DE10057085A1 - Arbeitsfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug, dessen spezifischer Kraftstoffverbrauch im Fahreinsatz reduziert ist und dessen Arbeitscharakteristika und Betriebsfähigkeit verbessert ist. Dementsprechend weist das Arbeitsfahrzeug auf: eine Einrichtung zur Veränderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Abtriebscharakteristik eines Motors in einer Mehrzahl von Stufen; eine Einrichtung zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts zur Änderung des Gangschaltzeitpunkts eines Automatikgetriebes in einer Mehrzahl von Stufen; eine Einrichtung zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung zur Änderung der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge eines unter Druck stehenden Fluids in einer Mehrzahl von Stufen, welches durch eine Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung fließt; eine Einrichtung zur Festlegung des Modus zum gemeinsamen Kombinieren der Abtriebscharakteristik des Motors, des Gangschaltzeitpunkts des Automatikgetriebes und der festgelegten Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge miteinander, um eine Mehrzahl von Modi festzulegen, wobei die Einrichtung zur Festlegung des Modus aus diesen Modi frei auswählen kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug, bei welchem in
einfacher Weise ein Arbeitsmodus für einen Arbeits- und
Fahreinsatz festlegbar ist.
Bei herkömmlichen Arbeitsfahrzeugen, welche mit einer
Mehrzahl von Hydraulikpumpen versehen sind, gibt es ein
Verfahren, welches mittels stufenweiser Wahl einer Kombination
aus einer veränderten Motorabtriebscharakteristik und einer
Abschaltbedingung einer Hydraulikpumpe gemäß einer
Arbeitsbelastung des Arbeitsfahrzeuges auswählt, um den
spezifischen Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Dieses
Verfahren ist zum Beispiel aus der japanischen Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer 7-103593 bekannt. Fig. 4 zeigt
ein in der obigen Publikation offenbartes Systemsteuerungs-
Diagramm eines Radladers und es folgt eine Beschreibung des
Standes der Technik mit Bezug auf Fig. 4.
Die Abtriebsleistung eines Motors 1 wird auf einen Satz
Zahnräder 3 und einen Drehmomentwandler 2 übertragen, wobei die
an die Zahnräder 3 übertragene Abtriebsleistung die
Hydraulikkonstantpumpen 4 und 5 antreibt.
Ein elektronisch gesteuerter Regler 7, der die
Abtriebscharakteristik des Motors 1 Schritt für Schritt auf
Basis eines Ausgangssignals einer Reglersteuerung 6 auswählt,
ist am Motor 1 angebracht. Die Reglersteuerung 6 steuert den
elektronisch gesteuerten Regler 7 auf Basis eines
Modusauswahlsignals eines Betriebsschalters 8.
Die Hydraulikpumpen 4 und 5 sind an ein Hauptsteuerventil
10 einer Schaufel und ein Hauptsteuerventil 11 eines Auslegers
angeschlossen. Diese Arbeitseinrichtungssteuerventile 10, 11
betätigen jeweils einen Schaufelzylinder 15 und einen
Auslegerzylinder 14 gemäß einer Betätigungsstellung eines
Schaufelsteuerventils 12 und eines Auslegersteuerventils 13.
Ein Hauptentlastungsventil 16 ist auf der Druckseite der
Hydraulikpumpe 4 vorgesehen. Ein Entlastungssteuerventil 17 und
ein elektromagnetisch geschaltetes Abschaltsteuerventil 18 sind
an einer Steuerseite des Hauptentlastungsventils 16
angeschlossen.
Eine druckseitige Leitung der Hydraulikpumpe 5 ist an der
Steuerseite des Entlastungssteuerventils 17 angeschlossen und
wird mittels der Hydraulikflüssigkeit der Hydraulikpumpe 5
geöffnet und geschlossen. Weiterhin kann sich das
Abschaltsteuerventil 18 auf Basis eines elektrischen Signals
von der Abschaltventilsteuerung 19 frei öffnen und schließen.
Wird der Betriebsschalter 8 auf einen Modus 1 festgelegt,
gibt die Reglersteuerung 6 zum Schließen des
Abschaltsteuerventils 18 einen Befehl an die
Abschaltventilsteuerung 19 ab. Das Hauptentlastungsventil 16
wird dementsprechend nur auf Basis des Hydraulikdrucks der
Hydraulikpumpe 5 geöffnet und geschlossen.
Wenn der Hydraulikdruck der Hydraulikpumpe 5 gering ist,
sind das Entlastungssteuerventil 17 und das
Hauptentlastungsventil 16 geschlossen, wobei die
Hydraulikflüssigkeit der Hydraulikpumpen 4 und 5 durch die
Zylinder 14 und 15 hindurchfließen kann. Wen weiterhin der
Hydraulikdruck der Hydraulikpumpe 5 hoch ist, wird das
Hauptentlastungsventil 16 geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit
der Hydraulikpumpe 4 wird abgelassen.
Wird der Betriebsschalter 8 auf einen Modus 2 festgelegt,
gibt die Reglersteuerung 6 ein Signal an den elektronisch
gesteuerten Regler 7 ab, um die Abtriebscharakteristik des
Motors 1 so festzulegen, dass das Abtriebsdrehmoment bezüglich
der gleichen Drehzahl geringer ist. Um das Abschaltsteuerventil
18 beim Abtragen oder Ausheben zu Öffnen, wird das
Hauptentlastungsventil 16 geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit
der Hydraulikpumpe 4 abgelassen.
Wird weiterhin der Betriebsschalter 8 auf einen Modus 3
festgelegt, ist das Abtriebsdrehmoment des Motors 1 bei der
gleichen Motordrehzahl noch kleiner und das
Abschaltsteuerventil 18 ist gemäß einem Signal von der
Abschaltventilsteuerung 19 immer geöffnet, wonach die
Hydraulikflüssigkeit der Hydraulikpumpe 4 abgelassen wird.
Wie oben erwähnt, wird gemäß dem Stand der Technik durch
Auswahl einer Kombination aus Abtriebscharakteristika eines
Motors 1 und der Abschaltbedingung einer Hydraulikpumpe 4 in
Übereinstimmung mit der Größe einer Betriebsbelastung der
spezifische Kraftstoffverbrauch im Arbeitseinsatz reduziert und
die Funktionsfähigkeit des Radladers verbessert.
Es gibt jedoch die folgenden Probleme im Stand der
Technik.
Zum Beispiel für den Fall, dass der Radlader seinen
Schaufelinhalt zu einem vom Radlader entfernt angeordneten
Brechwerk oder ähnlichem bringen muss. Hierbei ist es
notwendig, dass der Radlader große Strecken zurücklegt und der
Fahreinsatz (Transport und Leerfahrt) einen großen Teil der
Betriebszeit ausmacht. Da hierbei der Kraftstoffverbrauch für
den Fahreinsatz einen großen Teil des gesamten
Kraftstoffverbrauchs ausmacht, ist es erforderlich, den
Kraftstoffverbrauch für den Fahreinsatz zu reduzieren.
Da dadurch die Betriebszeit im Fahr- bzw. Transporteinsatz
erhöht ist, ist es notwendig, die Fahreigenschaften für den
Fahreinsatz zu verbessern und auch die Geräuschentwicklung zu
reduzieren.
Im Gegensatz dazu bezieht sich der Stand der Technik
darauf, den Radlader zum effektiven Aufladen und Ausheben zu
verbessern und löst nicht das Problem, den spezifischen
Kraftstoffverbrauch im Fahreinsatz zu reduzieren.
Dementsprechend ist für den Fall einer Betriebsweise, bei
welcher der Fahreinsatz vergleichsweise lang ist, der gesamte
spezifische Kraftstoffverbrauch nicht in allen Einsatzbereichen
eines Arbeitsspiels verbessert.
