaaditaan esim. suurempaa tehoa esteen päälle nousemiseksi tai halutun ajonopeuden ylläpitämiseksi esteestä huolimatta. Kun kyseessä on hydraulinen ajovoimansiirto, niin pumpun 20 syöttöpaine tai moottorin 21 paine kasvaa (ks. kuva 3 tai kuva 4). Kuvan 5 esimerkissä havaitaan paineen 36 nousu, joka on asetettua raja-arvoa 38 suurempi.For an obstacle or when encountering an obstacle, the value of the variable changes because, for example, higher power is required to climb onto the obstacle or maintain the desired travel speed despite the obstacle. In the case of hydraulic traction transmission, the supply pressure of the pump 20 or the motor 21 increases (see Fig. 3 or Fig. 4). In the example of Figure 5, a rise in pressure 36 that is greater than the set limit 38 is observed.

Ohjausjärjestelmä havaitsee suureen muutoksen ja sopivimmin on lisäksi niin, että suureen muutosta verrataan johonkin ennalta määrättyyn raja-arvoon. Mikäli suureen muutos on kyseistä raja-arvoa suurempi, siirtyy ohjausjärjestelmä tilaan, jossa se vaikuttaa työkoneeseen niin, että kompensoidaan syntynyttä muutosta. Suureen muutoksen osalta seurataan esim. absoluuttista tai suhteellista muutosta tai muutosnopeutta. Lisäksi usein on niin, että suureen muutoksen on tapahduttava asetetussa aikavälissä. Kuvan 5 esimerkissä paineen kasvu on oltava vähintään noin 60 - 100 bar, tai sopivimmin vähintään noin 75 bar. Paineen muutoksen on tapahduttava enintään noin 80-150 ms aikavälissä, tai sopivimmin enintään 120 ms aikavälissä.The control system detects a large change, and more preferably, the large change is compared to a predetermined threshold. If the change in quantity is greater than this limit, the control system moves to a state where it affects the implement to compensate for the change. For large change, for example, absolute or relative change or rate of change is monitored. In addition, it is often the case that a major change must occur within the set time frame. In the example of Figure 5, the pressure increase must be at least about 60 to 100 bar, or preferably at least about 75 bar. The pressure change must occur within a time interval of not more than about 80 ms to about 150 ms, or preferably not more than 120 ms.

Ohjausjärjestelmä ohjaa voimansiirtolaitteita ohjaussignaalilla, joka on riippuvainen halutusta ajonopeudesta. Kun kyseessä on esim. hydraulinen ajovoimansiirto, niin ko. ohjaussignaalilla ohjataan mm. pumppua. Kyseinen ohjaussignaali on riippuvainen mm. asetussignaalista (esim. asetussignaali 32 kuvassa 3 tai kuvassa 4) ja erään esimerkin mukaisesti myös polttomoottorin pyörimisnopeuden maksimiarvosta, tai polttomoottorin nykyisestä pyörimisnopeudesta, tai polttomoottorin pyörimisnopeudesta, joka vastaa asetussig- naalia, tai jostakin näiden yhdistelmästä. Ohjausjärjestelmän käyttämä ohjaussignaali on esimerkiksi hydraulisen ajovoimansiirron ns. Gear Ratio -arvoa muuttava ohjaussignaali, tai vaihtoehtoisesti ohjaussignaali vaikuttaa sellaisiin voimansiirtolaitteiden suureisiin, joiden muutos aiheuttaa Gear Ratio -arvon muutoksen. Ohjausjärjestelmä hyödyntää ohjauksessa taulukointia, sääntöjä tai laskenta-algoritmeja. Ohjausjärjestelmä sisältää myös aseteltavia parametreja, joihin on tallennettuna tässä selostuksessa mainittujen muuttujien arvot. Sopivimmin on niin, että ne ovat käyttäjän aseteltavissa, jotta järjestelmän toimintaan voidaan vaikuttaa.The control system controls the transmission with a control signal that is dependent on the desired travel speed. In the case of hydraulic traction transmission, for example. the control signal controls e.g. the pump. This control signal is dependent e.g. the setting signal (e.g., the setting signal 32 in Figure 3 or Figure 4) and, according to one example, also the maximum value of the internal rotation speed of the internal combustion engine, or the internal rotational speed of the internal combustion engine corresponding to the setting signal, or some combination thereof. The control signal used by the steering system is, for example, the so-called hydraulic drive transmission. The control signal that changes the Gear Ratio, or alternatively the control signal, affects the values of the transmission units whose change causes a change in the Gear Ratio. The control system utilizes tabulation, rules or calculation algorithms in control. The control system also includes adjustable parameters that store the values of the variables mentioned in this specification. Preferably, they are user adjustable to influence the operation of the system.

