IT202000028574A1

IT202000028574A1 - Trasmissione idrostatica per veicolo movimento terra fornita di un sistema di controllo basato su pressione e velocità

Info

Publication number: IT202000028574A1
Application number: IT102020000028574A
Authority: IT
Inventors: Andrea Gravili; Stefano Liberti; Antonio Venezia; Adriano Garramone
Original assignee: Cnh Ind Italia Spa
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-05-26
Also published as: EP4006387B1; EP4006387A1

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione relativa ad una:

"Trasmissione idrostatica per veicolo movimento terra fornita di un sistema di controllo basato su velocit? e pressione"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda in generale un veicolo movimento terra avente una trasmissione idrostatica fornita di un sistema di controllo.

Veicoli movimento terra motorizzati equipaggiati con un attrezzo e aventi un braccio di sollevamento attuato idraulicamente per la movimentazione dell?attrezzo sono ben noti per l?utilizzo nella movimentazione di materiale. Esempi di tali veicoli sono i trattori e le pale caricatrici.

Una pala caricatrice ? una macchina per l?industria pesante impiegata nel settore delle costruzioni per spostare sul terreno o caricare materiali come asfalto, detriti di demolizione, terra, neve, foraggio, ghiaia, tronchi, materie prime, materiali riciclati, pietre, sabbia, cippato, ecc. in o su un altro tipo di macchinario (come un autoribaltbile, un nastro trasportatore, una tramoggia, o una carrozza ferroviaria). Esistono molti tipi di pale caricatrici, le quali, a seconda del modello e della applicazione, sono chiamate con vari nomi, tra cui caricatori, caricatori frontali, pala meccanica, palatrice, pala gommata, pala caricatrice gommata, etc.

In particolare, le pale caricatrici gommate compatte sono veicoli compatti che hanno ruote da strada e portano un attrezzo di lavoro, in particolare una benna fissata ad un braccio di sollevamento, il quale ? comandato idraulicamente. La pressione idraulica necessaria per azionare l?attrezzo di lavoro ? prodotta da una pompa idraulica comandata da un motore a combustione interna (di qui in avanti, semplicemente indicato come motore) del veicolo. Lo stesso motore ? altres? utilizzato per comandare le ruote, cui viene fornita potenza tramite una trasmissione idrostatica comprendente una pompa idraulica comandata dal motore ed un motore idraulico per comandare le ruote, la pompa idraulica e il motore idraulico della trasmissione idrostatica essendo connessi idraulicamente l?uno all?altro tramite una linea di mandata e una linea di ritorno di un circuito idraulico.

Pi? specificatamente, la presente invenzione riguarda un veicolo movimento terra del tipo summenzionato, in cui il motore della trasmissione idrostatica ? un motore idraulico a cilindrata variabile controllato elettronicamente, cio? un motore idraulico la cui cilindrata viene variata sotto il controllo di un?unit? di controllo elettronica.

Nei veicoli movimento terra noti del tipo summenzionato, c?? bisogno di un controllo sicuro del movimento del veicolo. In particolare, in veicoli movimento terra equipaggiati con motori controllati in maniera puramente idraulica, quando si muove in discesa, il veicolo tende ad accelerare in maniera incontrollata, poich? la cilindrata del motore ? troppo bassa. Inoltre, i veicoli movimento terra noti equipaggiati con una trasmissione idrostatica a controllo convenzionale presentano una bassa decelerazione quando il pedale acceleratore viene rilasciato, e, in generale, livelli di accelerazione e decelerazione bassi.

Infine, quando il veicolo movimento terra sta operando in condizioni di alto carico, come quando sta spingendo contro un materiale, la coppia tende ad essere troppo bassa.

E? dunque scopo della presente invenzione fornire una soluzione a tali problemi, e quindi fornire una trasmissione idrostatica per veicoli movimento terra che non soffra degli svantaggi summenzionati della tecnica nota.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie ad una trasmissione idrostatica per un veicolo movimento terra come definita nella rivendicazione indipendente 1, nonch? grazie ad un procedimento per controllare una trasmissione idrostatica per un veicolo movimento terra come definito nella rivendicazione indipendente 14.

Forme di realizzazione vantaggiose dell?invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrante della descrizione seguente.