Weiterhin trägt der Stand der Technik nicht zur
Verbesserung der Fahrcharakteristik und zur Reduzierung der
Lärmentwicklung bei, da gegen obige Anforderungen keine
Gegenmaßnahmen ergriffen worden sind.
Die Erfindung löst die oben genannten Probleme und sieht
ein Arbeitsfahrzeug vor, dessen spezifischer
Kraftstoffverbrauch auch bei Fahreinsätzen reduziert ist und
dessen Funktionsfähigkeit und Fahrcharakteristika verbessert
sind.
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein Arbeitsfahrzeug
gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, wobei das
Arbeitsfahrzeug aufweist:
eine Einrichtung zur Veränderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Abtriebscharakteristik eines Motors in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts zur Änderung des Gangschaltzeitpunkts eines Automatikgetriebes in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung zur Änderung der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge eines unter Druck stehenden Fluids in einer Mehrzahl von Stufen, welches durch eine Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung fließt;
eine Einrichtung zur Festlegung des Modus zum gemeinsamen Kombinieren der Abtriebscharakteristik des Motors, des Gangschaltzeitpunkts des Automatikgetriebes und der festgelegten Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge miteinander, um eine Mehrzahl von Modi festzulegen, wobei die Einrichtung zur Festlegung des Modus aus diesen Modi frei Auswählen kann.
eine Einrichtung zur Veränderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Abtriebscharakteristik eines Motors in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts zur Änderung des Gangschaltzeitpunkts eines Automatikgetriebes in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung zur Änderung der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge eines unter Druck stehenden Fluids in einer Mehrzahl von Stufen, welches durch eine Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung fließt;
eine Einrichtung zur Festlegung des Modus zum gemeinsamen Kombinieren der Abtriebscharakteristik des Motors, des Gangschaltzeitpunkts des Automatikgetriebes und der festgelegten Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge miteinander, um eine Mehrzahl von Modi festzulegen, wobei die Einrichtung zur Festlegung des Modus aus diesen Modi frei Auswählen kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sind eine Mehrzahl
von Modi vorgesehen, welche aus schrittweisem Kombinieren der
Veränderung der Abtriebscharakteristik des Motors, des
Schaltzeitpunkts des Automatikgetriebes und der
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge erhalten werden, wobei eine
Bedienperson aus diesen Modi frei wählen kann.
Demgemäß ist es möglich, eine Kombination aus
Abtriebscharakteristik des Motors, Schaltzeitpunkt und
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge in Übereinstimmung mit der
Größe einer Zuladung, der Fahr- und Arbeitsgeschwindigkeit
auszuwählen. Daher ist es möglich, die Arbeitsleistung des
Arbeitsfahrzeuges zu erhöhen und eine Schwerlasttätigkeit
auszuführen und für den Fall, dass keine Schwerlasttätigkeit
ausgeführt werden soll, die auch nicht rasch ausgeführt werden
muss, ist es möglich, den spezifischen Kraftstoffverbrauch zu
reduzieren.
Zum Beispiel durch Auswahl einer
Motorabtriebscharakteristik mit hohen Drehmoment und hoher
Drehzahl für den Fall einer hohen Zu- oder Aufladung und durch
Auswahl in einer umgekehrten Weise für den Fall einer geringen
Zuladung, kann die Tätigkeit immer bei einer geeigneten
Motorabtriebsleistung ausgeführt werden, so dass ein
verschwenderischer Kraftstoffverbrauch vermieden wird und der
spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann.
Weiterhin ist es durch Veränderung des Schaltzeitpunkts
des Automatikgetriebes möglich, den spezifischen
Kraftstoffverbrauch nicht nur beim Ausbaggern und Aufnehmen von
Material zu reduzieren, sondern auch im Fahreinsatz. Ist zum
Beispiel die Steuerstruktur so ausgelegt, dass ein
Heraufschalten für den Fall einer Beschleunigung im Fahreinsatz
zu einem späten oder verzögerten Zeitpunkt ausgeführt wird,
erhält man eine hohe Beschleunigung und der Fahreinsatz kann
schnell durchgeführt werden, wobei die nachfolgende Tätigkeit
durch die Bedienperson des Arbeitsfahrzeugs aufgrund der
vorangegangenen Beschleunigungsarbeit schneller ausgeführt
werden kann. Ist ferner die Steuerstruktur so ausgelegt, dass
das Heraufschalten zu einem frühen Zeitpunkt ausgeführt wird,
reduzieren sich der spezifische Kraftstoffverbrauch und die
Geräuschentwicklung im Fahreinsatz.
Durch Auswahl der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge des
unter Druck stehenden Fluids, welches durch die
Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung hindurchfließt,
ist es möglich, die Tätigkeit mit einer geeigneten
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge gemäß einer erforderlichen
Arbeitsgeschwindigkeit durchzuführen, so dass der spezifische
Kraftstoffverbrauch im Arbeitseinsatz verbessert wird. Soll zum
Beispiel die Arbeitseinsatzzeit optimiert werden, wird die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge erhöht und für den Fall,
dass die Tätigkeit mehr Zeit in Anspruch nehmen kann, wird die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge reduziert, wodurch der
spezifische Kraftstoffverbrauch weiterhin sinkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
vorgesehen, welches weiterhin einen Modus aufweist, bei welchem
vorzugsweise die Arbeitsleistung des Arbeitsfahrzeugs optimiert
ist, und einen Modus aufweist, bei welchem vorzugsweise der
spezifische Kraftstoffverbrauch des Arbeitsfahrzeugs optimiert
ist.
Wird gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung der Modus aus
den auswählbaren Modi, die im ersten Aspekt der Erfindung
beschrieben worden sind, ausgewählt, welcher die
Arbeitsleistung optimiert, ist es möglich, eine schwere Last in
einer kurzen Zeit aufzunehmen und zu transportieren, so dass
die Produktivität verbessert werden kann.
Findet dagegen der Betrieb des Arbeitsfahrzeugs bei einer
leichten Zuladung statt und steht die Arbeitszeitoptimierung
nicht im Vordergrund, können der spezifische
Kraftstoffverbrauch durch Auswählen des Modus reduziert werden,
der seinen Fokus auf den spezifischen Kraftstoffverbrauch legt,
so dass auch hier die Wirtschaftlichkeit verbessert werden
kann. Da die Zweckbestimmungen der jeweiligen Modi leicht
verständlich sind, sind sie durch eine Bedienperson einfach
auswählbar.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt vorgesehen, wobei ein
für die normale Betriebsweise geeigneter Zwischenmodus zwischen
den beiden Modi vorgesehen ist, bei welchem die Arbeitsleistung
und der spezifische Kraftstoffverbrauch des Arbeitsfahrzeuges
optimiert ist.
Da gemäß dem dritten Aspekt der Zwischenmodus für einen
Normalbetrieb des Arbeitsfahrzeugs zusätzlich zu den beiden
auswählbaren Modi vorgesehen ist, welche im zweiten Aspekt
beschrieben wurden, ist es möglich, die Betriebsbedingungen für
das Arbeitsfahrzeug in einer differenzierenden Weise
auszuwählen, so dass der spezifische Kraftstoffverbrauch weiter
gesenkt und die Funktionstüchtigkeit des Fahrzeugs verbessert
werden kann.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis drei
vorgesehen, wobei die Einrichtung zur Veränderung der
Ausgangsleistung ein elektronischer Regler zur Steuerung der
Kraftstoffeinspritzung ist, um die Abtriebscharakteristik des
Motors in einer Mehrzahl von Stufen gemäß einem Signal oder
einem Befehl der Einrichtung zur Festlegung des Modus zu
verändern.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis drei
vorgesehen, wobei die Einrichtung zur Veränderung der
Ausgangsleistung ein Stellungsbegrenzungszylinder zur Steuerung
eines maximalen Pedalwinkels eines Gaspedals ist, um die
Abtriebscharakteristik des Motors in einer Mehrzahl von Stufen
gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung zur
Festlegung des Modus zu verändern.