Hydraulisessa ajovoimansiirrossa ns. Gear Ratio -arvolla viitataan esim. joko pumpun tai moottorin ominaisuuksiin, esim. vinolevyn asentoon, tai pumpun ja moottorin ominaisuuksien suhteeseen, esim. niiden vinolevyjen asennon (kulman) suhteeseen. Ajovoimansiirto voi olla toteutettuna kokonaan mekaanisesti, esim. vaihteistolla, jonka sisään- ja ulostulon välille voidaan määrittää ns. Gear Ratio -arvo.In hydraulic traction transmission the so-called. Gear Ratio refers to, for example, either the characteristics of the pump or motor, e.g. the position of the skew plate, or the relationship between the pump and the motor, e.g. the position (angle) of their skew plates. The traction transmission may be carried out entirely mechanically, e.g. Gear Ratio value.

Kun kyseessä on esteen ylitys ja kohoava tehontarve, ohjausjärjestelmä kompensoi tilannetta niin, että ajonopeutta alennetaan tai työkonetta jarrutetaan, jolloin ohjausjärjestelmä vaikuttaa joko voimanlähteeseen tai muihin voimansiirtolaitteisiin, tai niihin molempiin. Erään esimerkin mukaisesti ajonopeuden pienennys on noin 10-35 % riippuen siitä, millä tasolla nykyinen ajonopeus on.In the case of crossing an obstacle and increasing power demand, the steering system compensates by reducing travel speed or braking the implement, with the steering system acting on either the power source or other transmission devices, or both. According to one example, the reduction in driving speed is about 10-35% depending on the level at which the current driving speed is.

Kuvan 5 esimerkissä ohjausjärjestelmä vaikuttaa nykyiseen ajonopeuteen (esim. 1.5 - 4.0 km/h) niin, että hydraulisen ajovoimansiirron Gear Ratio -arvoa 37 pienennetään välittömästi, sallien esim. 50 - 120 ms viiveen. Pienennys on noin 10-35 % riippuen siitä, millä tasolla nykyinen Gear Ratio -arvo on. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi pienennys voi olla myös riippuvainen nykyisestä ajonopeudesta. Sopivimmin on niin, että mitä suurempi ajonopeus on, sitä suurempi pienennys on. Vaihtoehtoisesti Gear Ratio -arvo pienennetään johonkin ennalta määrättyyn arvoon. Tässä esimerkissä ajonopeuteen vaikutetaan kääntämällä moottorin 21 vinolevyä niin, että kierrostilavuus pienenee.In the example of Fig. 5, the control system affects the current travel speed (e.g., 1.5 to 4.0 km / h) so that the Gear Ratio 37 of the hydraulic transaxle is immediately reduced, allowing, for example, a delay of 50 to 120 ms. The reduction is about 10-35% depending on what level the current Gear Ratio is. Alternatively or additionally, the reduction may also be dependent on current driving speed. Preferably, the higher the travel speed, the greater the reduction. Alternatively, the Gear Ratio value is reduced to a predetermined value. In this example, the driving speed is affected by rotating the skew plate of the engine 21 so that the RPM is reduced.