In breve, l?invenzione si basa sull?idea di fornire una trasmissione idrostatica per un veicolo movimento terra, la trasmissione idrostatica comprendendo:

una pompa idraulica predisposta per essere accoppiata meccanicamente ad un motore a combustione interna del veicolo;

un motore idraulico a cilindra variabile controllato elettronicamente predisposto per essere collegamento meccanicamente almeno a ruote motrici del veicolo; e

un?unit? di controllo elettronica;

in cui la pompa idraulica e il motore idraulico sono connessi idraulicamente l?uno all?altra per definire un circuito idraulico chiuso;

caratterizzata dal fatto che la trasmissione idrostatica comprende inoltre:

un primo sensore di pressione predisposto per misurare la pressione su una linea di mandata del circuito idraulico e per fornire un segnale rappresentativo di tale pressione all?unit? di controllo elettronica;

un secondo sensore di pressione predisposto per misurare la pressione su una linea di ritorno del circuito idraulico e per fornire un segnale rappresentativo di tale pressione all?unit? di controllo elettronica;

un sensore di velocit? predisposto per misurare la velocit? di marcia del veicolo movimento terra e per fornire un segnale rappresentativo di tale velocit? all?unit? di controllo elettronica; e

dal fatto che l?unit? di controllo elettronica ? accoppiata a detti primo sensore di pressione, secondo sensore di pressione e sensore di velocit? per ricevere da detti sensori segnali rappresentativi delle rispettive misurazioni, e dal fatto che l?unit? di controllo elettronica ? configurata per controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico tramite l?impostazione di una cilindrata comandata del motore idraulico che ? uguale alla maggiore tra una cilindrata basata sulla pressione e una cilindrata basata sulla velocit?;

in cui la cilindrata basata sulla pressione ? una funzione della pressione di funzionamento, la pressione di funzionamento essendo impostata come o la pressione sulla linea di mandata del circuito idraulico, se il veicolo movimento terra si sta muovendo in avanti, o la pressione sulla linea di ritorno del circuito idraulico, se il veicolo movimento terra si sta muovendo in retromarcia; e in cui la cilindrata basata sulla velocit? ? una funzione della velocit? di marcia del veicolo movimento terra.

Le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiaramente dalla descrizione dettagliata seguente, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la Figura 1 mostra una pala caricatrice gommata sulla quale la trasmissione idrostatica dell?invenzione pu? essere montata;

la Figura 2 mostra schematicamente una trasmissione idrostatica secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la Figura 3 mostra la cilindrata basata sulla pressione come funzione della pressione di funzionamento, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la Figura 4 mostra la cilindrata basata sulla pressione e la pressione di funzionamento di Figura 2, come una funzione del carico, o del tempo, in una situazione in cui il carico cresce nel tempo; e

la Figura 5 mostra la cilindrata basata sulla velocit? come funzione della velocit? di marcia del veicolo movimento terra, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Con riferimento inizialmente alla Figura 1, un veicolo movimento terra ? generalmente indicato con 10. Il veicolo movimento terra illustrato in Figura 1 ? una cosiddetta pala caricatrice gommata compatta. Tuttavia, l?invenzione non ? limitata ad un tale tipo di veicolo movimento terra, ma ? applicabile ad un qualsiasi altro tipo di veicolo movimento terra.

In modo di per s? noto, il veicolo movimento terra 10 comprende un corpo o telaio 12, una coppia di ruote motrici 16, una coppia di ruote non motrici 14, una cabina di guida 18 portata dal corpo 12, un braccio di sollevamento 20 attaccato al lato anteriore del corpo 12 e ad esso incernierato in modo da essere girevole attorno ad un primo asse di rotazione diretto trasversalmente, un attrezzo di lavoro 22, quale ad esempio una benna, attaccato alle estremit? anteriori (estremit? libere) del braccio di sollevamento 20 e incernierato ad esse in modo da essere girevole attorno ad un secondo asse di rotazione parallelo al primo, una coppia di primi cilindri idraulici 24 (solo uno dei quali ? mostrato in figura 1), ciascuno dei quali ? interposto tra il corpo 12 e il braccio di sollevamento 20 ed ? comandabile per provocare un movimento rotatorio del rispettivo braccio di sollevamento 20 rispetto al corpo 12 attorno al primo asse di rotazione, e uno o due secondi cilindri idraulici 26 interposti tra il braccio di sollevamento 20 e l?attrezzo di lavoro 22 e comandabili per provocare un movimento rotatorio dell?attrezzo di lavoro 22 rispetto al braccio di sollevamento 20 attorno al secondo asse di rotazione.

La pressione idraulica richiesta per comandare le ruote motrici 16, nonch? ? quando presenti ? affinch? i primi e secondi cilindri idraulici 24 e 26 comandino il braccio di sollevamento 20 e l?attrezzo di lavoro 22 ? prodotta da una pompa idraulica 30 azionata da un motore a combustione interna 28 (di qui in avanti semplicemente indicato come motore) del veicolo, il motore 28 essendo schematicamente mostrato in figura 2.

Come illustrato in figura 2, il motore 28 ? utilizzato per comandare le ruote posteriori 16 tramite una trasmissione idrostatica 100 comprendente una pompa idraulica 30 e un motore idraulico 32 connessi idraulicamente l?uno all?altra in modo da definire un circuito idraulico chiuso 1. Dunque, la trasmissione idrostatica 100 comprende inoltre una linea di mandata 101 atta a connettere idraulicamente un?uscita 30b della pompa idraulica 30 ad un ingresso 32a del motore idraulico 32, e una linea di ritorno 102 atta a connettere idraulicamente un?uscita 32b del motore idraulico 32 ad un ingresso 30a della pompa idraulica 30 in modo da definire detto circuito idraulico chiuso 1.