Da gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung die Einrichtung
zur Veränderung der Ausgangsleistung insbesondere aus einem
elektronischen Regler zum Steuern der Benzineinspritzung
aufgebaut ist, können die im ersten Aspekt beschriebenen
Funktionen und Effekte erreicht werden.
Da gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung die Einrichtung
zur Veränderung der Ausgangsleistung ein
Stellungsbegrenzungszylinder zur Steuerung des maximalen
Pedalwinkels des Gaspedals ist, ist es möglich, die
Motorleistung nur mittels eines Hydraulikkreislaufs ohne
Verwendung eines komplizierten elektronischen Kreislaufs, wie
zum Beispiel eines elektronischen Reglers oder dergleichen, zu
steuern, wobei kein unerwünschtes Drehmoment erzeugt wird und
der spezifische Kraftstoffverbrauch weiter reduziert werden
kann.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis vier
vorgesehen, wobei die Einrichtung zur Veränderung der
Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung ein Abschaltkreislauf
zum Ablassen der Hydraulikflüssigkeit einer Zuschaltpumpe ist,
um die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge des unter Druck
stehenden Fluids, welches durch die Betätigungsvorrichtung der
Arbeitseinrichtung hindurchfließt, in einer Mehrzahl von Stufen
gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung zur
Festlegung des Modus zu verändern.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung ist ein
Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Aspekte eins bis drei oder vier
vorgesehen, wobei die Einrichtung zur Veränderung der
Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung ein Kreislauf zur
Veränderung der Kapazität zur Änderung der Kapazität einer
verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe ist, um die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge des unter Druck stehenden
Fluids, welches durch die Betätigungsvorrichtung der
Arbeitseinrichtung hindurchfließt, in einer Mehrzahl von Stufen
gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung zur
Festlegung des Modus zu verändern.
Da gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung die Einrichtung
zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung,
insbesondere ein Abschaltkreislauf zum Ablassen der
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe ist, können die im
ersten Aspekt beschriebenen Funktionen und Effekte erzielt
werden.
Da gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung die Einrichtung
zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung
ein Kapazitätsveränderungskreislauf zur Veränderung der
Kapazität der verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe ist, wird
keine Zuschaltpumpe benötigt. Da es weiterhin möglich ist, die
Kapazität der verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe durch
Veränderung eines Winkels einer Taumelscheibe gut einzustellen,
ist es weiterhin möglich, den spezifischen Kraftstoffverbrauch
zu reduzieren und die Funktionsfähigkeit des Arbeitsfahrzeugs
zu verbessern.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Steuerungsblock-Diagramm für einen
Arbeits- und Fahreinsatz eines Radladers gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 zeigt charakteristische Kurven des in Fig. 1
gezeigten Motors;
Fig. 3 zeigt ein Steuerungsblock-Diagramm für den Arbeits-
und den Fahreinsatz eines Radladers gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 zeigt ein Steuerungsblock-Diagramm eines
Arbeitsfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung zweier
Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die angefügte
Zeichnung. Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche Elemente
der den Stand der Technik erläuternden Fig. 4 verwendet, um
eine sich überschneidende Beschreibung zu vermeiden.
Fig. 1 zeigt ein Steuerungsblock-Diagramm eines
Arbeitsfahrzeugs (im Folgenden durch einen Radlader verkörpert)
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In der
folgenden Beschreibung repräsentiert ein
Arbeitseinrichtungszylinder 42 die Betätigungseinrichtung einer
Arbeitsmaschine, wie zum Beispiel einen Auslegerzylinder, einen
Fördergefäßzylinder, einen Zylinder für ein Zusatzgerät oder
dergleichen.
In Fig. 1 ist ein Automatikgetriebe 9 (im Folgenden als
Getriebe 9 bezeichnet) über einen Drehmomentwandler 2 an einem
Motor 1 eines Radlader angeschlossen. Weiterhin sind eine
Lenkungspumpe 21 zum Antreiben der Lenkung, eine
Arbeitseinrichtungspumpe 22 zum Antreiben der,
Arbeitseinrichtung und eine Zuschaltpumpe 23 mit dem Motor 1
verbunden, die unabhängig von den anderen beiden Pumpen an die
Lenkung oder die Arbeitseinrichtung angeschlossen werden kann.
Vorzugsweise sitzen diese Pumpen auf einer Motorabtriebswelle.
Ein Schaltventil 26 ist auf der Druckseite der
Lenkungspumpe 21 über eine erste Lenkungszuleitung 25A
angeschlossen und ein Lenkungsbetätigungsventil 27 ist am
Schaltventil 26 über eine zweite Lenkungszuleitung 25B
nachgeschaltet angeschlossen. Ein Lenkungszylinder 28 zum
Antreiben bzw. Betätigen der Lenkung ist am
Lenkungsbetätigungsventil 27 nachgeschaltet angeschlossen. Der
Hydraulikdruck der Lenkungspumpe 21 liegt an der Steuerseite
des Schaltventils 26 an.
Ein Betätigungsventil 30 für die Arbeitseinrichtung ist
auf der Druckseite der Arbeitseinrichtungspumpe 22 über eine
Arbeitseinrichtungszuleitung 29 angeschlossen und ein
Arbeitseinrichtungszylinder 42 zum Antreiben bzw. Betätigen der
Arbeitseinrichtung ist am Betätigungsventil 30 für die
Arbeitseinrichtung nachgeschaltet angeschlossen.
Die Druckseite der Zuschaltpumpe 23 ist am Schaltventil 26
über eine erste Umschaltzuleitung 31A angeschlossen. An der
Ablaufseite des Schaltventils 26 ist eine zweite
Lenkungszuleitung 25B, eine zweite Umschaltzuleitung 31B und
die Arbeitseinrichtungszuleitung 29 über eine dritte
Umschaltzuleitung 31C angeschlossen. Weiterhin weist ein
Abschaltkreislauf 35 ein Abschaltsolenoid 32, ein
Abschaltventil 33 und ein in die dritte Umschaltzuleitung 31C
eingeschaltetes Steuerventil 34 auf.
Das Lenkungsbetätigungsventil 27 wird gemäß einer
Betätigungsstellung eines Lenkrades 24 betrieben und das
Betätigungsventil 30 für die Arbeitseinrichtung wird gemäß
einer Betätigungsstellung eines Arbeitsmaschinenhebels 36
betätigt.
Eine Steuerungseinrichtung des Radladers ist mit einer
Einrichtung zur Festlegung des Modus 40 (hier im Folgenden als
Steuerung 40 bezeichnet) versehen und ein
Gaspedalstellungsdetektor 41 zum Detektieren der Stellung des
Gaspedals 46 ist an die Steuerung 40 angeschlossen. Zum
Detektieren des Pedalwinkels des Gaspedals 46 erhält die
Steuerung 40 ein Signal vom Gaspedalstellungsdetektor 41.
Eine Einrichtung zur Veränderung der Ausgangsleistung 38
(im Folgenden als elektronischer Regler 38 bezeichnet) zum
Steuern der Kraftstoffeinspritzung bzw. der
Kraftstoffeinspritzmenge ist am Motor 1 vorgesehen. Der
elektronische Regler 38 ist mit der Steuerung 40 zum
gegenseitigen Ein- und Ausgeben von Signalen elektrisch
verbunden, um dadurch die Abtriebscharakteristik des Motors 1
auf Basis eines Signals oder Befehls von der Steuerung 40 zu
verändern.
