DE102014101781A1

DE102014101781A1 - Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102014101781A1
Application number: DE102014101781.1A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu AIZAWA; Makoto Noguchi
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US20140290236A1; US9772018B2

Abstract

Eine Arbeitsmaschine ist vorgesehen, die über eine Gaspedalbetätigung zur Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung selbst während der Ausführung von Arbeit unter einer Bedingung fähig ist, bei der eine Motordrehzahl konstant gehalten wird. Die Arbeitsmaschine hat den normalen Modus zur Ausführung einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Grads des Niederdrückens des Gaspedals und durch Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl, und den Gerätemodus zum Ausführen einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grads des Niederdrückens des Gaspedals unabhängig von der Motordrehzahl.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine, wie zum Beispiel einen Radlader.
Bisher bekannte Arbeitsmaschinen sind zum Beispiel ein Radlader, wie er in der JP-A 8-40223 (1996) beschrieben ist.
Dieser Radlader umfasst einen Vorderwagen, der Vorderräder aufweist, und einen Hinterwagen, der Hinterräder aufweist. Der Vorderwagen hat eine Arbeitsvorrichtung und der Hinterwagen ist mit einem Verbrennungsmotor und einem hydrostatischen Antrieb (HST) ausgerüstet.
Die Arbeitsvorrichtung hat einen Hubrahmen, der frei nach oben und nach unten geschwenkt werden kann, und eine Schaufel, die am vorderen Ende des Hubrahmens zur freien Schwenkbewegung angeordnet ist. Anstelle der Schaufel kann auch ein anderes Anbaugerät am vorderen Ende des Hubrahmens angebracht werden.
Der hydrostatische Antrieb hat eine Hydrostatpumpe (HST-Pumpe), die als eine Taumelscheibenpumpe mit variablem Verdrängungsvolumen (Verstellpumpe) konstruiert ist, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, sowie einen Hydrostatmotor, der über ein Paar Geschwindigkeitsänderungs-Ölleitungen eine Verbindung in einem geschlossenen Kreislauf mit der Hydrostatpumpe herstellt. Der Hydrostatmotor wird mit von der Hydrostatpumpe gefördertem Öl angetrieben, und das Hinterrad wird von einer Drehkraft angetrieben, die vom Hydrostatmotor erzeugt wird. Durch Vornehmen von Änderungen am Winkel der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe ist es möglich, die Förderrichtung sowie auch die Förderrate des von der Hydrostatpumpe geförderten Hydrauliköls zu variieren und dadurch eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Radladers zu gestatten, während die Fahrzeuggeschwindigkeit in stufenloser Weise variiert wird.
Darüber hinaus hat der Radlader ein Gaspedal. Durch die Druckbetätigung des Gaspedals wird eine Motordrehzahl gesteuert, und bei einer Änderung der Motordrehzahl wird ein Steuerdruck für die Steuerung der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe variiert. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Steuerdrucks für die Taumelscheibe gesteuert.
Zusätzlich hat der Radlader ein Kriechpedal zum Verlangsamen und Anhalten des Radladers. Das Kriechpedal ist dazu konstruiert, den Winkel der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe zu verringern, wenn es gedrückt wird, um eine Verlangsamung und ein Anhalten des Radladers zu gestatten.
Bei dem wie oben beschriebenen Radlader erfolgt eine normale Fahrsteuerung über die Betätigung des Gaspedals. Das heißt, dass bei einer Erhöhung des Grads des Niederdrückens des Gaspedals die Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmend größer wird und auf der anderen Seite bei einer Verringerung des Grads des Niederdrückens des Gaspedals die Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmend langsamer wird.
Ferner wird in einem Fall, in dem anstelle der Schaufel ein Anbaugerät, bei dem ein Antriebsabschnitt mit einer festen Drehzahl gedreht werden muss, wie zum Beispiel eine Kehrmaschine (Reinigungsvorrichtung) oder eine Mähmaschine (ein Rasenmäher) auf dem Radlader angebracht ist, eine Arbeit ausgeführt, während die Motordrehzahl konstant gehalten wird. In diesem Fall kann die Fahrsteuerung nicht durch das Gaspedal erfolgen, weshalb dann das Kriechpedal zur Fahrsteuerung verwendet wird.
In dem Fall, in dem eine Fahrsteuerung durch das Kriechpedal ausgeführt wird, beginnt der Radlader zu fahren, wenn das Kriechpedal in einem gedrückten Zustand zurückgeführt (losgelassen) wird, und wenn es gewünscht ist, den Radlader anzuhalten, wird auf das Kriechpedal getreten.
Das heißt, dass die Fahrsteuerung über das Kriechpedal umgekehrt zur Fahrsteuerung durch das Gaspedal erfolgt. Für einen unerfahrenen Benutzer ergibt sich dadurch ein Problem durch die Schwierigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeitseinstellung.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben erwähnten Problems gemacht, und demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Arbeitsmaschine vorzusehen, bei der eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung über die Gaspedalbetätigung selbst während einer Ausführung von Arbeit unter einer Bedingung möglich ist, bei der eine Motordrehzahl konstant gehalten wird.
Das oben beschriebene Problem wird durch eine Arbeitsmaschine gelöst, welche die Merkmale von Anspruch 1 enthält.
Es folgen die Merkmale technischer Maßnahmen, die von der vorliegenden Erfindung zur Lösung des oben genannten Problems vorgenommen werden.
In der Erfindung gemäß Anspruch 1 ist eine Arbeitsmaschine vorgesehen, umfassend:
eine Hydrostatpumpe, die als eine Taumelscheibenpumpe mit variablem Verdrängungsvolumen konstruiert ist, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird;
einen Hydrostatmotor, der über ein Paar Geschwindigkeitsänderungs-Ölleitungen eine Verbindung in einem geschlossenen Kreislauf mit der Hydrostatpumpe herstellt, zum Antreiben einer Fahrvorrichtung, indem diese mit von der Hydrostatpumpe gefördertem Öl angetrieben wird;
eine Steuereinheit zum Steuern des Verbrennungsmotors und der Hydrostatpumpe; und
ein Gaspedal zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit,
wobei die Steuereinheit einen normalen Modus zum Ausführen einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Motordrehzahl auf der Grundlage eines Grades des Niederdrückens des Gaspedals und durch Steuern einer Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl, und