La trasmissione idrostatica 100 comprende inoltre un?unit? di controllo elettronica ECU, nota di per s?, e predisposta per controllare il funzionamento della trasmissione idrostatica 100 e dei suoi componenti come descritto ulteriormente di seguito.

La pompa idraulica 30 ? connessa meccanicamente al motore 28 per essere da questo azionata, mentre il motore idraulico 32 ? connesso meccanicamente almeno alle ruote motrici 16 per comandarle.

In una forma di realizzazione preferibile della presente invenzione, la pompa idraulica 30 ? una pompa idraulica a cilindrata variabile controllata elettronicamente, la cui cilindrata viene variata tramite un distributore della pompa (non mostrato, noto di per se) sotto il controllo dell?unit? di controllo elettronica ECU, la quale ? configurata per generare una corrente di pilotaggio della pompa per una elettrovalvola della pompa (non mostrata, nota di per se) che, in funzione della corrente di pilotaggio della pompa, genera una pressione di pilotaggio della pompa agente sul distributore della pompa per determinare la cilindrata della pompa idraulica 30. Vantaggiosamente, la cilindrata della pompa idraulica 30 viene controllata in modo che sia proporzionale al numero di giri (rpm) del motore a combustione interna 28, in modo che, quando il motore a combustione interna 28 ? a bassi giri (numero minimo di giri), la pompa idraulica 30 viene chiusa, e il veicolo movimento terra 10 ?, dunque, fermo. Al contrario, quando il numero di giri del motore a combustione interna 28 aumenta, la cilindrata della pompa idraulica 30 viene ridotta progressivamente, aumentando cos? la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10. Dunque, la velocit? di marcia uv finale del veicolo movimento terra 10 ? una funzione del numero di giri del motore a combustione interna 28 (il quale ? controllato tramite un pedale acceleratore), della cilindrata della pompa idraulica 30 (la quale ? una funzione del numero di giri del motore a combustione interna 28) e della cilindrata del motore idraulico 32 (la quale ? anch?essa controllata dall?unit? di controllo elettronica ECU, secondo l?invenzione, come descritto ulteriormente di seguito).

Il motore idraulico 32 ? un motore idraulico a cilindra variabile controllato elettronicamente, la cui cilindrata viene variata tramite un distributore 42, sotto il controllo dell?unit? di controllo elettronica ECU, la quale ? configurata per generare una corrente di pilotaggio del motore im per una elettrovalvola del motore 40 che, in base alla corrente di pilotaggio del motore im, genera una pressione di pilotaggio pm agente sul distributore 42 per determinare la cilindrata del motore idraulico 32.

Secondo l?invenzione, la trasmissione idrostatica 100 comprende inoltre un primo sensore di pressione 111, un secondo sensore di pressione 112 e un sensore di velocit? 113.

Come mostrato in figura 2, il primo sensore di pressione 111 ? disposto sulla linea di mandata 101 per rilevarne o misurarne una pressione e inviare un segnale rappresentativo di tale informazione all?unit? di controllo elettronica ECU. Analogamente, il secondo sensore di pressione 112 ? disposto sulla linea di ritorno 102 per rilevarne o misurarne una pressione e inviare un segnale rappresentativo di tale informazione all?unit? di controllo elettronica ECU. Ulteriori sensori possono essere disposti in associazione con un pedale acceleratore del veicolo movimento terra, e opzionalmente con un interruttore Forward-Neutral-Reverse FNR del veicolo 10 e un pedale freno del veicolo, in modo che le informazioni relative alla posizione di tali pedali e all?interruttore possano essere trasmesse all?unit? di controllo elettronica ECU. Analogamente, il sensore di velocit? 113 ? disposto per rilevare o misurare la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 e per fornire un segnale rappresentativo di tale velocit? di marcia uv all?unit? di controllo elettronica ECU.

Secondo l?invenzione, il sensore di velocit? 113 pu? essere preferibilmente un sensore di velocit? a singola traccia. In maniera equivalente, il sensore di velocit? 113 pu? essere rimpiazzato da qualsiasi altro dispositivo di determinazione della velocit? adatto a rilevare, misurare, determinare, o ricevere un dato rilevante atto ad indicare la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 che sia noto al tecnico del ramo alla data rilevante.

L?unit? di controllo elettronica ECU ? opportunamente configurata per controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico 32, per esempio tramite un?elettrovalvola 40, in funzione dei segnali ricevuti da detti sensori 111, 112, 113. Concordemente, l?unit? di controllo elettronica ECU ? accoppiata, tramite una connessione atta a trasmettere dati, a detti primo sensore di pressione 111, secondo sensore di pressione 112 e sensore di velocit? 113 per ricevere da detti sensori 111, 112 e 113 segnali rappresentativi delle rispettive misurazioni pf, pb e uv.