Fig. 2 zeigt die Kurven E1 und E2, welche jeweils eine
charakteristische Kurve bzw. eine Kennlinie des Motors 1
darstellen, wobei auf der horizontalen Achse die Motordrehzahl
N und auf der vertikalen Achse das Drehmoment T angetragen ist.
Insbesondere zeigt die Kurve E1 eine dem Motor 1 eigene
Abtriebscharakteristik. Die Kurve E2 zeigt die
Abtriebscharakteristik für den Fall, dass eine Einsteuerung
mittels der Steuerung 40 über den elektronischen Regler 38
ausgeführt wird, um das Drehmoment des Motors 1 bei derselben
Drehzahl zu vermindern.
Wie in Fig. 1 zu sehen, ist das Getriebe 9 mit einer
Einrichtung 39 zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts (im
Folgenden als Getriebesteuerung 39 bezeichnet) versehen, um die
Gangstufe zu steuern. Die Getriebesteuerung 39 ist so mit der
Steuerung 40 verbunden, dass beide Signale aneinander ein- und
ausgeben können und der Schaltzeitpunkt des Getriebes 9 auf
Basis eines Signals oder Befehls von der Steuerung 40 bestimmt
ist.
Das Getriebe 9 ist so ausgelegt, dass es aus einer zweiten
Geschwindigkeitsstufe in eine dritte Geschwindigkeitsstufe
heraufschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder
gleich einer Fahrzeuggeschwindigkeit V1 wird. Der Zeitpunkt des
Heraufschaltens kann gemäß einem Signal von der Steuerung 40
festgelegt werden, wenn zum Beispiel die
Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich einer
Fahrzeuggeschwindigkeit V2 (V1 < V2) wird. Natürlich kann
zusätzlich zum Heraufschalten aus der zweiten
Geschwindigkeitsstufe in die dritte Geschwindigkeitsstufe, der
Zeitpunkt für das Heraufschalten oder das Herunterschalten in
die anderen Geschwindigkeitsstufen ebenso ausgeführt werden.
Weiterhin ist das Abschaltsolenoid 32 in einer Einrichtung
35 zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitsmaschine
(im Folgenden als Abschaltkreislauf 35 bezeichnet) elektrisch
mit der Steuerung 40 verbunden und das Abschaltsolenoid 32 wird
gemäß einem Ausgangssignal der Steuerung 40 geöffnet und
geschlossen.
Ein Fahrgeschwindigkeitsdetektor 37 zum Detektieren der
Fahrzeuggeschwindigkeit ist mit der Getriebesteuerung 39
verbunden, um die Schaltstufe des Getriebes 9 auf Basis der
detektieren Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern.
Weiterhin ist ein Kickdownschalter 43 an einem oberen
Abschnitt des Arbeitsmaschinenhebels 36 angebracht. Der
Kickdownschalter 43 ist mit der Getriebesteuerung 39 elektrisch
verbunden und beim Drücken des Schalters wird das Getriebe 9
gezwungen, in die erste Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Wird
dieser Schalter nochmals gedrückt oder umgelegt, kehrt die
Schaltstufe des Getriebes 9 in ihre Originalposition zurück.
Als nächstes folgt die Beschreibung des Betriebs eines
Hydraulikkreislaufs in einem Radlader, welcher in der oben
beschriebenen Weise aufgebaut ist.
Da die Liefermenge der Lenkungspumpe 21 klein ist, wenn
die Drehzahl des Motors 1 niedrig ist, befindet sich das
Schaltventil 26 in der Position P (Fig. 1). Hierbei fließen die
Hydraulikflüssigkeit der Lenkungspumpe 21 und die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 beide durch die
zweite Lenkungszuleitung 25B, wobei die Durchflussmenge durch
das Betätigungsventil 27 hindurch an den Lenkungszylinder 28
hoch wird. Daher kann ein großer bzw. kraftvoller
Lenkungsausschlag mittels eines kleinen Betätigungsweges des
Lenkrads 24 erzielt werden.
Erhöht sich die Drehzahl des Motors 1, erhöht sich auch
die Liefermenge der Lenkungspumpe 21 und das Schaltventil 26
bewegt sich in die Position Q (Fig. 1). Dementsprechend fließt
die Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 durch die dritte
Umschaltzuleitung 31C. Die unter Druck stehende und durch die
zweite Lenkungszuleitung 25B hindurchfließende
Hydraulikflüssigkeit besteht nur noch aus der
Hydraulikflüssigkeit, welche von der Lenkungspumpe 21 geliefert
wird, so dass die Lenkungsdurchflussmenge reduziert ist. Daher
wird der Ausschlag oder Einschlag der Lenkung aufgrund einer
Betätigung des Lenkrads 24 reduziert, so dass die Stabilität
zum Beispiel beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit verbessert
werden kann.
Für den Fall, dass sich die Liefermenge der Lenkungspumpe
21 weiter erhöht, gelangt das Schaltventil 26 in die Position R
(Fig. 1), in welcher die Hydraulikflüssigkeit der Lenkungspumpe
21 ablaufen kann. In diesem Fall fließt die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 in derselben Weise
durch die dritte Umschaltzuleitung 31C wie in der Position Q
des Schaltventils 26.
Im Gegensatz dazu fließt in der oben beschriebenen
Arbeitseinrichtungszuleitung 29 bei niedriger Drehzahl des
Motors 1 nur die Hydraulikflüssigkeit der
Arbeitseinrichtungspumpe 22, so dass die
Hydraulikdruckflüssigkeitsmenge reduziert ist, welche zum und
durch den Arbeitseinrichtungszylinder 42 fließt. Gelangt das
Schaltventil 26 in die Position Q zusammen mit einer Erhöhung
der Motordrehzahl, wird die Hydraulikflüssigkeit der
Zuschaltpumpe 23 in die Arbeitseinrichtungszuleitung 29 durch
die dritte Umschaltzuleitung 31C eingespeist.
Der Abschaltkreislauf 35 ist in die dritte
Umschaltzuleitung eingeschaltet bzw. an ihr angeschlossen
angeordnet. Nachfolgend wird die Betriebsweise des
Abschaltkreislaufs 35 beschrieben.
Für den Fall, dass von der Steuerung 40 kein elektrisches
Signal an das Abschaltsolenoid 32 abgegeben wird, ist das
Abschaltsolenoid 32 geschlossen.
Für den Fall, dass der Hydraulikdruck der
Arbeitseinrichtungspumpe 22 kleiner oder gleich einem
vorbestimmten Druck ist, ist das Steuerventil 34 geschlossen.
Da die Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 gleichförmig
auf die Steuerseite und die Federkammerseite des
Abschaltventils 33 aufgebracht wird, ist das Abschaltventil 33
ebenfalls geschlossen. Daher fließt die Hydraulikflüssigkeit
der Zuschaltpumpe 23 durch die Umschaltzuleitung 31C, um mit
der Hydraulikflüssigkeit der Arbeitseinrichtungspumpe 22
kombiniert zu werden und dabei den Arbeitseinrichtungszylinder
42 anzutreiben, wobei die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge
und die Arbeitsgeschwindigkeit des Arbeitseinrichtungszylinder
42 erhöht ist.
Erhöht sich in der Folge der Hydraulikdruck der
Arbeitseinrichtungspumpe 22 bis über einen vorbestimmten Druck,
öffnet sich das Steuerventil 34. Da die auf die
Federkammerseite des Abschaltventils 33 aufgebrachte
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 durch das
Steuerventil 34 hindurch abgelassen wird, öffnet sich das
Abschaltventil 33. Daher wird die Hydraulikflüssigkeit der
Zuschaltpumpe 23 durch das Abschaltventil 33 abgelassen und die
zum und durch den Arbeitseinrichtungszylinder 42 fließende und
unter Druck stehende Flüssigkeit besteht nur noch aus der
Hydraulikflüssigkeit der Arbeitseinrichtungspumpe 22.
