CN1665696A - 用于控制作业车辆的功能的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制作业车辆(1)的功能的方法和装置，所述作业车辆包括一驱动马达(2)、一在驱动马达(2)与一传动装置(5)之间设置的离合器(3)、一作用于车轮(11、12)的运转制动器(13、14)、一作业装置(21)和一液压泵(15)，所述液压泵经由各液压压力管线将压力介质供给离合器(3)的调节装置(32)、运转制动器(13、14)和作业装置(21)的调节装置(19、20)。为了降低燃料消耗，并使泵(15)所产生的液压压力具有优化的和切合使用状况的分配以及便于操作这样的车辆，建议，当作用到车辆的作业装置(21)上的载荷超过或被操纵超过一预调的载荷阈值时，则自动打开离合器(3)并自动接合运转制动器(13、14)。

Description

用于控制作业车辆的功能的方法和装置
本发明涉及按照权利要求1和10前序部分所述的用于控制作业车辆的功能(运行)的方法和装置。
例如轮式装载机或叉式装载车(叉车)属于这样的作业车辆，其中一车辆马达一般经由一流体动力的转矩转换器和一在其后面设置的传动装置为车辆提供驱动。并且在这样的车辆中驱动马达驱动至少一个液压泵，借其以操纵压力和/或控制压力供给车的主部件或辅助部件。在这方面属于作业车辆的典型的主部件的是可液压操纵的活塞-缸装置，借其例如在轮式装载机中可使装载铲斗或在叉式装载车中可使升降托叉运动。属于不大重要的辅助部件的，可以例如是一动力转向器、一液压的离合器操纵装置和一液压的制动系统。
在这样的车辆中，一般已知，为每一最重要的主部件和辅助部件设置一液压泵，以便彼此独立地随时以必需的液压压力供给这些部件的每一个。这种液压方案虽然在控制技术上很简单地构成，但在其他方面仍然是不利的，因为这样多的泵在车辆中需要许多结构空间，其提高制造成本并且由于其经常的运行为驱动系统的不良的效率而担心。
针对这样的背景，由DE 197 42 187 A1建议，为了向传动装置、工作液压系统以及操纵供给能源设置一在开式循环中工作的具有可调的输送容量的液压泵，从而，代替多个泵，为向主部件和辅助部件供给能源只设置一单独的泵。由该公开文献还已知，该泵连接到一液压流体的输送管道上，其中设有至少一个运行阀，并且在该运行阀的上游沿泵的输送管道设置一用于工作液压系统的前置阀和在该用于工作液压系统的工作阀的上游设置一用于操纵的前置阀。因此以足够的压力介质利用最上面的前置阀供给操纵，同时就是供给在该操纵后面设置的工作液压系统。并且确保，例如在传动装置和工作液压系统被同时操纵的工作状态下，首先供给工作液压系统压力介质，并且工作液压系统所不需要的压力介质供给传动装置使用。
最后，由该公开文献已知，停车制动阀在用于操纵的前置阀的上面连接到所述压力介质输送管道中，因此可以随时松开驻车制动器。
其他的作业车辆，特别是轮式装载机具有一控制功能，通过它，为了开始装载操作，在操纵作用到车轮上的运转制动器时，通过断开一可液压操纵的离合器调节装置中的液压操纵压力而打开离合器。通过打开离合器因而车辆液压系统的马达功率几乎完全供操纵装载铲斗的活塞-缸装置使用，从而由此可以提高轮式装载机的起始动力。这特别是由于，该控制功能没有在接通传动装置和操纵车辆运转制动器时在转矩转换器内产生很大的损耗功率，因为在转矩转换器内涡轮在由驱动马达驱动泵叶轮的过程中几乎或完全以所谓停车制动转速旋转。转矩转换器的功率消耗在这种操作方式中是很高的，并且不必要提高的燃料消耗在相当大程度上被转变为损耗热。
所述的压力断开至今由司机手工通过控制功能“离合器中的压力断开”的预选和操纵制动踏板来实现。一般在这种情况下由于离合器的操纵装置中的液压的接通压力断开，车辆只在完成运转制动器的接合以后才停住。
这种由司机手工实现离合器的压力断开的方式是很不便利的，因为司机在预选的功能“离合器中的压力断开”时必须操纵车辆的运转制动器踏板。这要求司机不断地将注意力分散在装载操作与传动装置的要求之间。并且如上所述通过已知的手工的控制功能不必要地提高了燃料消耗。
因此本发明的目的在于，将在离合器的液压调节装置中的压力断开功能自动化并同时提供控制功能，借其可降低这种车辆的燃料消耗。
由主权利要求的按方法的特征得出该目的的解决方案，而独立权利要求10说明本发明的控制装置的特征。由相应的从属权利要求可得知本发明的有利的实施形式和进一步构成。
据此，按照方法规定，当作用到车辆的作业装置上的、亦即通常是作用到轮式装载机的装载铲斗或叉式装载车的升降托叉上的载荷超过或被操纵超过一预调的载荷阈值时，则自动打开离合器并自动接合运转制动器。并且可以规定，当结合于车辆中的控制装置在作业装置(装载铲斗或装载托叉)上的压力、力、料位或高度传感器发出信号，指示作业装置在车辆运行中通过接合的离合器提供的液压压力不足以负担确定的载荷时，就打开离合器并接合运转制动器。
作业装置在液压泵的控制回路中的压力增加也可以用作为控制装置的信号。