Secondo la strategia di controllo dell?invenzione, l?unit? di controllo elettronica ECU ? configurata per controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico 32 tramite l?impostazione di una cilindrata comandata Vcmd del motore idraulico 32 che ? uguale alla pi? grande tra a cilindrata basata sulla pressione Vp e una cilindrata basata sulla velocit? Vv, la cilindrata basata sulla pressione Vp essendo una funzione della pressione di funzionamento pwork, la pressione di funzionamento pwork essendo impostata come o la pressione pf sulla linea di mandata 101 del circuito idraulico 1, quando il veicolo movimento terra 10 si sta muovendo in avanti, o la pressione pb sulla linea di ritorno 102 del circuito idraulico 1, se il veicolo movimento terra 10 si sta muovendo in retromarcia, e la cilindrata basata sulla velocit? Vv essendo una funzione della velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, la relazione tra la velocit? di marcia uv e la cilindrata basata sulla velocit? Vv ? tale che:

i) quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? inferiore di (o uguale a) una prima soglia di velocit? predeterminata vc1, la cilindrata basata sulla velocit? Vv viene impostata uguale ad una prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv;

ii) quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? superiore alla prima soglia di velocit? vc1 e inferiore di (o uguale a) una seconda soglia di velocit? predeterminata vc2, la prima soglia di velocit? vc1 essendo inferiore alla seconda soglia di velocit? vc2, la cilindrata basata sulla velocit? Vv ? compresa tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv; la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv essendo inferiore alla prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv;

iii) quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? superiore alla seconda soglia di velocit? vc2, la cilindrata basata sulla velocit? Vv viene impostata uguale alla seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv.

In particolare, quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? superiore alla prima soglia di velocit? vc1 e inferiore di (o uguale a) la seconda soglia di velocit? predeterminata vc2, la relazione tra la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 e la cilindrata basata sulla velocit? Vv pu? seguire un numero di diverse funzioni, il valore della cilindrata basata sulla velocit? essendo sempre compreso, per?, tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv. In particolare, la cilindrata basata sulla velocit? Vv pu? diminuire mentre la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 aumenta all?interno di tale intervallo; nella forma di realizzazione pi? preferibile dell?invenzione, la cilindrata basata sulla velocit? Vv diminuisce linearmente dalla prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv alla seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv mentre la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 aumenta dalla prima soglia di velocit? vc1 alla seconda soglia di velocit? vc2. La funzione pi? preferita tra la velocit? di marcia uv e la cilindrata basata sulla velocit? Vv ? mostrata in Figura 5. Alternativamente, la cilindrata basata sulla velocit? Vv pu? essere impostata ad un valore fisso, compreso tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv, mentre la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 aumenta all?interno di tale intervallo. Preferibilmente, la prima soglia di velocit? vc1 ? impostata a circa 3 - 5 km/h, per esempio a circa 4 km/h, mentre la seconda soglia di velocit? vc2 ? impostata a circa 5 - 7 km/h, per esempio a circa 6 km/h. Naturalmente, sono possibili molte altre funzioni, incluse funzioni nonlineari.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, la relazione tra la pressione di funzionamento pwork e la cilindrata basata sulla pressione Vp ? tale che, quando la pressione di funzionamento pwork ? inferiore ad una soglia di pressione predeterminata pc, la cilindrata basata sulla pressione Vp viene mantenuta uguale ad una prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp, una tale cilindrata essendo determinata in modo da assicurare che il veicolo movimento terra 10 possa sempre raggiungere la massima velocit? di marcia uv. Analogamente, quando la pressione di funzionamento pwork ? superiore alla soglia di pressione predeterminata pc, la cilindrata basata sulla pressione Vp viene impostata uguale ad una seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp, la prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp essendo inferiore alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp, e la seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp essendo impostata come la cilindrata massima che il motore idraulico 32 pu? raggiungere da progetto. Preferibilmente, la soglia di pressione predeterminata pc viene impostata a circa 250 ? 310 bar, per esempio a circa 280 bar.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferibile della presente invenzione, l?unit? di controllo elettronica ECU ? configurata in modo che, quando la pressione di funzionamento pwork ? uguale alla soglia di pressione predeterminata pc, la cilindrata basata sulla pressione Vp viene controllata, preferibilmente tramite un controllore PID, per mantenere la pressione di funzionamento pwork uguale alla soglia di pressione predeterminata pc. In particolare, il controllore PID ? progettato in modo tale da calcolare la differenza tra la pressione di funzionamento pwork e la soglia di pressione predeterminata pc, tale differenza essendo definita come errore (pwork - pc), e per impostare la cilindrata basata sulla pressione Vp come la somma di tre diverse componenti: la prima essendo proporzionale all?errore, la seconda essendo proporzionale alla derivata di detto errore, e la terza essendo proporzionale all?integrale di detto errore. Il controllore PID pu? inoltre essere migliorato fornendolo di un algoritmo anti-wind-up per ottimizzare il controllo e limitare le sovraelongazioni. Per esempio, se la pressione di funzionamento pwork tende a crescere, viene invece aumentata la cilindrata basata sulla pressione Vp, almeno all?interno del limite della seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp, in modo che la pressione di funzionamento pwork, al contrario, non aumenti e tenda a rimanere al livello della soglia di pressione predeterminata pc. Di conseguenza, se la pressione di funzionamento pwork tende ad aumentare e la cilindrata del motore idraulico 32 ? inferiore alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp (cio?, questa pu? ancora essere aumentata) la cilindrata basata sulla pressione Vp viene aumentata fino ad un massimo uguale alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp. Analogamente, se la pressione di funzionamento pwork tende a diminuire, e la cilindrata del motore idraulico 32 ? superiore alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp (cio?, questa pu? ancora essere diminuita) la cilindrata basata sulla pressione Vp viene diminuita fino ad un minimo uguale alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp.