Die Bedingung für das Ablassen bzw. für das Entlassen der
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 für den Fall, dass
der Hydraulikdruck in der Arbeitseinrichtungspumpe 22 größer
oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, während noch die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 zum
Arbeitseinrichtungszylinder 42 fließt, wird als "partielle
Abschaltung" bezeichnet.
Weiterhin ist es möglich, die durch die dritte
Umschaltzuleitung 31C fließende Hydraulikflüssigkeit der
Zuschaltpumpe 23, immer abzulassen, so dass diese nicht zum
Arbeitseinrichtungszylinder 42 fließt: Diese Bedingung wird als
"vollständige Abschaltung" bezeichnet.
In diesem Fall gibt die Steuerung 40 zur Öffnung des
Abschaltsolenoids 32 ein elektrisches Signal an das
Abschaltsolenoid 32 ab. Dementsprechend wird die an der
Federkammerseite des Abschaltventils 33 anliegende
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 durch das
Abschaltsolenoid 32 hindurch abgelassen. Dementsprechend wird
das Abschaltventil 33 geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit der
Zuschaltpumpe 23 wird durch das Abschaltventil 33 abgelassen
und die unter Druck stehende Flüssigkeit, welche durch den
Arbeitseinrichtungszylinder 42 hindurchfließt, besteht nur noch
aus der Hydraulikflüssigkeit der Arbeitseinrichtungspumpe 22.
Wie oben erwähnt, legt die Steuerung 40 eine sogenannte
Abschaltbedingung fest, um die Abschaltung der
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 auszuführen und die
Arbeitseinrichtungszylinderdurchflussmenge durch Abgabe eines
Signals an das Abschaltsolenoid 32 festzulegen.
Es folgt eine Beschreibung von jedem dieser Modi beim
Bedienen des Radladers und einer Wirkungsweise der Steuerung 40
zum Festlegen dieser Modi.
Eine Einrichtung 45 zum Auswählen des Modus (im Folgenden
als Modusschalter 45 bezeichnet), ist zur Bedienung des
Radladers durch eine Bedienperson und zum Auswählen eines Modus
an die Steuerung 40 angeschlossen. Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform ist es möglich, drei Modi H1, S1 und L1
auszuwählen.
Wählt die Bedienperson irgendeinen Modus aus den Modi H1,
S1 und L1 mittels des Modusschalters 45 aus, gibt die Steuerung
40 ein Signal an den elektronischen Regler 38, an das
Abschaltsolenoid 32 und die Getriebesteuerung 39 ab. In
Übereinstimmung mit diesem Signal oder Befehl, werden die
Abtriebscharakteristik des Motors 1, der Zeitpunkt des
Gangschaltens und die Abschaltbedingung für die Zuschaltpumpe
23 festgelegt, so dass die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge
auf Basis einer vorherbestimmten Kombination festgelegt wird.
Tabelle 1 zeigt die Kombinationen der
Abtriebscharakteristik des Motors 1, den Zeitpunkt eines
Gangschaltwechsels und die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge
in Abhängigkeit von der Position des Modusschalters 45 (H1, S1,
L1).
Als erstes folgt eine Beschreibung für den Fall, dass der
Modus H1 ist. Die Steuerung 40 gibt ein Signal zur Steuerung
des Motors 1 an den elektronischen Regler 38 ab, so dass die
Abtriebscharakteristik des Motors 1 der Kurve E1 entspricht.
Weiterhin gibt die Steuerung 40 ein Signal an die
Getriebesteuerung 39 ab, so dass das Heraufschalten aus der
zweiten Geschwindigkeitsstufe in die dritte
Geschwindigkeitsstufe bei der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit V1
stattfindet.
Weiterhin gibt die Steuerung 40 ein Signal an das
Abschaltsolenoid 32 ab, so dass die Abschaltbedingung auf
"partielle Abschaltung" eingestellt ist.
Im oben erwähnten H1 Modus, weist die
Abtriebscharakteristik des Motors 1 ein hohes Drehmoment auf,
so dass eine große Motorkraft zur Ausführung einer
Schwerlasttätigkeit im Arbeits- und Fahreinsatz erhalten werden
kann. Da weiterhin die Steuerstruktur so ausgelegt ist, dass
ein Heraufschalten aus der zweiten Geschwindigkeitsstufe in die
dritte Geschwindigkeitsstufe solange nicht stattfindet bis
nicht eine gewisse hohe Geschwindigkeit überschritten wurde,
ist die Beschleunigung im Fahreinsatz groß, kann die
Fahrgeschwindigkeit erhöht und die Beschleunigungsarbeit
verbessert werden, so dass eine kraftvolle Fahrtätigkeit
ausgeführt werden kann.
Da weiterhin die Steuerstruktur so ausgelegt ist, dass die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 bis zum Erreichen
eines vorherbestimmten Drucks durch den
Arbeitseinrichtungszylinder 42 fließt, wird die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge erhöht und dadurch der
Arbeitseinrichtungszylinder 42 schnell betätigt, so dass die
Zeit für eine Tätigkeit wie Aufladen oder dergleichen reduziert
werden kann.
Der Modus H1 wird häufig für den Fall ausgewählt, in
welchem die Arbeitsleistung im Falle einer schweren Aufladung
gegenüber dem spezifischen Kraftstoffverbrauch bevorzugt ist.
Als nächstes folgt eine Beschreibung für den Fall, dass
der Modus S1 ist. In diesem Modus ist die
Abtriebscharakteristik des Motors 1 dieselbe wie im Modus H1,
wobei jedoch der Zeitpunkt des Gangschaltens auf einen
Zeitpunkt festgelegt ist, bei welchem die
Fahrzeuggeschwindigkeit V2 ist, die kleiner als die
Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist (V1 < V2). Da das Heraufschalten
beim Beschleunigen früher ausgeführt wird, wird der spezifische
Kraftstoffverbrauch und die Lärmentwicklung im Fahreinsatz
reduziert.
Da weiterhin die Abschaltbedingung der Zuschaltpumpe 23
auf "vollständiges Abschalten" festgelegt ist, wird die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 bei hoher Drehzahl
des Motors 1 immer abgelassen. Diese Hydraulikflüssigkeit
fließt dann nicht mehr durch die Arbeitseinrichtungszuleitung
29 hindurch, was die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge
reduziert. Da die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge und die
Antriebsgeschwindigkeit des Arbeitseinrichtungszylinders 42
reduziert sind, wird die Menge des Kraftstoffverbrauchs im
Betrieb, wie zum Beispiel beim Aufladen oder dergleichen,
reduziert, was den spezifischen Kraftstoffverbrauch senkt.
Der Modus S1 wird häufig ausgewählt, um den spezifischen
Kraftstoffverbrauch im Normalbetrieb zu reduzieren.
Als nächstes folgt eine Beschreibung für den Fall, dass
der Modus L1 ist. In diesem Modus sind der Zeitpunkt des
Gangschaltens und die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge die
gleichen wie für den Modus S1, wobei jedoch die
Abtriebscharakteristik des Motors 1 auf eine andere, das heißt
geringere oder niedrigere Abtriebscharakteristik des Motors 1
festgesetzt ist, welche durch die Kurve E2 dargestellt ist.
Selbst wenn das Gaspedal in derselben Weise wie bei den
Modi H1 und H2 heruntergedrückt wird, wird das Drehmoment des
Motors 1 auf ein niedriges Niveau eingeschränkt, so dass der
Motor 1 bei geringer Zuladung bzw. leichter Arbeitstätigkeit
nicht übermäßig hoch dreht und den spezifischen
Kraftstoffverbrauch reduziert. Weiterhin kann der spezifische
Kraftstoffverbrauch im Fahr- bzw. Transporteinsatz aus
demselben Grund reduziert werden.
