SE526720C2 - System och förfarande för förflyttning av ett redskap hos ett fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 526 720 2 förbestämda, andra läget. Föraren kan sedan finjustera skophöjden innan inträngning sker i grushögen igen.

TIDIGARE TEKNIK I US2002/0073833 beskrivs ett styrsystem med "Return to dig”-funktion. En joystick används för att lyfta skopan till en förhöjd nivà i syfte att tömma skopan hos en lastbärare. En on/off-switch aktiveras, varefter man kan initiera ”Return to dig”-funktionen genom att trycka in en knapp pà joysticken. Detta medför att en solenoidventil anordnad pà pilotledningen som styr manöverventilen förflyttas fràn en första, inaktiv position, till en andra, aktiv position. Detta medför att en pilotsignal skickas till manöverventilen för hydraulcylindern, som da styr hydraulcylindern att förflyttas och därmed förflyttas det förutbestämda grävläget. Tiltcylinderns stäng är försedd skopan mot med en sensor för avkänning av cylinderns läge, och höjdled. ger därmed skopans läge i Dá skopan när ett förbestämt läge sà sensorn en signal och förflyttningen av skopan avslutas.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med uppfinningen är att àstadkomma ett styrsystem som skapar förutsättningar för en säker, snabb àterföring av fordonets redskap frán ett första läge till ett förbestämt, andra läge. och för föraren behaglig sänkrörelse för Detta syfte uppnås genom ett system enligt krav 1.

Uppfinningen avser alltsa ett system för att medge automatisk förflyttning av ett redskap hos ett fordon fràn ett första läge till ett förbestämt, andra läge, 10 15 20 25 30 526 720 3 vilket system innefattar àtminstone ett hydrauliskt styrt medel för förflyttning av redskapet, en manöverventil för reglering av tillförsel av hydraulolja till det hydrauliskt ett anslutet till manöverventilen för reglering av denna, vilket inrättat styrda medlet, styrorgan styrorgan är för nanövrering av fordonets förare, varvid styrorganet utgörs av en spak, medel för reducering av trycket i en pilotledning till manöverventilen, en styrenhet ansluten till tryckreduceringsmedlet för att styra trycket i hydrauloljan som levereras till manöverventilen i pilotledningen pà sådant sätt att redskapets rörelse bromsas upp och redskapet stannar i det andra läget vid nämnda detektering av redskapets läge, vilket detekteringsmedel automatiska förflyttning, och medel för är anslutet till styrenheten, varvid systemet innefattar medel för automatisk läsning av spaken i ett utställt läge, skilt frán dess neutralläge, vilket utställda läge svarar mot att redskapet sänks, att detekteringsmedlet och varvid styrenheten nämnda làsmedel dà att det andra läget uppnåtts sá att spaken àtergàr till neutralläget är inrättad avaktivera detekterar k ä n n e t e c k n a t av, att styrorganet är hydrauliskt anslutet till manöverventilen, att systemet innefattar att förflyttats till nämnda utställda läge för initiering av medel för avkänning styrorganet nämnda automatiska förflyttning, varvid nämnda automatiska förflyttning med uppbromsning av redskapets rörelse ej utförs dä avkänningsmedlet icke páverkas av styrorganet.

Tryckreduceringsmedlet utgörs företrädesvis av en elektriskt styrd tryckreduceringsventil. 10 15 20 25 30 526 720 4 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar systemet programvara för inbromsning av redskapet dá redskapet nätt ett förbestämt tredje läge.

Detta tredje läge ligger lämpligtvis i en höjdposition mellan det första, förhöjda läget och det andra, nedsänkta läget.

Ett andra syfte med uppfinningen är att ástadkoma ett förfarande som medför en säker, snabb och för föraren behaglig sänkrörelse för áterföring av fordonets redskap frán ett första läge till ett förbestämt, andra läge.

Detta syfte uppnås genom ett förfarande enligt krav 8.