Preferibilmente, l?unit? di controllo elettronica ECU ? inoltre configurata per controllare il funzionamento della trasmissione idrostatica 100 in funzione della posizione di un interruttore Forward-Neutral-Reverse FNR del veicolo 10.

L?unit? di controllo elettronica ECU pu? inoltre essere programmata per disabilitare la logica di controllo sopra descritta quando richiesto da un operatore.

Secondo un altro aspetto dell?invenzione, viene inoltre fornito un procedimento per controllare una trasmissione idrostatica 100 secondo l?invenzione. Il procedimento comprende almeno le fasi di impostare la pressione di funzionamento pwork, determinare la cilindrata basata sulla pressione Vp e la cilindrata basata sulla velocit? Vv del motore idraulico 32 e selezionare il maggiore dei due valori come cilindrata comandata Vcmd del motore idraulico 32.

In particolare, se il veicolo movimento terra 10 si sta muovendo in avanti, la pressione di funzionamento pwork viene impostata come la pressione pf sulla linea di mandata 101 della trasmissione idrostatica 100; al contrario, se il veicolo movimento terra 10 si sta muovendo in retromarcia, la pressione di funzionamento pwork viene impostata come la pressione pb sulla linea di ritorno 102 della trasmissione idrostatica 100.

Naturalmente, prima della fase a) pu? essere effettuata una fase preliminare per determinare se il veicolo movimento terra 10 si sta muovendo in avanti o in retromarcia. Una tale fase preliminare pu? comprendere l?elaborazione di informazioni riguardanti la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10, o, alternativamente, ricevere un input da un operatore del veicolo movimento terra 10.

Una volta che la pressione di funzionamento pwork ? stata impostata, la cilindrata basata sulla pressione Vp del motore idraulico 32 viene determinata come funzione della pressione di funzionamento pwork.

In una forma di realizzazione preferita, la cilindrata basata sulla pressione Vp del motore idraulico 32 viene determinata secondo le seguenti sotto-fasi. Prima, la pressione di funzionamento pwork viene confrontata con una soglia di pressione predeterminata pc, per esempio una soglia di pressione predeterminata pc come descritta sopra con riferimento alla trasmissione idrostatica 100.

Poi, la cilindrata basata sulla pressione Vp viene impostata in funzione dell?esito di tale confronto: se la pressione di funzionamento pwork ? inferiore alla soglia di pressione predeterminata pc, la cilindrata basata sulla pressione Vp ? impostata uguale alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp; al contrario, se la pressione di funzionamento pwork ? superiore alla soglia di pressione predeterminata pc, la cilindrata basata sulla pressione Vp ? impostata uguale alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp, la seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp essendo maggiore della prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp. Inoltre, quando la pressione di funzionamento pwork ? uguale alla soglia di pressione predeterminata pc, viene applicata una logica di controllo diversa a seconda che la pressione di funzionamento pwork tenda ad aumentare o a diminuire, con l?obiettivo di mantenere tale pressione il pi? possibile stabile attorno al valore corrispondente alla soglia di pressione predeterminata pc. Dunque, se la pressione di funzionamento pwork tende ad aumentare, e la cilindrata del motore idraulico 32 ? ancora minore della seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp, la cilindrata basata sulla pressione Vp aumenta fino ad un massimo uguale alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp; analogamente, se la pressione di funzionamento pwork tende a diminuire, e la cilindrata del motore idraulico 32 ? ancora superiore alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp, la cilindrata basata sulla pressione Vp diminuisce fino ad un minimo uguale alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp.