Myös mekaanisen ajovoimansiirron Gear Ratio -arvoon voidaan vaikuttaa, jolloin kyseeseen tulee erityisesti vaihteistojen tai välityksien portaattomat tai diskreetit Gear Ratio -arvot, kuten esim. planeettavaihteistossa. Kyseessä on esimerkiksi voimansiirtolaitteen sisääntulon pyörimisnopeuden suhde ulostulon pyörimisnopeuteen, tai vastaavalla määritelty suhde sisääntulon ja ulostulon toiminnallisten suureiden välillä.The Gear Ratio value of the mechanical transaxle can also be influenced, especially when it comes to stepless or discrete Gear Ratio values for gearboxes or transmissions, such as in planetary gearboxes. This is, for example, the ratio of the input rotation speed of the transmission device to the output rotation speed, or the correspondingly defined ratio between the input and output functional quantities.

Erään esimerkin mukaisesti ohjausjärjestelmä kompensoi tilannetta samanaikaisesti lisäksi niin, että voimanlähteen pyörimisnopeutta lisätään, jolloin ohjausjärjestelmä vaikuttaa voimanlähteeseen esim. elektronisen ohjausyksikön (ECU) välityksellä. Ohjausjärjestelmä ohjaa elektronista ohjausyksikköä yhden tai useamman ohjaussignaalin avulla, kuten myös voimansiirtoa. Pyörimisnopeus pidetään koholla esim. ennalta määrätyn viiveen ajan. Pyörimisnopeuden lisäys on esim. ennalta määrätyn suuruinen tai riippuvainen esim. nykyisestä pyörimisnopeudesta.According to one example, the control system simultaneously compensates for the situation by increasing the speed of rotation of the power source, whereby the control system acts on the power source, e.g., via an electronic control unit (ECU). The control system controls the electronic control unit by means of one or more control signals, as well as the transmission. The rotation speed is kept elevated, e.g. for a predetermined delay. The increase of the rotation speed is e.g. a predetermined amount or depends on e.g. the current rotation speed.

Ohjausjärjestelmä kompensoi tilannetta esim. ennalta määrätyn viiveen ajan.The control system compensates for the situation, for example, with a predetermined delay.

Kuvan 5 esimerkissä Gear Ratio -arvo pidetään pienennettynä viiveen 39 ajan (esim. 300 ms), jonka jälkeen Gear Ratio -arvo pyritään palauttamaan arvoon, joka sillä oli ennen kompensoinnin aloittamista, tai olennaisesti sitä vastaavaan arvoon, tai johonkin sellaiseen arvoon, joka vastaa em. asetus-signaalin nykyistä tilaa.In the example of Figure 5, the Gear Ratio value is kept reduced for a delay of 39 (e.g., 300 ms), after which the Gear Ratio value is sought to be restored to a value it had prior to initiating compensation, or to a value substantially equivalent to or The current status of the setting signal.

Ohjausjärjestelmä lopettaa kompensoinnin palauttamalla ajonopeuden, joka työkoneella oli ennen kompensoinnin aloittamista, tai olennaisesti sitä vastaavaan ajonopeuteen, tai johonkin sellaiseen ajonopeuteen, joka vastaa em. asetussignaalin nykyistä tilaa. Ohjausjärjestelmä vaikuttaa joko voimanlähteeseen tai muihin voimansiirtolaitteisiin, tai niihin molempiin.The control system stops the compensation by restoring the driving speed that the implement had prior to initiating compensation, or substantially equivalent driving speed, or to any driving speed corresponding to the current state of the above setting signal. The control system affects either the power source or other transmission devices, or both.

Palauttaminen tapahtuu sopivimmin niin, että ajonopeutta kasvatetaan vähitellen, jolloin ajonopeuden muutos tiettyä aikayksikköä kohden on rajattu tai ajonopeuden muutosnopeutta on rajoitettu. Tällöin ohjausjärjestelmä voi soveltaa erilaisia ramppitoimintoja, joiden mukaisesti tarvittavat ohjaussignaalit muodostetaan. Tällainen ramppitoiminto on havaittavissa myös kuvassa 5, jossa Gear Ratio -arvoa kasvatetaan viiveen 39 jälkeen. Gear Ratio -arvoa kasvatetaan vähitellen niin, että Gear Ratio -arvon muutos tiettyä aikayksikköä kohden on rajattu.The resetting is preferably done by incrementally increasing the driving speed, whereby the change in driving speed per unit time is limited or the driving speed change is limited. In this case, the control system may apply various ramp functions according to which the necessary control signals are generated. Such a ramp function can also be seen in Figure 5, where the Gear Ratio is increased after a delay of 39. The Gear Ratio is incrementally incremented so that the change in Gear Ratio per unit time is limited.