Uppfinningen avser alltsà ett förfarande för förflyttning av ett redskap hos ett fordon innefattande automatisk förflyttning fràn ett första läge till ett förbestämt, andra läge, innefattande stegen att man tar emot en signal att nämnda automatiska förflyttning skall initieras fràn ett avkänningsmedel som påverkats via ett styrorgan, vilket styrorgan är inrättat för manövrering av fordonets förare, att man förflyttar redskapet mot det andra läget, att man automatiskt läser styrorganet i ett utställt läge, skilt frán dess neutralläge, vilket utställda läge svarar mot att redskapet sänks, man detekterar att redskapet nátt ett tredje läge, att man bromsar in redskapets vidare förflyttning fran det tredje läget mot det andra läget genom att successivt reducera trycket i en hydraulolja med vilket en manöverventil regleras, vilken manöverventil är inrättad. att hydrauliskt styra ett medel för förflyttning av redskapet, och att man avaktiverar nämnda läsning dä man detekterat att det 10 15 20 25 30 526 729 andra läget uppnàtts sà.5att spaken átergàr till neutralläget k ä n n e t e c k n a t av, stegen att förfarandet även innefattar en normal, icke- automatisk förflyttning av redskapet, varvid förflyttningen av redskapet styrs av läget hos det av föraren manövrerbara styrorganet utan. att nämnda automatiska uppbromsning av redskapets rörelse sker då avkänningsmedlet icke pâverkas av styrorganet. Övriga fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av den följande beskrivningen och övriga patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till den utföringsform som visas pá de bifogade ritningarna, varvid FIG 1 visar ett arbetsfordon i form av en hjullastare i en sidovy, FIG 2 visar en första föredragen utföringsform av ett system för styrning av förflyttningen av fordonets redskap, och FIG 3 visar ett flödesschema för förflyttningen av redskapet.

DETALJERAD BESKRIVNING Av EN FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM I Fig 1 visas en sidovy av en hjullastare 1.

Hjullastaren 1 har ett redskap 2 i form av en skopa, som är lyft- och sänkbar relativt fordonets ram 3, och närmare bestämt dess främre del, via en lyftanordning 4.

Lyftanordningen 4 utgörs här av ett lastarmsaggregat och tvä hydrauliska cylindrar 5,6, vilka var och en vid sin ena ände är innefattar parallellt anordnade förbunden med den främre fordonsdelen 3 samt vid sin 10 15 20 25 30 6 med en balk 7 Hjullastarens 1 hytt har hänvisningsbeteckning 9. andra ände hos lastarmsaggregatet.

Skopan 2 är vidare tiltbar relativt lastarmsaggregatet via en tredje hydraulisk cylinder 8, som med sin ena ände är förbunden med den främre fordonsdelen 3 och med sin andra ände med skopan 2 via ett länkarmssystem.

I figur 2 visas ett system 10 för förflyttning av hjullastarens 1 redskap 2 fràn ett första läge till ett förbestämt, andra läge. Det första läget svarar mot ett förhöjt till vilket förflyttas för att tömmas pà ett flak eller i en korg godtyckligt, läge, skopan hos en lastbärare. Systemet innefattar ett styrorgan ll för handmanövrering av fordonets förare fràn hytten 9.

Styrorganet utgörs här av en servospak ll. Servospaken ll används för normal förflyttning av redskapet, det sänkning, hydrauliskt vill säga för styrning av höjning, tiltning etc, av redskapet. Servospaken 11 är ansluten till en nmnöverventil 20 via en pilotledning 21, vilken manöverventil 20 i sin tur är hydrauliskt ansluten till hydraulcylindrarna 5,6 för regleringen av dessa.

Systemet innefattar vidare medel 22 för reducering av trycket i pilotledningen 21, vilket är kopplat pà pílotledningen 21 mellan styrorganet ll och manöverventilen 20. Tryckreduceringsmedlet utgörs av en elektriskt styrd tryckreduceringsventil 22 inrättad för steglös reducering av trycket.

Systemet 10 innefattar vidare medel 12,17 för automatisk skilt fràn Det utställda läget svarar mot max läsning av spaken 11 i ett utställt läge, dess neutralläge. 10 15 20 25 30 526 720 7 sänkläge. Làsmedlet innefattar en elektriskt styrd magnet 12. Servospaken 11 är för detta ändamàl försedd med ett metalliskt parti 16 för samverkan med magneten 12. Systemet 10 innefattar vidare medel 13 för avkänning att styrorganet 11 förflyttats till nämnda max sänkläge.

Det metallíska partiet 16 är även inrättat sä att det vid fullt utfälld spak påverkar avkänningsmedlet 13.

Avkänningsmedlet 13 utgörs här av en mikrobrytare.

Lásmedlet 12,17 innefattar vidare ett till magneten 12 för att Avaktiveringsorganet 17 utgörs här av ett relä inrättat kopplat organ 17 avaktivera magneten 12. för att bryta en ström som förses till magneten.