Come anticipato, il procedimento comprende anche la fase di determinare la cilindrata basata sulla velocit? Vv del motore idraulico 32. Questo viene effettuato tramite la determinazione della cilindrata basata sulla velocit? Vv come funzione della velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10. La funzione che definisce la relazione tra la cilindrata basata sulla velocit? Vv e la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 viene determinata secondo quanto gi? descritto sopra con riferimento alla trasmissione idrostatica 100. Per cui, il procedimento pu? preferibilmente comprendere le seguenti sotto-fasi:

c1) confrontare la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 con una prima soglia di velocit? predeterminata vc1 e con una seconda soglia di velocit? predeterminata vc2; la prima soglia di velocit? vc1 essendo inferiore alla seconda soglia di velocit? vc2;

c2) determinare la cilindrata basata sulla velocit? Vv come o:

- una prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv, se la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? inferiore alla prima soglia di velocit? predeterminata vc1;

- una seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv, se la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? superiore alla seconda soglia di velocit? predeterminata vc2; la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv essendo inferiore alla prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv; o

- un valore di cilindrata compreso tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv, se la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? compresa tra la prima soglia di velocit? vc1 e la seconda soglia di velocit? vc2. Pi? preferibilmente, quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 ? compresa tra la prima soglia di velocit? vc1 e la seconda soglia di velocit? vc2, la cilindrata basata sulla velocit? Vv diminuisce quando la velocit? di marcia uv del veicolo movimento terra 10 aumenta.

In una forma di realizzazione preferibile dell?invenzione, la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vmaxv viene impostata a circa lo stesso valore della seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vmaxp e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata Vminv viene impostata a circa lo stesso valore della prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata Vminp.

Naturalmente, come il tecnico del ramo avr? implicitamente derivato dalla descrizione, le fasi di confrontare valori possono essere rimpiazzate, in maniera di per s? nota, da fasi analoghe in cui vengono confrontati, invece, i valori assoluti di tali valori. Per esempio, il procedimento pu? inoltre comprendere le sotto-fasi di:

d1) determinare il valore assoluto della cilindrata basata sulla pressione Vp;

d2) determinare il valore assoluto della cilindrata basata sulla velocit? Vv;

d3) confrontare il valore assoluto della cilindrata basata sulla pressione Vp con il valore assoluto della cilindrata basata sulla velocit? Vv;

d4) impostare la cilindrata comandata Vcmd del motore idraulico 32 come il maggiore tra il valore assoluto della cilindrata basata sulla pressione Vp e il valore assoluto della cilindrata basata sulla velocit? Vv.

La fase finale del procedimento comprende l?operazione di controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico 32 tramite l?impostazione di una cilindrata comandata Vcmd del motore idraulico 32 come la maggiore tra la cilindrata basata sulla pressione Vp cos? determinata e la cilindrata basata sulla velocit? Vv cos? determinata.

Grazie alla presente invenzione, dunque, ? possibile controllare una trasmissione idrostatica, e un veicolo movimento terra, per evitare gli svantaggi indesiderati della tecnica nota.

In particolare, la trasmissione idrostatica secondo l?invenzione riunisce tutti i vantaggi del controllo basato sulla velocit? di quello basato sulla pressione, ovvero:

1) migliore controllabilit? della velocit? di marcia del veicolo movimento terra quando questo si sta muovendo in discesa, poich? la cilindrata del motore viene forzata ad un valore alto dal controllo basato sulla velocit?, fino a che la velocit? di marcia del veicolo movimento terra rimane all?interno della prima soglia di velocit?; 2) rapida accelerazione del veicolo movimento terra da fermo, poich? la cilindrata del motore viene forzata a valori alti dal controllo basato sulla velocit? e non richiede che il controllo basato sulla pressione reagisca per raggiungere il pi? velocemente possibile la cilindrata massima; 3) rapido aumento di coppia quando il veicolo movimento terra si sta muovendo in salita e quando si scava, grazie al controllo basato sulla pressione che aumenta la cilindrata del motore prima dell?azione del controllo basato sulla velocit?;

4) controllabilit? significativamente migliore ? rispetto alla tecnica nota ? durante le operazioni di ?prendi e poggia?, in cui la velocit? di marcia del veicolo movimento terra e la pressione della trasmissione idrostatica sono molto basse e dunque la cilindrata ? massima assicurando la migliore risoluzione nel movimento del veicolo.

Naturalmente, fermo restando il principio dell?invenzione, le forme di realizzazione e i dettagli costruttivi potranno variare ampiamente rispetto a quanto descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza con ci? fuoriuscire dall?ambito dell?invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Trasmissione idrostatica (100) per un veicolo movimento terra (10), la trasmissione idrostatica (100) comprendendo:

una pompa idraulica (30) predisposta per essere accoppiata meccanicamente ad un motore a combustione interna (28) del veicolo (10);

un motore idraulico a cilindra variabile controllato elettronicamente (32) predisposto per essere collegamento meccanicamente almeno a ruote motrici (16) del veicolo (10); e

un?unit? di controllo elettronica (ECU);

in cui la pompa idraulica (30) e il motore idraulico (32) sono connessi idraulicamente l?uno all?altra per definire un circuito idraulico chiuso (1);