Weiterhin ist die Steuerstruktur so ausgelegt, dass man
die Arbeit (bei vollständig durchgedrücktem Gaspedal) so
ausführen kann, als wie wenn man das Gaspedal nur teilweise
herunterdrückt, um den Motor nicht zu hoch zu drehen. Bei
leichter Arbeitstätigkeit ist es bei Arbeitsfahrzeugen gemäß
dem Stand der Technik schwierig das Gaspedal nicht vollständig
bzw. mit einer festgelegten Kraft herunterzudrücken und auf
diesem Niveau zu halten. Im L1 Modus wird der Motor 1 durch
Verändern der Motorcharakteristik selbst bei vollständig
heruntergedrücktem Gaspedal 46 nicht übermäßig hoch gedreht.
Daher ist es möglich die Arbeitstätigkeit so auszuführen, dass
das Gaspedal vollständig heruntergedrückt wird und gleichzeitig
die Funktionsfähigkeit und der Kraftstoffverbrauch des
Arbeitsfahrzeugs zu verbessert wird.
Wie oben erwähnt, wird der Modus L1 insbesondere für das
Erfordernis eines geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauchs
bei leichter Arbeitstätigkeit ausgewählt.
Wie oben erwähnt, werden gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung die Abtriebscharakteristik des Motors 1, der
Schaltzeitpunkt des Getriebes 9 und die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge bzw. die
Arbeitseinrichtungszylinderdurchflussmenge veränderbar
festgelegt, wobei eine Mehrzahl von festlegbaren Stufen
gebildet wird und eine Mehrzahl von Modi H1, S1 und L1 durch
Kombination dieser erhalten und vorgesehen wird. Die
Bedienperson kann den Betriebsmodus des Arbeitsfahrzeugs aus
diesen Modi gemäß der Schwere der Zuladung bzw. der Größe der
Arbeitsbelastung, der Fahrgeschwindigkeit bzw. der notwendigen
Arbeitsgeschwindigkeit frei wählen.
Dementsprechend ist es möglich eine Kombination aus der
Abtriebscharakteristik des Motors 1, dem Schaltzeitpunkt und
der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge in Übereinstimmung mit
der Größe der Zuladung, der Fahrgeschwindigkeit und der
Arbeitsgeschwindigkeit auszuwählen. Daher ist es möglich, die
Arbeitsleistung zu erhöhen und Schwerlastarbeit auszuführen.
Ferner ist es möglich den spezifischen Kraftstoffverbrauch für
den Fall einer nicht so harten Arbeit, welche vielleicht auch
nicht so schnell ausgeführt werden muss, zu reduzieren.
Zum Beispiel kann die Arbeit bei einer geeigneten
Motorabtriebsleistung durch Auswählen des Modus so ausgeführt
werden, dass die Abtriebscharakteristik des Motors 1 ein hohes
Drehmoment und eine hohe Drehzahl für den Fall einer schweren
Zuladung aufweist bzw. für eine leichte Zuladung eine
umgekehrte Auswahl getroffen werden kann, um einen hohen
Kraftstoffverbrauch zu vermeiden und den spezifischen
Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Weiterhin ist es durch Verändern des Schaltzeitpunkts des
Getriebes 9 möglich, den Verbrauch der Kraftstoffmenge nicht
nur beim Ausbaggern bzw. Abbauen und der Ladetätigkeit zu
reduzieren, sondern auch für den Fahreinsatz. Zum Beispiel für
den Fall, dass eine Beschleunigung im Fahreinsatz notwendig
ist, kann eine hohe Beschleunigung durch ein verzögertes
Heraufschalten erhalten werden, so dass die Arbeit schnell
ausgeführt werden kann. Die nachfolgende Funktion oder Arbeit
kann aufgrund der Beschleunigungsarbeit schneller angegangen
werden. Wenn weiterhin die Steuerstruktur so ausgelegt ist,
dass das Heraufschalten zu einem frühen Zeitpunkt ausgeführt
wird, reduzieren sich der spezifische Kraftstoffverbrauch und
die Lärmentwicklung im Fahreinsatz.
Ferner ist es möglich, eine Tätigkeit bei einer geeigneten
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge in Übereinstimmung mit einer
notwendigen Arbeitsgeschwindigkeit durch Auswählen der
Durchflussmenge der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit
an die Arbeitseinrichtung bzw. an den
Arbeitseinrichtungszylinder 42 auszuführen, wodurch der
spezifische Kraftstoffverbrauch im Arbeitseinsatz verbessert
wird. Zum Beispiel wird für die Verringerung der Arbeitszeit
die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge erhöht und für den Fall,
dass die Arbeit langsamer ausgeführt werden kann, wird die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge reduziert, wodurch ein sonst
zusätzlicher spezifischer Kraftstoffverbrauch eingespart werden
kann.
Zusätzlich ist der Modus H1 vorgesehen, wenn die
Arbeitsleistung bzw. die Anzahl Arbeitsspiele pro Zeiteinheit
vorrangig ist, der Modus L1 ist vorgesehen, wenn der
spezifische Kraftstoffverbrauch wichtiger ist.
Wird der Modus H1 bevorzugt ausgewählt, mit welchem die
Anzahl der Arbeitsspiele bzw. der Arbeitsleistung optimiert
ist, ist es möglich, Schwerlastarbeit auszuführen. Da weiterhin
die Arbeit in einer kurzen Zeit beendet werden kann, erhöht
sich die Produktivität und, da die Beschleunigung im
Fahreinsatz erhöht ist, lassen sich Transport- und Leerfahrt
wirksam durchführen. Da, wie oben erwähnt, die Arbeitsleistung
erhöht ist, erhöht sich die Produktivität. Wird weiterhin der
Modus S1 ausgewählt, mit welchem der spezifische
Kraftstoffverbrauch berücksichtigt ist, wird der hohe
Kraftstoffverbrauch reduziert und der spezifische
Kraftstoffverbrauch verbessert, so dass sich die
Wirtschaftlichkeit des Arbeitsfahrzeugs erhöht.
Wie oben erwähnt, kann die Bedienperson erfindungsgemäß
den Modus einfach durch Auswählen von einem
der Modi H1 bis L1 festlegen. Hier zum Beispiel kann der Modus
S1 in der Mitte zwischen den Modi H1 und L1 vorgesehen sein, um
eine differenzierendere Auswahl zu ermöglichen, den
spezifischen Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und die
Betriebsfähigkeit zu verbessern. Die normale Arbeitstätigkeit
wird vorzugsweise im oben erwähnten Zwischenmodus S1
ausgeführt.
Für diesen Fall kann die Abschaltung der Zuschaltpumpe 23
wie folgt ausgeführt werden.
Normalerweise ist in den Modi S1 und L1 die "vollständige
Abschaltung" festgelegt bzw. voreingestellt. Nur für den Fall,
dass der am oberen Abschnitt des Arbeitsmaschinenhebels 36
angebrachte Kickdownschalter 43 gedrückt wird und das Getriebe
in den ersten Gang schaltet bzw. sich im ersten Gang befindet,
wird ein Signal an das Abschaltsolenoid 32 abgegeben, um die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 wirksam und schnell
abzulassen.
Für den Fall, dass der Druck der Zuschaltpumpe 23 niedrig
ist und für die Arbeit zum Hochheben einer Last eine große
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge benötigt wird, fließt die
Hydraulikflüssigkeit der Zuschaltpumpe 23 durch den
Arbeitseinrichtungszylinder 42 hindurch, so dass es möglich
ist, die Zuladung schnell emporzuheben. Im Gegensatz dazu, wenn
die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge gering ist und für eine
Ausbaggerarbeit und eine große Vortriebskraft des
Fahrzeugkörpers benötigt wird, wird die Hydraulikflüssigkeit
der Zuschaltpumpe 23 abgelassen, so dass die Abtriebsleistung
des Motors 1 zu großen Teilen in Antriebskraft des Getriebes 9
umgesetzt wird, so dass eine große Vortriebskraft für das
Arbeitsfahrzeug erzielt werden kann.
