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Die
Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug, bei welchem in einfacher
Weise ein Arbeitsmodus für
einen Arbeits- und Fahreinsatz festlegbar ist.
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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. 4 zeigt
ein in der obigen Publikation offenbartes Systemsteuerungs-Diagramm eines Radladers
und es folgt eine Beschreibung des Standes der Technik mit Bezug
auf 4.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
Wenn weiterhin der Hydraulikdruck der Hydraulikpumpe 5 hoch ist,
wird das Hauptentlastungsventil 16 geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit
der Hydraulikpumpe 4 wird abgelassen.
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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.
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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.
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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.
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Es
gibt jedoch die folgenden Probleme im Stand der Technik.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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; und
eine
Einrichtung zum freien Auswählen
aus diesen Modi.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Druckstehenden 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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die Zeichnung erläutert.
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1 zeigt
ein Steuerungsblock-Diagramm für
einen Arbeits- und Fahreinsatz eines Radladers gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 zeigt
charakteristische Kurven des in 1 gezeigten
Motors;
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3 zeigt
ein Steuerungsblock-Diagramm für
den Arbeits- und
den Fahreinsatz eines Radladers gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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4 zeigt
ein Steuerungsblock-Diagramm eines Arbeitsfahrzeugs gemäß dem Stand
der Technik.
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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 4 verwendet,
um eine sich überschneidende
Beschreibung zu vermeiden.
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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.
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In 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wie
in 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
folgt die Beschreibung des Betriebs eines Hydraulikkreislaufs in
einem Radlader, welcher in der oben beschriebenen Weise aufgebaut
ist.
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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 (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.
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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 (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.
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Für den Fall,
dass sich die Liefermenge der Lenkungspumpe 21 weiter erhöht, gelangt
das Schaltventil 26 in die Position R (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.
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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.
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Der
Abschaltkreislauf 35 ist in die dritte Umschaltzuleitung
eingeschaltet bzw. an ihr angeschlossen angeordnet. Nachfolgend
wird die Betriebsweise des Abschaltkreislaufs 35 beschrieben.
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Für den Fall,
dass von der Steuerung 40 kein elektrisches Signal an das
Abschaltsolenoid 32 abgegeben wird, ist das Abschaltsolenoid 32 geschlossen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
folgt eine Beschreibung von jedem dieser Modi beim Bedienen des
Radladers und einer Wirkungsweise der Steuerung 40 zum
Festlegen dieser Modi.
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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.
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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.
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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).
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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.
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Weiterhin
gibt die Steuerung 40 ein Signal an das Abschaltsolenoid 32 ab,
so dass die Abschaltbedingung auf "partielle Abschaltung" eingestellt ist.
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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.
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Der
Modus H1 wird häufig
für den
Fall ausgewählt,
in welchem die Arbeitsleistung im Falle einer schweren Aufladung
gegenüber
dem spezifischen Kraftstoffverbrauch bevorzugt ist.
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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.
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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.
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Der
Modus S1 wird häufig
ausgewählt,
um den spezifischen Kraftstoffverbrauch im Normalbetrieb zu reduzieren.
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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.
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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.
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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.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Modus L1 insbesondere für
das Erfordernis eines geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauchs
bei leichter Arbeitstätigkeit
ausgewählt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 51 ausgeführt.
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Für diesen
Fall kann die Abschaltung der Zuschaltpumpe 23 wie folgt
ausgeführt
werden.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
folgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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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 1 verwendet,
welche mit Bezug zur ersten Ausführungsform schon
beschrieben wurden, um eine sich überlappende Beschreibung zu
vermeiden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ist
das Kapazitätssolenoid 51 geschlossen,
liefert die verstellbare Arbeitseinrichtungspumpe 22a immer
ein unter Druck stehendes Fluid mit einem festgelegten großen Volumen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.