Systemet 10 innefattar vidare ett för manövrering av fordonets förare avsett organ 18 kopplat till reläet 17 för att bringa reläet 17 att sluta strömmen till magneten 12. Handmanövreringsorganet 18 utgörs lämpligen av en intryckningsbar, eller förflyttbar knapp.

Systemet 10 innefattar medel 14 för detektering av redskapets 2 läge. Detekteringsmedlet 14 är närmare bestämt inrättat för detektering av lastarmsaggregatets 4 förflyttning relativt fordonsramen pá ett i sig känt sätt. styrenhet 15, Unit). innefattar vidare en benämnd ECU Styrenhet 15 är ansluten till tryckreduceringsventilen Systemet vanligtvis (Electronic Control 22 för att styra trycket i hydrauloljan som levereras Styrenheten 15 elektriskt ansluten till lägesdetekteringsmedlet 14, till manöverventilen 20. är vidare reläet 17 samt spakavkänningsmedlet 13.

Det ovan beskrivna systemet 10 medger en sá kallad ”Return to dig”-funktion, det vill säga en automatisk sänkrörelse för áterföring av fordonets 1 redskap 2 frán det första, förhöjda, godtyckliga läget till det 10 15 20 25 30 526 720 8 förbestämda nedsänkta, andra läget. De olika stegen som ingar i funktionen visas i flödesschemat i figur 3.

Först detekteras 101 att knappen 18 bringats till ett aktivt läge och om så är fallet förses 102 magneten 12 med ström, vilket innebär att magneten aktiveras.

För att initiera funktionen förs servospaken ll till max sänkläge där den läses automatiskt via magneten 12.

Mikrobrytaren 13 indikerar 103 att spaken 11 är i max Med max sänkläge avses utställda det vill Manöverventilen 20 regleras nu 104 till ett läge, i sänkläge. styrspakens 11 maximalt läge, säga ändläge. vilket hydraulcylindrarna 5,6 förses med. hydraulolja.

Lyftarmsaggregatet 4 sänks nu med max hastighet till ett förbestämt tredje läge, 105 av lägesdetekteringsmedlet 14. Det sker alltsá en forcerad sänkning av redskapet 2 mot det förbestämda, läget. som detekteras tredje Redskapet 2 bromsas upp 106 mjukt fràn det tredje läget och stannar i det andra läget pá en nivá strax ovanför markplanet. Strömmen som levereras fràn styrenheten 15 till tryckreduceringsmedlet 22 rampas närmare bestämt ned sà att aggregatet stannar mjukt.

Att redskapet 2 nätt det andra läget detekteras 107 av lägesdetekteringsmedlet 14 Strax efter att tryckreduceringsmedlet 22 bromsat in redskapet 2 så tmyts stömmen 108 till magneten 12 i cirka en sekund sa att spaken 11 släpps och gàr till neutral. Föraren kan sedan finjustera skophöjden innan nästa arbetscykel startas. Om ingen signal kommer frán mikrobrytaren 13, det vill säga spaken 11 befinner sig inte i znax sänkläge sá kommer inte tryckreducerings- medlet 22 att rampa. ned, det vill säga ventilen. är 10 15 20 25 30 526 720 9 öppen hela tiden. Oavsett vilken signal mikrobrytaren 13 ger så skall strömmen till magneten 12 alltid brytas då lägesdetekteringsmedlet 14 ger signal om att redskapet befinner sig i det andra läget. Detta för att säkerställa att aggregatet 4 stannar även då ett fel uppstår i kretsen för mikrobrytaren.

Den beskrivna "Return To Dig”-funktionen styrs alltså via servospaken ll. Servospaken ll är, som nämnts ovan, även inrättad att styra andra operationer, såsom normal lyft- och sänkrörelse. En ytterligare funktion som styra är en så kallad funktion innebär att hydrauliska styrningen av lyftanordningen 4 kopplas ur servospaken 11 kan flytlägesfunktion. Denna den för att låta redskapet följa marken med en kraft motsvarande dess egenvikt, och alltså inte påverkas av fordonets hydrauliska system. Flytlägesfunktionen avses låsas då ”Return To Dig”-funktionen utnyttjas. Detta kan uppnås på ett flertal olika sätt. detta Exempelvis kan man uppnå genom lämplig utformning av hydrauliksystemet och dimensionering av de i systemet ingående komponenterna. Alternativt kan detta uppnås genom att styrenheten är inrättad/programmerad för att tillse att flytlägesfunktionen inte kan ansättas då ”Return To Dig”-funktionen utnyttjas.