Da die Arbeitsmaschine normalerweise in der leichten
Betriebsweise betrieben wird und sie nur beim Ausheben oder
Ausbaggern in eine schwere Betriebsweise umgeschaltet werden
muss, ist es möglich, die Arbeit ohne Verschwendung der
Motorleistung auszuführen.
Als nächstes folgt die Beschreibung einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Steuerungsblock-Diagramm eines
Arbeitsfahrzeugs (im Folgenden durch einen Radlader verkörpert)
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Für diesen
Fall werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen
Elemente der Fig. 1 verwendet, welche mit Bezug zur ersten
Ausführungsform schon beschrieben wurden, um eine sich
überlappende Beschreibung zu vermeiden.
Fig. 3 zeigt eine Einrichtung 48 zur Veränderung der
Ausgangsleistung (im Folgenden als Stellungsbegrenzungszylinder
48 bezeichnet), welche von einem Stellungsbegrenzungsventil 47
betätigt wird und an einem Bodenabschnitt vorgesehen ist, an
welchem sich das Gaspedal 46 abstützt, um frei an einem unteren
Abschnitt des Gaspedals 46 hervorzustehen. Das
Stellungsbegrenzungsventil 47 ist mit der Steuerung 40
elektrisch verbunden. Öffnet sich das
Stellungsbegrenzungsventil 47 auf Basis eines Signals oder
Befehls von der Steuerung 40, wird unter Druck stehende
Flüssigkeit bodenseitig dem Stellungsbegrenzungszylinder 48 von
einer (nicht gezeigten) Hydraulikflüssigkeitsquelle zugeführt,
wobei der Stellungsbegrenzungszylinder 48 teilweise vom Boden
der Fahrerkabine des Arbeitsfahrzeugs hervorsteht. Steht der
Stellungsbegrenzungszylinder 48 am Boden hervor, kann das
Gaspedal 46 nicht mehr über den Stellungsbegrenzungszylinder 48
hinaus nach unten gedrückt werden, selbst für den Fall, dass
die Bedienperson das Gaspedal 46 vollständig nach unten drückt,
wodurch die Maximaldrehzahl des Motors 1 reduziert wird.
Daher kann die Steuerung 40 die Maximaldrehzahl des Motors
1 auf zwei Stufen (hoch und niedrig) in Übereinstimmung mit
einem an das Stellungsbegrenzungsventil 47 abgegebene
Ausgangssignal frei festgelegt werden. Diese
Stellungsbegrenzung des Gaspedals 46 ist nicht auf zwei
Stellungen beschränkt. Mittels des
Stellungsbegrenzungszylinders 48 sind drei oder mehr "End-"
bzw. "Vollgasstellungen" möglich.
Weiterhin sind eine Lenkungspumpe 21 und eine verstellbare
Arbeitseinrichtungspumpe 22a mit verstellbarem
Verdrängungsvolumen bzw. Kapazität mit dem Motor 1 verbunden.
Ein Kapazitätsdetektor 49 zum Detektieren der Pumpenkapazität
ist an die verstellbare Arbeitseinrichtungspumpe 22a
angeschlossen. Der Kapazitätsdetektor 49 ist mit der Steuerung
40 elektrisch verbunden, wobei die Steuerung 40 die Kapazität
der verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe 22a detektieren
kann.
Weiterhin ist eine Einrichtung 50 zur Veränderung der
Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung (im Folgenden als
Kreislauf 50 zur Veränderung der Kapazität bezeichnet) zum
Verändern der Kapazität der verstellbaren
Arbeitseinrichtungspumpe 22a an diese angeschlossen. Der
Kreislauf 50 zur Veränderung der Kapazität ist mit einem
elektrisch mit der Steuerung 40 verbundenen Kapazitätssolenoid
51 und einem Kapazitätszylinder 52 versehen, welcher mittels
des Steuerdrucks des Kapazitätssolenoids 51 betätigt wird.
Ist das Kapazitätssolenoid 51 geschlossen, liefert die
verstellbare Arbeitseinrichtungspumpe 22a immer ein unter Druck
stehendes Fluid mit einem festgelegten großen Volumen.
Wenn weiterhin ein Befehlssignal von der Steuerung 40 an
das Kapazitätssolenoid 51 abgegeben wird, öffnet sich das
Kapazitätssolenoid 51 und ein Steuerdruck liegt am
Kapazitätszylinder 52 an. Anschließend fährt der Kolben des
Kapazitätszylinders 52 zur Veränderung des Winkels einer
Taumelscheibe 53 in der verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe
22a aus, so dass sich die Liefermenge der verstellbaren
Arbeitseinrichtungspumpe 22a reduziert. Je größer demnach die
Drehzahl des Motors 1 ist, desto größer ist die Drehzahl der
verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe 22a und desto kleiner
ist die Kapazität der verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe
22a, wobei sich die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge
reduziert.
Tabelle 2 zeigt die Kombinationen der
Abtriebscharakteristik des Motors 1, des Zeitpunkts des
Gangschaltens und die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge für
jeden der mittels des Modusschalters 45 auswählbaren Modi H2,
S2 und L2.
Befindet sich das Fahrzeug im Modus H2, ist die mögliche
Maximaldrehzahl des Motors 1 hoch und beim vollständigen
Herunterdrücken des Gaspedals 46, wird ein großes Drehmoment
erzeugt, wodurch Schwerlastarbeit ausgeführt werden kann.
Ferner sind die Gangschaltzeitpunkte der Tabelle 2 die gleichen
wie die der ersten Ausführungsform, so dass kein Heraufschalten
von der zweiten Geschwindigkeitsstufe in die dritte
Geschwindigkeitsstufe ausgeführt wird, solange das Fahrzeug
nicht mit einer bestimmten hohen Geschwindigkeit fährt.
Dementsprechend wird die Beschleunigung im Fahreinsatz und die
Fahrgeschwindigkeit erhöht. Dadurch wird das Anspruchsverhalten
des Fahrzeugs verbessert, so dass ein kraftvoller Fahreinsatz
ausgeführt werden kann.
Da weiterhin die Kapazität der verstellbaren
Arbeitseinrichtungspumpe 22a auf eine große Kapazität
festgelegt ist, ist die Arbeitsgeschwindigkeit des
Arbeitseinrichtungszylinders 42 hoch, so dass die Arbeit
schnell ausgeführt werden kann.
Für den Fall, dass die Arbeitsleistung im Vergleich zum
spezifischen Kraftstoffverbrauch im Schwerlastbetrieb in
derselben Weise wie im Modus H1 wichtiger ist, wird häufig der
Modus H2 ausgewählt. Da weiterhin die Modi S2 und L2 jeweils
die gleichen Betriebscharakteristika wie die Modi S1 und L1
aufweisen, wird die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge in jedem
dieser Fälle reduziert, wobei hierbei der spezifische
Kraftstoffverbrauch im Vordergrund steht. Ferner steuert der
Modus L2 die Maximaldrehzahl des Motors 1 und entspricht einem
Modus, bei welchem der spezifische Kraftstoffverbrauch wichtig
ist.