Mikäli seurattavassa suureessa havaitaan uusi muutos, joka edellyttää kom-pensointitoimenpiteitä, toimitaan uudelleen kuten edellä on esitetty. Tarvittaessa em. ramppitoiminto keskeytetään.If a new change is observed in the quantity being monitored which requires compensatory measures, it will be repeated as described above. If necessary, the ramp function will be interrupted.

Työkone ylittää esteen ja edellä kuvatulla menetelmällä esim. paineen 36 nousua voidaan hillitä tai rajoittaa.The implement crosses the obstacle and, by the method described above, e.g.

Edellä on kuvattu erityisesti tilanne, jossa ennakoidaan esteen ylittämisen aiheuttamaa tehontarpeen lisäystä. Tehontarpeen lisääntyminen voi olla seurausta myös muista tilanteista, mutta niihin voidaan reagoida edellä esitetyllä menetelmällä ja järjestelmällä.The situation described above, in particular, is predicted to increase the power requirement as a result of crossing the barrier. The increase in power requirement may also be a consequence of other situations, but may be addressed by the method and system described above.

Claims (15)

1. Menetelmä työkonejärjestelmän ohjauksessa, joka työkonejärjestelmä käsittää voimanlähteen (19), voimanlähteeseen kytketyt voimansiirtolaitteet (20 - 24) työkoneen propulsiota varten, ja toimintaa ohjaavan ohjausjärjestelmän (28), tunnettu siitä, että menetelmässä: - seurataan voimansiirtolaitteiden toiminnallisen suureen muutoksia ohjausjärjestelmään kytketyn anturin (34) avulla, jolloin seurattava toiminnallinen suure on sellainen, jonka muutos ennakoi voimansiirtolaitteiden kuormituksen kasvua esteen ylittämisen aikana, ja - kompensoidaan toiminnallisen suureen muutosta ohjaamalla ohjausjärjestelmän avulla voimanlähdettä (19) tai voimansiirtolaitteita (20 - 24), tai niitä molempia, esteen ylittämiseksi, kun ohjausjärjestelmä havaitsee toiminnallisen suureen muutoksen olevan ennaltamäärättyä raja-arvoa suurempi.A method for controlling a machine tool system comprising a power source (19), a power transmission means (20-24) coupled to the power source for propulsion of the machine, and an operation control system (28), characterized in that the method: 34) means that the functional variable to be monitored is one whose change anticipates an increase in the load on the transmission equipment during crossing the obstacle, and - compensating for the change in the operational quantity by controlling the power source (19) or transmission equipment (20-24) or the control system detects that the change in the operational quantity is greater than a predetermined threshold. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä em. kompensointi suoritetaan erityisesti silloin, kun a) ohjausjärjestelmä havaitsee toiminnallisen suureen muutosnopeuden olevan ennaltamäärättyä raja-arvoa suurempi, tai kun b) ohjausjärjestelmä havaitsee toiminnallisen suureen absoluuttisen tai suhteellisen muutoksen ennalta asetetussa aikavälissä olevan ennaltamäärättyä raja-arvoa suurempi.A method according to claim 1, characterized in that said compensation is performed in particular when (a) the control system detects a change in the operational variable to be greater than a predetermined threshold, or when (b) the control system detects an absolute or relative change in the operational variable above a predetermined threshold. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän (28) avulla voimansiirtolaitteita (20 -24) niin, että työkoneen nopeus alenee esteen ylittämiseksi.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that, in the method, the transmission means (20-24) is controlled by means of a control system (28) so that the speed of the working machine is reduced to overcome the obstacle. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ohjausjärjestelmän (28) avulla lisäksi voimanlähdettä (19) niin, että voimanlähteen ulostulon pyörimisnopeus kasvaa ainakin hetkellisesti.A method according to claim 3, characterized in that the control system (28) further controls the power source (19) so that the output speed of the power source increases at least momentarily. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ohjausjärjestelmän (28) avulla lisäksi voimanlähdettä (19) niin, että voimanlähteen ulostulon vääntömomentti kasvaa ainakin hetkellisesti.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the control system (28) further controls the power source (19) so that the output torque of the power source increases at least momentarily. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ohjausjärjestelmän (28) avulla voimansiirtolaitteita (20 - 24) niin, että niiden Gear Ratio -arvoa muutetaan esteen ylittämiseksi.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the transmission means (20 - 24) are controlled by means of a control system (28) so that their Gear Ratio value is changed to overcome the obstacle. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan ohjausjärjestelmän (28) avulla lisäksi työkoneenjärjestelmän jotakin voimanlähteen tehoa kuluttavaa muuta laitetta niin, että sen toimintaa hidastetaan ainakin hetkellisesti tai sen toiminta pysäytetään ainakin hetkellisesti.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the control system (28) further controls another device which consumes the power of the power source of the implement system so that its operation is at least momentarily slowed down or at least momentarily stopped. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voimansiirtolaitteet käsittävät hydraulisen pumpun (20) ja hydraulisen moottorin (21), ja menetelmässä ohjataan ohjausjärjestelmän avulla mainittua pumppua (20), tai mainittua moottoria (21), tai niitä molempia, riippuvaisena mainitun toiminnallisen suureen muutoksesta.A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the transmission means comprise a hydraulic pump (20) and a hydraulic motor (21), the method controlling, by means of a control system, said pump (20) or said motor (21), or both. dependent on a change in said functional variable. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kyseinen toiminnallinen suure on voimansiirtolaitteiden hydraulinen paine.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the said functional quantity is the hydraulic pressure of the transmission devices. 10. Työkonejärjestelmä, joka käsittää: - voimanlähteen (19), - voimanlähteeseen kytketyt voimansiirtolaitteet (20 - 25) työkoneen pro-pulsiota varten, ja - toimintaa ohjaavan ohjausjärjestelmän (28), tunnettu siitä, että työkonejärjestelmä käsittää lisäksi: - ohjausjärjestelmään kytketyn anturin (34), joka on sovitettu seuraamaan voimansiirtolaitteiden toiminnallisen suureen muutoksia, jolloin seurattava toiminnallinen suure on sellainen, jonka muutos ennakoi voimansiirtolaitteiden kuormituksen kasvua esteen ylittämisen aikana, ja - ohjausjärjestelmä on toiminnallisen suureen muutoksen kompensoimiseksi sovitettu ohjaamaan voimanlähdettä (19) tai voimansiirtolaitteita (20 - 25), tai niitä molempia, esteen ylittämiseksi, kun ohjausjärjestelmän havaitsema toiminnallisen suureen muutoksen on ennaltamäärät-tyä raja-arvoa suurempi.A machine tool system comprising: - a power source (19), - a power transmission means (20-25) coupled to the power source for impulse machine operation, and - an operating control system (28), characterized in that the machine tool system further comprises: 34) adapted to monitor changes in the power unit's operational magnitude, wherein the operating variable to be monitored is one that the change anticipates an increase in the power unit's load when the obstacle is crossed, and - the control system is adapted to control , or both, to overcome an obstacle when the change in functional quantity detected by the control system is greater than a predetermined threshold. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen työkonejärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on sovitettu suorittamaan em. kompensointi erityisesti silloin, kun a) ohjausjärjestelmän havaitsema toiminnallisen suureen muutosnopeus on ennaltamäärättyä raja-arvoa suurempi, tai kun b) ohjausjärjestelmän havaitsema toiminnallisen suureen absoluuttinen tai suhteellinen muutos ennalta asetetussa aikavälissä on ennaltamäärättyä raja-arvoa suurempi.Machine tool system according to Claim 10, characterized in that the control system is adapted to perform the aforesaid compensation, in particular when a) the rate of change of the functional quantity detected by the control system is greater than a predetermined threshold, or b) the absolute or relative change of the functional quantity detected by the control system over a predetermined threshold. 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen työkonejärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä (28) on sovitettu ohjaamaan voimansiirtolaitteita (20 - 24) niin, että työkoneen nopeus alenee esteen ylittämiseksi.Machine tool system according to claim 10 or 11, characterized in that the control system (28) is arranged to control the power transmission devices (20 to 24) so that the speed of the machine tool is reduced to overcome the obstacle. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen työkonejärjestelmä, tunnettu siitä, että kyseinen anturi (35) on sovitettu mittaamaan voimansiirtolait-teiden hydraulista painetta.A machine tool system according to any one of claims 10 to 12, characterized in that said sensor (35) is adapted to measure the hydraulic pressure of the transmission means. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen työkonejärjestelmä, tunnettu siitä, että työkoneena on maastossa liikkuva metsäkone.Machine tool system according to one of Claims 10 to 13, characterized in that the machine is a forest machine moving in the field. 15. Metsäkone, erityisesti maastossa liikkuva kuormakone, tunnettu siitä että se käsittää patenttivaatimuksen 10 mukaisen työkonejärjestelmän.A forestry machine, in particular an off-road load carrier, characterized in that it comprises a machine tool system according to claim 10.
FI20125842A 2012-08-14 2012-08-14 Work machine system and procedure for checking a work machine system FI125919B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125842A FI125919B (en) 2012-08-14 2012-08-14 Work machine system and procedure for checking a work machine system
SE1350679A SE539265C2 (en) 2012-08-14 2013-06-03 Work machine system and procedure for checking a work machine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20125842A FI125919B (en) 2012-08-14 2012-08-14 Work machine system and procedure for checking a work machine system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20125842A FI20125842A (en) 2014-02-15
FI125919B true FI125919B (en) 2016-04-15