Förfarandet för att uppnå flytläget kan exempelvis ske enligt följande: Vid manövrering av servospaken ll styrs O-18 till normal sänkrörelse av Detta ett tryck, exempelvis pá bar, ut för 5,6. vid ett exempelvis 18 bar når spaken ett tröskelläge, i form av manöverventilen 20 hydraulcylindrarna benämns vanligtvis ”powerdown". första bestämt tryckvärde på ett kraftindex vanligtvis benämnt "prefeeling”. Då 10 15 20 25 30 526 720 10 spaken ll förs över detta läge och ytterligare framåt ökar trycket och vid ett andra bestämt tryckvärde, exempelvis 25 bar, sà kopplas pumpen ur, hydraulcylindrarna 5,6 kopplas till tank, och flytläget erhålls.

Exempelvis kan man blockera flytlägesfunktionen sa länge redskapet 2 befinner sig pá en nivà över lägesdetekteringsmedlets 14 indikeringsnivá, exempelvis för det andra läget. Om redskapet däremot är under lägesdetekteringsmedlets 14 indikeringsnivá sà kan flytlägesfunktionen ansättas genom att spaken förs till maximalt sänkläge. Detta kan genomföras genom att tryckreduceringsmedlet 22 ser till att trycket som förses i pilotledningen 21 hálls pá maximalt 18 bar.

Med andra ord reducerar man trycket fràn de 25 bar, som servospaken ll ger signal om, till 18 bar via tryckreduceringsmedlet 22.

Styrenheten 15 utgörs av en dator som innefattar programvara för inbromsning av redskapet 2 då redskapet natt det förbestämda tredje läget. Man manipulerar alltsa signalen fràn servospaken ll och elektriskt styr det hydrauliska tryckreducerinsgmedlet 22 som i sin tur styr manöverventilen 20 via hydraulik.

Den enda aktiveringsknapp 18 som finns i systemet är alltså den som nmtar ström till hàllägesmagneten 12, vilken medger att spaken ll kan läsas i hàlläget.

Fordonets styrenhet l5 innefattar ett minne, som i sin tur innefattar ett datorprogram med programkodmedel för att utföra samtliga steg enligt det ovan beskrivna förfarandet när programmet körs. Med uttrycket 10 15 20 25 30 526 720 11 datorprogramprodukt avses själva mjukvaran för att utföra förfarandet, eller en hårdvara, pá vilken mjukvaran är lagrad, det vill säga en disc eller liknande.

Man kan utnyttja ett flertal olika karakteristika pá rampen för inbromsning av redskapets rörelse, exempelvis stegformad, degressiv, linjär och progressiv.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Det ovan beskrivna tredje läget för redskapet behöver inte nödvändigtvis vara pá en höjdnivá mellan det första och andra läget, utan skulle kunna vara pà samma nivá som det andra läget eller en lägre nivá, varvid man i de tvà senare fallen får återföra redskapet upp till det andra läget efter utförd inbromsning.

Exempelvis kan man utnyttja ett flertal givare för detektering av redskapets läge. Som ett alternativ till att lägesdetekteringsmedlet är inrättat för detektering av lyftarmsaggregatets rörelse relativt ramen sä kan lägesgivare vara anordnade hos en eller flera av hydraulcylindrarna för avkänning av i vilken grad de är utskjutna.

Vidare kan uppfinningen realiseras hos andra typer av lastarmsaggregat än det som illustreras i figur 1, exempelvis hos ett aggregat med enbart en lyftcylinder. 526 720 12 Uppfinningen kan även utnyttjas hos andra typer av arbetsmaskiner än hjullastare, såsom en grävlastare, även benämnd ”backhoe"-lastare.

Claims (13)