Wie oben erwähnt, ist erfindungsgemäß die Maximaldrehzahl
des Motors 1 mittels Beschränkung des Maximalwinkels des
Gaspedals 46 auf einen geringeren Wert als die Maximaldrehzahl
einstellbar. Demgemäß ist es möglich, die Leistung des Motors 1
mit einem Hydraulikkreislauf ohne die Verwendung eines
komplexen elektronischen Kreislaufs, wie zum Beispiel einem
elektronischen Regler oder dergleichen, zu steuern und kein
unnotwendiges Drehmoment zu erzeugen, kann der spezifische
Kraftstoffverbrauch niedrig gehalten werden.
Da weiterhin der spezifische Kraftstoffverbrauch durch
Steuerung des maximalen Pedalwinkels des Gaspedals 46 reduziert
ist, ändern sich die Abtriebscharakteristik des Motors 1 zu
einem Zeitpunkt, wenn das Gaspedal 46 teilweise
heruntergedrückt ist, in keinem der Modi H2, L2 und S2.
Dementsprechend wird in jedem der Modi bezüglich desselben
Gaspedalwinkels dasselbe Drehmoment abgegeben, wobei sich die
Bedienperson schnell an die Motorcharakteristika gewöhnen und
zum Beispiel das Drehmoment gemäß einer Einstellung oder
Anstellung des Pedalwinkels einfach einstellen kann.
Da weiterhin die Arbeitseinrichtungspumpe 22a eine
verstellbare Kapazität aufweist und die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge aufgrund des Modusschalters
45 verändert wird, ist die Zuschaltpumpe 23 der ersten
Ausführungsform nicht erforderlich. Da es zur Veränderung der
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge möglich ist, den Winkel der
Taumelscheibe 53 zu verändern, ist es möglich eine Mehrzahl von
Stufen zusätzlich zu den beiden oben erwähnten Stufen (groß und
klein) einzustellen. Da die Anzahl der Wahlmöglichkeiten
bezüglich der Arbeitstätigkeit erhöht ist, kann eine gute
Kapazitätssteuerung ausgeführt, der spezifische
Kraftstoffverbrauch effektiver reduziert und die
Funktionsfähigkeit des Arbeitsfahrzeuges verbessert werden.
In der Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
wird die Abtriebscharakteristik des Motors 1 auf zwei
verschiedene Charakteristika festgelegt und auf eine der beiden
geschaltet. Das Festlegen der Charakteristika ist jedoch nicht
auf diese beiden beschränkt und es können mehrere Arten von
Charakteristika vorgesehen werden. Bezüglich des
Schaltzeitpunkts ist die Steuerstruktur so ausgelegt, dass nur
die Fahrzeuggeschwindigkeiten V1 und V2 verändert werden
können, bei welchen aus der zweiten Geschwindigkeitsstufe in
die dritte Geschwindigkeitsstufe heraufgeschaltet wird, wobei
jedoch der Zeitpunkt für das Herunterschalten in der gleichen
Art und Weise verändert werden kann oder Einstellungen
bezüglich anderer Schaltstufen, wie zum Beispiel einer
Einstellung für das Hochschalten aus der ersten
Geschwindigkeitsstufe in die zweite Geschwindigkeitsstufe oder
dergleichen vorgesehen werden können.
Zusätzlich sind die Modi, aus welchen ausgewählt wird,
nicht auf drei Modi (H1, S1 und L1 bzw. H2, S2 und L2)
beschränkt, sondern es können zwei, vier oder mehr Modi
vorgesehen werden.
Claims (7)
1. Arbeitsfahrzeug aufweisend:
eine Einrichtung (38, 48) zur Veränderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Abtriebscharakteristik eines Motors (1) in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung (39) zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts zur Änderung des Gangschaltzeitpunkts eines Automatikgetriebes (9) in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung (35, 50) zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung zur Änderung der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge eines unter Druck stehenden Fluids in einer Mehrzahl von Stufen, welches durch eine Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung fließt;
eine Einrichtung (40) zur Festlegung des Modus zum gemeinsamen Kombinieren der Abtriebscharakteristik des Motors (1), des Gangschaltzeitpunkts des Automatikgetriebes (9) und der festgelegten Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge miteinander, um eine Mehrzahl von Modi festzulegen, wobei die Einrichtung (40) zur Festlegung des Modus aus diesen Modi frei Auswählen kann.
eine Einrichtung (38, 48) zur Veränderung der Ausgangsleistung zur Änderung der Abtriebscharakteristik eines Motors (1) in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung (39) zur Veränderung des Gangschaltzeitpunkts zur Änderung des Gangschaltzeitpunkts eines Automatikgetriebes (9) in einer Mehrzahl von Stufen;
eine Einrichtung (35, 50) zur Veränderung der Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung zur Änderung der Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge eines unter Druck stehenden Fluids in einer Mehrzahl von Stufen, welches durch eine Betätigungsvorrichtung der Arbeitseinrichtung fließt;
eine Einrichtung (40) zur Festlegung des Modus zum gemeinsamen Kombinieren der Abtriebscharakteristik des Motors (1), des Gangschaltzeitpunkts des Automatikgetriebes (9) und der festgelegten Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge miteinander, um eine Mehrzahl von Modi festzulegen, wobei die Einrichtung (40) zur Festlegung des Modus aus diesen Modi frei Auswählen kann.
2. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl
von Modi einen Modus (H1, H2) aufweisen, bei welchem
vorzugsweise die Arbeitsleistung des Arbeitsfahrzeugs optimiert
ist, und einen Modus (L1, L2) aufweisen, bei welchem
vorzugsweise der spezifische Kraftstoffverbrauch des
Arbeitsfahrzeugs optimiert ist.
3. Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei ein für die
normale Betriebsweise geeigneter Zwischenmodus (S1, S2)
zwischen den beiden Modi (H, L) vorgesehen ist, bei welchem die
Arbeitsleistung und der spezifische Kraftstoffverbrauch des
Arbeitsfahrzeuges optimiert ist.
4. Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Einrichtung (38) zur Veränderung der Ausgangsleistung
ein elektronischer Regler zur Steuerung der
Kraftstoffeinspritzung ist, um die Abtriebscharakteristik des
Motors (1) in einer Mehrzahl von Stufen gemäß einem Signal oder
einem Befehl der Einrichtung (40) zur Festlegung des Modus zu
verändern.
5. Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Einrichtung (48) zur Veränderung der Ausgangsleistung
ein Stellungsbegrenzungszylinder (48) zur Steuerung eines
maximalen Pedalwinkels eines Gaspedals (46) ist, um die
Abtriebscharakteristik des Motors (1) in einer Mehrzahl von
Stufen gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung
(40) zur Festlegung des Modus zu verändern.
6. Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Einrichtung (35) zur Veränderung der Durchflussmenge
in der Arbeitseinrichtung ein Abschaltkreislauf (35) zum
Ablassen der Hydraulikflüssigkeit einer Zuschaltpumpe (23) ist,
um die Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge des unter Druck
stehenden Fluids, welches durch die Betätigungsvorrichtung der
Arbeitseinrichtung hindurchfließt, in einer Mehrzahl von Stufen
gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung (40) zur
Festlegung des Modus zu verändern.
7. Arbeitsfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder
5, wobei die Einrichtung (50) zur Veränderung der
Durchflussmenge in der Arbeitseinrichtung ein Kreislauf (50)
zur Veränderung der Kapazität zur Änderung der Kapazität einer
verstellbaren Arbeitseinrichtungspumpe (22a) ist, um die
Arbeitseinrichtungsdurchflussmenge des unter Druck stehenden
Fluids, welches durch die Betätigungsvorrichtung der
Arbeitseinrichtung hindurchfließt, in einer Mehrzahl von Stufen
gemäß einem Signal oder einem Befehl der Einrichtung (40) zur
Festlegung des Modus zu verändern.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-330424 | 1999-11-19 | ||
JP33042499A JP2001152921A (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | 積込作業車両 |
Publications (2)
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