caratterizzata dal fatto che la trasmissione idrostatica (100) comprende inoltre:

un primo sensore di pressione (111) predisposto per misurare la pressione (pf) su una linea di mandata (101) del circuito idraulico (1) e per fornire un segnale rappresentativo di tale pressione (pf) all?unit? di controllo elettronica (ECU);

un secondo sensore di pressione (112) predisposto per misurare la pressione (pb) su una linea di ritorno (102) del circuito idraulico (1) e per fornire un segnale rappresentativo di tale pressione (pb) all?unit? di controllo elettronica (ECU);

un sensore di velocit? (113) predisposto per misurare la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) e per fornire un segnale rappresentativo di tale velocit? (uv) all?unit? di controllo elettronica (ECU); e

che l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? accoppiata a detti primo sensore di pressione (111), secondo sensore di pressione (112) e sensore di velocit? (113) per ricevere da detti sensori (111, 112, 113) segnali rappresentativi delle rispettive misurazioni (pf, pb, uv), e

che l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata per controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico (32) tramite l?impostazione di una cilindrata comandata (Vcmd) del motore idraulico (32) che ? uguale alla maggiore tra una cilindrata basata sulla pressione (Vp) e una cilindrata basata sulla velocit? (Vv);

in cui la cilindrata basata sulla pressione (Vp) ? una funzione della pressione di funzionamento (pwork), la pressione di funzionamento (pwork) essendo impostata come o la pressione (pf) sulla linea di mandata (101) del circuito idraulico (1), se il veicolo movimento terra (10) si sta muovendo in avanti, o la pressione (pb) sulla linea di ritorno (102) del circuito idraulico (1), se il veicolo movimento terra (10) si sta muovendo in retromarcia; e

in cui la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) ? una funzione della velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10).

2. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 1, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata in modo che:

i) quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? inferiore ad una prima soglia di velocit? predeterminata (vc1), la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) viene impostata uguale ad una prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv);

ii) quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? superiore alla prima soglia di velocit? (vc1) e inferiore ad una seconda soglia di velocit? predeterminata (vc2), la prima soglia di velocit? (vc1) essendo inferiore alla seconda soglia di velocit? (vc2), la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) ? compresa tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv) e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv); la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv) essendo inferiore alla prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv);

iii) quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? superiore alla seconda soglia di velocit? (vc2), la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) viene impostata uguale alla seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv).

3. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 2, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata in modo che, quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? superiore alla prima soglia di velocit? (vc1) e inferiore alla seconda soglia di velocit? predeterminata (vc2), la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) viene ridotta man mano che la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) aumenta.

4. Trasmissione idrostatica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata in modo che, quando la pressione di funzionamento (pwork) ? inferiore ad una soglia di pressione predeterminata (pc), la cilindrata basata sulla pressione (Vp) viene mantenuta uguale ad una prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp)

5. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 4, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata in modo che, quando la pressione di funzionamento (pwork) ? superiore alla soglia di pressione predeterminata (pc), la cilindrata basata sulla pressione (Vp) ? impostata uguale ad una seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp), la prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp) essendo inferiore alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp).

6. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 5, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata in modo che, quando la pressione di funzionamento (pwork) ? uguale alla soglia di pressione predeterminata (pc):

i) se la pressione di funzionamento (pwork) tende ad aumentare, e la cilindrata del motore idraulico (32) ? inferiore alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp), la cilindrata basata sulla pressione (Vp) aumenta fino ad un massimo uguale alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp);

ii) se la pressione di funzionamento (pwork) tende a diminuire, e la cilindrata del motore idraulico (32) ? superiore alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp), la cilindrata basata sulla pressione (Vp) diminuisce fino ad un minimo uguale alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp).

7. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 6, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) comprende inoltre un controllore PID, e in cui, quando la pressione di funzionamento (pwork) ? uguale alla, o superiore alla, soglia di pressione predeterminata (pc) la cilindrata basata sulla pressione (Vp) viene controllata tramite detto controllore PID.

8. Trasmissione idrostatica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata inoltre per controllare il funzionamento della trasmissione idrostatica (100) in funzione della posizione di un interruttore Forward-Neutral-Reverse (FNR) del veicolo movimento terra (10).

9. Trasmissione idrostatica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre un dispositivo di regolazione della cilindrata del motore (42) associato al motore idraulico (32) per regolarne la cilindrata, e un?elettrovalvola del motore (40) predisposta per ricevere una corrente di pilotaggio (im), generata dall?unit? di controllo elettronica (ECU) e rappresentativa della cilindrata comandata (Vcmd), e per generare, in funzione di detta corrente di pilotaggio (im), una pressione di pilotaggio (pm) per controllare la cilindrata del dispositivo di regolazione della cilindrata del motore (42).

10. Trasmissione idrostatica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la pompa idraulica (30) ? una pompa idraulica (30) a cilindrata variabile controllata elettronicamente.

11. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 10 comprendente inoltre un dispositivo di regolazione della cilindrata della pompa associato alla pompa idraulica (30) per regolarne la cilindrata, e un?elettrovalvola della pompa predisposta per ricevere una corrente di pilotaggio della pompa, generata dall?unit? di controllo elettronica (ECU) e rappresentativa della cilindrata di pompa comandata (Vcmd), e per generare, in funzione di detta corrente di pilotaggio della pompa, una pressione di pilotaggio della pompa per controllare la cilindrata del dispositivo di regolazione della cilindrata della pompa.

12. Trasmissione idrostatica secondo la rivendicazione 10 o la rivendicazione 11, in cui l?unit? di controllo elettronica (ECU) ? configurata per controllare la cilindrata della pompa idraulica (30) in modo che questa cresca con il numero di giri (rpm) del motore a combustione interna (28).

13. Veicolo movimento terra (10), in particolare pala caricatrice gommata compatta, comprendente ruote motrici (16), una trasmissione idrostatica (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, e un motore a combustione interna (28) accoppiato meccanicamente alla pompa idraulica (30) di detta trasmissione idrostatica (100), in cui dette ruote motrici (16) sono accoppiate meccanicamente al motore idraulico (32) della trasmissione idrostatica (100).

14. Procedimento per controllare una trasmissione idrostatica (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 12, comprendente le fasi di:

a) se il veicolo movimento terra (10) si sta muovendo in avanti, impostare la pressione (pf) sulla linea di mandata (101) della trasmissione idrostatica (100) come pressione di funzionamento (pwork); se il veicolo movimento terra (10) si sta muovendo in retromarcia impostare la pressione (pb) sulla linea di ritorno (102) della trasmissione idrostatica (100) come pressione di funzionamento (pwork);

b) determinare la cilindrata basata sulla pressione (Vp) del motore idraulico (32) come funzione della pressione di funzionamento (pwork); c) determinare la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) del motore idraulico (32) come funzione della velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10);

d) controllare la regolazione della cilindrata del motore idraulico (32) tramite l?impostazione di una cilindrata comandata (Vcmd) del motore idraulico (32) come la maggiore tra la cilindrata basata sulla pressione (Vp) e la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) cos? determinate.

15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, in cui la fase b) comprende le seguenti sotto-fasi: b1) confrontare la pressione di funzionamento (pwork) con una soglia di pressione predeterminata (pc); e

b2) impostare la cilindrata basata sulla pressione (Vp) come uguale ad una prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp), se la pressione di funzionamento (pwork) ? inferiore alla soglia di pressione predeterminata (pc);

b2?) impostare la cilindrata basata sulla pressione (Vp) come uguale ad una seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp), se la pressione di funzionamento (pwork) ? superiore alla soglia di pressione predeterminata (pc), in cui la seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp) ? superiore alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp); e

b2??) se la pressione di funzionamento (pwork) ? uguale alla soglia di pressione predeterminata (pc):

i) se la pressione di funzionamento (pwork) tende ad aumentare, e la cilindrata del motore idraulico (32) ? inferiore alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp), aumentare la cilindrata basata sulla pressione (Vp) fino ad un massimo uguale alla seconda cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vmaxp); ii) se la pressione di funzionamento (pwork) tende a diminuire, e la cilindrata del motore idraulico (32) ? superiore alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp), diminuire la cilindrata basata sulla pressione (Vp) fino ad un minimo uguale alla prima cilindrata basata sulla pressione predeterminata (Vminp).

16. Procedimento secondo la rivendicazione 14 o rivendicazione 15, in cui la fase c) comprende le seguenti sotto-fasi:

c1) confrontare la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) con una prima soglia di velocit? predeterminata (vc1) e con una seconda soglia di velocit? predeterminata (vc2); la prima soglia di velocit? (vc1) essendo inferiore alla seconda soglia di velocit? (vc2);

c2) determinare una cilindrata basata sulla velocit? (Vv) come o:

- una prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv), se la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? inferiore alla prima soglia di velocit? predeterminata (vc1);

- una seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv), se la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? superiore alla seconda soglia di velocit? predeterminata (vc2); la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv) essendo inferiore alla prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv); o

- un valore di cilindrata compreso tra la prima cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vmaxv) e la seconda cilindrata basata sulla velocit? predeterminata (Vminv), se la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? compresa tra la prima soglia di velocit? (vc1) e la seconda soglia di velocit? (vc2).

17. Procedimento secondo la rivendicazione 16, in cui la determinazione della cilindrata basata sulla velocit? (Vv) in detta sotto-fase c2) ? effettuata in modo che, quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) ? compresa tra la prima soglia di velocit? (vc1) e la seconda soglia di velocit? (vc2), la cilindrata basata sulla velocit? (Vv) diminuisce quando la velocit? di marcia (uv) del veicolo movimento terra (10) aumenta.