在本发明的方法的另一实施形式中规定，只在行驶速度为零或接近零时，才打开离合器和完全制动运转制动器。按这种方式可防止车辆的突然加载(例如在破断较大的地面岩块时)导致车辆急速停车。代替或附加于运转制动器，还可以操纵车辆的驻车制动器。
此外，在这方面有意义的是，由控制装置通过在车轮驱动轴上和/或在传动装置输入轴或传动装置输出轴上的适当的传感器给出指示车辆行驶速度的信号。
按照本发明的另一方面，在打开离合器的过程中或以后由控制装置优选向马达控制器或直接向马达的功率调节装置发送一用于功率改变的信号，此时该信号一般产生马达功率输出的降低和在必要时随后将其提高。借此达到，在车辆的作业装置(装载铲斗)上可以不突然地准备使用由于脱开离合器自由产生的功率。
并且有意义的是，在结束作业装置的作业操作时再次接合离合器并打开运转制动器和/或驻车制动器，以便可以重新启动传动装置。在接合或接合离合器以后并且打开运转制动制和/或停止制动器时控制装置为此优选向马达控制器发送一信号，用以降低驱动马达的功率输出。
为了实施所述的控制方法，提出一种控制装置，其经由传感器线和控制线设有一传感器用以检测在作业装置上作用的压力或力和/或料位和/或液压泵的控制压力、设有至少一个传感器用以检测行驶速度以及设有管线中的多个控制阀用以将液压压力供给作业装置的操纵装置、运转制动器和/或驻车制动器和离合器的调节装置。其中优选该控制装置通过一信号线在信号技术上连接于马达控制器或直接连接于驱动马达的功率调节装置。
以下借助一实施例和附图更详细地说明本发明。
由轮式装载机的示意图可得知，该作业车辆1特别包括一图中未示出的底盘，其中结合一驱动马达2。马达2的驱动轴驱动离合器3的输入端。离合器3可借助于操纵装置32接合和脱开，其中操纵装置32可以构成为液压的活塞-缸装置。
涡轮，亦即转矩转换器的输出端连接于传动装置5的输入轴，由传动装置5分出用于车辆1的驱动轮8、9的驱动轴6、7。
在车辆后面设有另外两个车轮11、12，其经由后轴10相互连接。为了简化图在该图中只示出在后轮11、12上的运转制动器13、14，其在这里构成为鼓式制动器。
在轮式装载机1的前端设置一装载铲斗21，其可借助于液压的活塞-缸装置19、20操纵。
在驱动马达2的向后的一侧还设置一液压泵15，其经由一驱动轴由马达2驱动。由该液压泵15分出各个液压压力管线，分别通向装载铲斗21上的活塞-缸装置19、20，通向运转制动器13、14以及通向离合器操纵装置32。在这些液压压力管线中结合可电操纵的阀26、28、29、31，借其可控制所述的待液压操纵的装置，其中阀29和31也可以是用于控制回路的压力传感器。
为了控制这些阀26、28、29、31，设置一控制装置22，其经由控制线25、27、30和36连接于各所述的阀。并且车轮驱动轴7上的和传动装置输入轴上的转速传感器33、34是可识别的，其经由传感器线37、38送给控制装置22关于驱动轴转速或关于传动装置输入轴转速的信息，该信号在控制装置22中被换算为车辆的行驶速度。也具有这样的可能性，即在传动装置输出轴上设置一传感器。
按照本发明该作业车辆现在这样操作，即在作用到装载机的装载铲斗21上的载荷超过一预调的载荷阈值、亦即例如一规定的重量载荷时，就由调节装置32打开离合器3并固定运转制动器13、14。为此在压力、力和/或料位传感器35发出信号指示，邻接的液压压力不足以负担在装载铲斗21上作用的载荷时，控制装置22向液压阀26和28发送相应的控制指令。借此从几乎停止状态提高转矩转换器的涡轮转速，因此降低转矩转换器的输入功率。
为了现在实现这种车辆的特别便利的作业性能，在该实施例中规定，如果由于改变的载荷情况，一提高的或一降低的马达转矩以产生提高的或降低的液压的操纵压力是必要的或是有意义的，则控制装置22直接向驱动马达2的功率控制器或经由马达控制器23通过控制线24向所述功率控制器发送一信号，以改变马达功率。特别在打开离合器3时为了避免例如突然的供使用的马达功率有意义的是，与打开离合器和接合运转制动器一起降低马达功率，此时这有意义地根据由压力、力和/或料位高度传感器35检测的装载铲斗21上的载荷来实现。
在以后接合离合器时也同样地操作。在这里也从一用于产生高的装载铲斗的作业压力的高的马达功率出发，首先降低马达的驱动功率，以便在接合离合器以后在必要时再将其提高。
为了在装载铲斗21上的高载荷时只在车辆1的停车状态或在至少小的行驶速度下可以打开离合器3和闭合运转制动器13、14，经由所述的转速传感器33或34来测定车辆1的行驶速度。
所述的控制功能和在必要时调节功能也可以存储于现有的控制与调节装置中并在那里实施。对此例如传动装置控制器或马达控制器是适用的。
                    附图标记清单
1   作业车辆                    29  控制阀
2   内燃机                      30  控制线
3   离合器                      31  控制阀