10 15 20 25 30 526 720 /3 PATENTKRAV

1. System för att medge automatisk förflyttning av ett redskap (2) hos ett fordon (1) frán ett första läge till ett förbestämt, andra läge, vilket system innefattar àtminstone ett hydrauliskt styrt medel (5,6) för förflyttning av redskapet, en manöverventil (20) för reglering av tillförsel av hydraulolja till det hydrauliskt styrda medlet (5,6), ett styrorgan (ll) anslutet till manöverventilen (20) för reglering av denna, vilket styrorgan är inrättat för manövrering av fordonets förare, varvid styrorganet (11) utgörs av en spak, medel (22) för reducering av trycket i en pilotledning (21) till manöverventilen (20), en styrenhet (15) ansluten till tryckreduceringsmedlet (22) för att styra trycket i hydrauloljan som levereras till manöverventilen i pilotledningen pá sådant sätt att redskapets (2) rörelse bromsas upp och redskapet stannar i det andra läget vid nämnda automatiska förflyttning, och medel (14) för detektering av redskapets läge, vilket detekteringsmedel är anslutet till styrenheten (15), varvid systemet innefattar medel (l2,17) för automatisk läsning av spaken i ett utställt läge, skilt fràn dess neutralläge, vilket utställda läge svarar mot att redskapet sänks, och varvid styrenheten (15) är inrättad att avaktivera nämnda lásmedel (l2,17) då detekteringsmedlet (14) detekterar att det andra läget uppnåtts sa att spaken (11) àtergär till neutralläget k ä n n e t e c k n a t av, att styrorganet (11) är hydrauliskt anslutet till manöverventilen (20), att systemet innefattar medel (13) för avkänning att styrorganet (11) förflyttats till nämnda utställda läge för initiering av nämnda automatiska förflyttning, 10 15 20 25 30 526 720 H varvid nämnda automatiska förflyttning med uppbromsning av redskapets (2) rörelse ej utförs då avkänningsmedlet (13) icke påverkas av styrorganet (11).

2. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av, att tryckreduceringsmedlet (22) är inrättat för steglös reducering av trycket.

3. System enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av, att tryckreduceringsmedlet utgörs av en elektriskt styrd tryckreduceringsventil (22).

4. System enligt nàgot av de föregáende kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att styrenheten (15) innefattar programvara för inbromsning av redskapet (2) dà redskapet nätt ett förbestämt tredje läge.

5. System enligt nagot av de föregàende kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att systemet innefattar medel (18) för aktivering av den avsedda förflyttningen, vilket är inrättat för pàverkan av fordonets förare.

6. System enligt nágot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att làsmedlet innefattar en elektriskt styrd magnet (12). 10 15 20 25 30 526 72Ü fS'

7. System enligt nagot av de föregàende kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att det förbestämda, andra läget svarar mot att redskapet (2) är i en nedsänkt position, i vilket fordonet är lämpligt att förflyttas.

8. Förfarande för förflyttning av ett redskap (2) hos ett fordon (1) fràn ett första läge till ett förbestämt, innefattande automatisk förflyttning andra läge, innefattande stegen att man tar emot en signal att nämnda automatiska förflyttning skall initieras fràn ett (13) ett vilket styrorgan är för att man förflyttar att man automatiskt avkänningsmedel via (ll), manövrering av fordonets förare, som påverkats styrorgan inrättat redskapet mot det andra läget, laser styrorganet i ett utställt läge, skilt fràn dess neutralläge, vilket utställda läge svarar mot att redskapet sänks, man detekterar att redskapet (2) nätt ett tredje läge, att man bromsar in redskapets vidare förflyttning fràn det tredje läget mot det andra läget genom att successivt reducera trycket i en hydraulolja (22) manöverventil är inrättad. att hydrauliskt styra ett (5,6) avaktiverar nämnda läsning dä man detekterat att det (ll) átergár till neutralläget k ä n n e t e c k n a t av, med vilket en manöverventil regleras, vilken medel för förflyttning av redskapet, och att man andra läget uppnåtts sà att spaken stegen att förfarandet även innefattar en normal, icke- (2), styrs av läget hos det automatisk förflyttning av redskapet varvid förflyttningen av redskapet (2) av föraren manövrerbara styrorganet (ll) utan att nämnda automatiska uppbromsning av redskapets (2) rörelse sker då avkänningsmedlet (13) (ll). icke pâverkas av styrorganet 10 15 20 25 526 720 /G

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av, att via en hydrauloljetrycket reduceras tryckreduceringsventil (22).

10. Förfarande enligt nagot av kraven 8-9, k ä n n e t e c k n a t av, att ett aktiverbart flyttillstànd, (2) icke påverkas av hydraulik, utan i huvudsak enbart av sin egenvikt, är läst under nämnda förflyttning, och i vilket redskapet att man öppnar tillgängligheten för flyttillstàndet dá redskapet nätt det andra, förbestämda läget.

11. ll. Datorprogram innefattande programkodmedel för att utföra samtliga steg enligt nagot av kraven 8-10 när programmet körs pá en dator.

12. Datorprogramprodukt innefattande programkodmedel ett datorläsbart medel för att utföra förfarandet enligt nagot av kraven 8-10 när programmet lagrat pà körs pá en dator.

13. Arbetsmaskín innefattande ett styrsystem enligt något av kraven 1-7.