Family

ID=50238854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20125842A FI125919B (en) 2012-08-14 2012-08-14 Work machine system and procedure for checking a work machine system

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI125919B (en)
SE (1) SE539265C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240059263A1 (en) 2021-01-19 2024-02-22 Agco International Gmbh Trailer Brake Control System

Also Published As

Publication number Publication date
FI20125842A (en) 2014-02-15
SE539265C2 (en) 2017-06-07
SE1350679A1 (en) 2014-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8386131B2 (en) Method and system for controlling a driving direction of an electric drive machine
US9458842B2 (en) Closed loop drive circuit with external brake assist
US9555706B1 (en) Traction control system and process for a machine having a work implement
US9303633B2 (en) Over-speed control system and method
US20140039772A1 (en) Work Machine Drive Train Torque Vectoring Based on Work Cycle Recognition
US9956874B2 (en) Traction control method and apparatus for a work vehicle with independent drives
US8463507B2 (en) Method and a system for controlling an input power
RU2554449C2 (en) System for logging machine power distribution
CA2705976A1 (en) Payload control system based on force and speed
US8918263B2 (en) Traction control for power machine
FI125919B (en) Work machine system and procedure for checking a work machine system
Azad et al. A survey of stability enhancement strategies for articulated steer vehicles
FI128470B (en) A method for controlling the primary motor of a load carrying vehicle, a system for controlling the primary motor of a load carrying vehicle, and a load carrying vehicle, such as a forwarder
CN103161947B (en) For the method for the drive system for running the driver element with hydrostatic
EP3879137B1 (en) Hydrostatic transmission for a work vehicle provided with a hill-holder system
JPH05221251A (en) Maximum speed limiting device for dump truck
FI126626B (en) Propulsion transmission system and procedure
FI20185719A1 (en) Arrangement and method for controlling the working brakes of a hydraulically or electrically driven work machine
EP2540550B1 (en) A system and a method for hydraulic drive transmission in a working machine
US10404239B2 (en) Control system for controlling operation of a machine by imposing shaped hysterisis
CA3124562A1 (en) Brake dragging detection and mitigation
GB2612590A (en) A working machine
WO2008004915A1 (en) Method and system for avoiding dropping a load

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 125919

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MD Opposition filed

Opponent name: PONSSE OYJ

MDU Request for invalidation filed