4   流体动力转换器              32  离合器调节装置
5   传动装置                    33  转速传感器
6   驱动轴                      34  转速传感器
7   驱动轴                      35  压力、力和/或料位高度
8   驱动轮                          传感器
9   驱动轮                      36  控制线
10  后轴                        37  传感器线
11  后车轮                      38  传感器线
12  后车轮                      39  传感器线
13  运转制动器
14  运转制动器
15  泵
16  压力管线
17  压力管线
18  压力管线
19  活塞-缸装置
20  活塞-缸装置
21  作业装置，装载铲斗
22  控制装置
23  马达控制器
24  控制线
25  控制线
26  控制阀
27  控制线
28  控制阀

Claims (11)

1.用于控制作业车辆(1)的功能的方法，所述作业车辆包括一驱动马达(2)、一离合器(3)、一作用于车轮(11、12)的运转制动器(13、14)、一作业装置(21)和一液压泵(15)，所述液压泵经由各液压压力管线将压力介质供给离合器(3)的、运转制动器(13、14)的和作业装置(21)的调节装置，其特征在于，当作用到车辆的作业装置(21)上的载荷超过或被操纵超过一预调的载荷阈值时，则自动打开离合器(3)并自动接合运转制动器(13、14)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当一控制装置(22)在作业装置(21)上的压力、力和/或料位高度传感器(35)发出信号，指示在车辆运行中为作业装置(21)提供的液压压力不足以负担确定的载荷时，则打开离合器(3)并接合运转制动器(13、14)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当行驶速度为零或接近零时，打开离合器(3)并操纵运转制动器(13、14)。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，由控制装置(22)通过在车轮(8、9)驱动轴或输出轴(6、7)上和/或在传动装置输入轴上的传感器(33、34)给出指示车辆行驶速度的信号。
5.按照上述权利要求之至少一项所述的方法，其特征在于，代替或附加于运转制动器(13、14)，对车辆的驻车制动器进行操纵。
6.按照上述权利要求之至少一项所述的方法，其特征在于，在打开离合器(3)的过程中或以后，控制装置(22)优选向马达控制器(23)或直接向驱动马达(2)的功率调节装置发送一用于功率改变的信号。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号在马达控制器(23)上致使马达(2)的功率输出降低。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在结束作业装置(21)的作业操作时再次接合离合器并打开运转制动器(13、14)和/或驻车制动器。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，在接合离合器(3)时或接合离合器(3)以后并且打开运转制动器(13、14)和/或驻车制动器时，控制装置(22)优选向马达控制器(23)发送一信号，用以改变驱动马达(2)的功率输出。
10.用于控制作业车辆(1)的功能的装置，所述作业车辆包括一驱动马达(2)、一离合器(3)、一作用于车轮(11、12)的运转制动器(13、14)、一作业装置(21)和一液压泵(15)，所述液压泵经由各液压压力管线将压力介质供给离合器(3)的、运转制动器(13、14)的和作业装置(21)的调节装置，其特征在于，设一控制装置(22)，此控制装置经由传感器线和控制线(25、27、30、36、38、39)与作业装置(21)上的压力、力和/或料位高度传感器(35)、与用于检测行驶速度的传感器(33、34)以及与管线中的控制阀(26、28、29、31)相连接，其中各控制阀用于将液压压力供给作业装置(21)的操纵装置(19、20)、运转制动器或驻车制动器(13、14)，并且与离合器(3)的操纵装置(32)相连接。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，控制装置(22)通过一控制线(24)经由一马达控制器(23)或者直接与驱动马达(2)的功率调节装置相连接。
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