einen Gerätemodus hat zum Ausführen einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals unabhängig von der Motordrehzahl.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 2 umfasst die Arbeitsmaschine ferner:
einen Servo-Zylinder zum Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe;
ein Taumelscheibensteuerungsventil, das als ein elektromagnetisches Proportionalventil konstruiert ist, zum Speisen von Hydrauliköl von einer Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, an den Servo-Zylinder als ein Steuerdruck für die Taumelscheibe; und
einen Gaspedal-Positionssensor zum Erfassen eines Grades der Betätigung des Gaspedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit,
wobei in dem normalen Modus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an den Verbrennungsmotor ausgegeben wird, dass die Motordrehzahl auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals gesteuert wird, und auch ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl gesteuert wird,
und wobei in dem Gerätemodus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals gesteuert wird.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 3 umfasst die Arbeitsmaschine ferner:
ein Kriechpedal; und
einen Kriechpedalpositionssensor zum Erfassen eines Grades der Betätigung des Kriechpedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit,
wobei in dem normalen Modus und in dem Gerätemodus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe durch eine Druckbetätigung des Kriechpedals verringert wird.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 4 umfasst die Arbeitsmaschine ferner:
ein Gaspedaleinstellelement zum Einstellen einer Motordrehzahl auf ein vorbestimmtes Drehzahlniveau in dem Gerätemodus.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 5 umfasst die Arbeitsmaschine ferner:
eine Arbeitsvorrichtung zur Ausführung von Arbeit,
wobei die Steuereinheit dazu fähig ist, eine Motordrehzahl auf der Grundlage einer ersten bis dritten Steuerkennlinie zu steuern, die eine Beziehung zwischen dem Betätigungsgrad des Gaspedals und Motordrehzahl definieren,
und wobei die Steuereinheit umfasst:
einen ersten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der arbeitsdrehzahlorientierten ersten Steuerkennlinie während einer Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung;
einen zweiten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der kraftstoffsparsamkeitsorientierten zweiten Steuerkennlinie, wenn eine Fahrlast kleiner als eine vorbestimmte Last während einer Fahrt ist; und
einen dritten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der dritten Steuerkennlinie, die zwischen der ersten Steuerkennlinie und der zweiten Steuerkennlinie liegt, wenn eine Fahrlast größer oder gleich der vorbestimmten Last während einer Fahrt ist.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 6 umfasst die Arbeitsmaschine ferner:
einen Servo-Zylinder zum Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe;
ein Taumelscheibensteuerungsventil, das als ein elektromagnetisches Proportionalventil konstruiert ist, zum Speisen von Hydrauliköl von einer Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, an den Servo-Zylinder als ein Steuerdruck für die Taumelscheibe,
ein Kriechpedal zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit; und
einen Kriechpedalpositionssensor zum Erfassen des Grades des Niederdrückens des Kriechpedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit,
wobei das Taumelscheibensteuerungsventil mit einem Befehlssignal gesteuert wird, das von der Steuereinheit in einer solchen Weise ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe durch eine Druckbetätigung des Kriechpedals verringert wird,
und wobei der erste Motordrehzahlsteuerabschnitt die Motordrehzahl während der Betätigung des Kriechpedals gemäß der ersten Steuerkennlinie steuert.
Bei der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist die Arbeitsmaschine dazu fähig, eine Auswahl zwischen dem normalen Modus und einem Economy-Modus vorzunehmen, wobei in dem normalen Modus eine Motordrehzahl allgemein gemäß der ersten Steuerkennlinie gesteuert wird und in dem Economy-Modus die Motordrehzahl von dem ersten bis dritten Motordrehzahlsteuerabschnitt gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung bietet die folgenden Auswirkungen.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 wird im normalen Modus die Motordrehzahl auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals gesteuert und wird die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl gesteuert. Hierdurch wird es möglich, eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung über die übliche Gaspedalbetätigung auszuüben; das heißt, dass es hierdurch möglich wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern, während die Motordrehzahl über die Druckbetätigung des Gaspedals eingestellt wird.
Darüber hinaus wird im Gerätemodus die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals unabhängig von der Motordrehzahl gesteuert. Hierdurch wird es möglich, die Motordrehzahl durch die Druckbetätigung des Gaspedals selbst in einem Zustand zu steuern, in dem die Motordrehzahl konstant gehalten wird. Demgemäß kann selbst in dem Fall, in dem ein Anbaugerät verwendet wird, bei dem ein Antriebsabschnitt mit einer festen Drehzahl gedreht werden muss, eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch die selbe Betätigung wie die übliche Gaspedalbetätigung gesteuert werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist es möglich, eine Realisierung eines Systems zu ermöglichen, das eine Auswahl vornehmen kann zwischen einem Verfahren zum Ausüben einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Motordrehzahl über die Druckbetätigung des Gaspedals und einem Verfahren zum Ausüben einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe über die Druckbetätigung des Gaspedals unabhängig von der Motordrehzahl.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit sowohl im normalen Modus als auch im Gerätemodus auf befriedigende Weise verringert werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 kann im Gerätemodus die Motordrehzahl mit dem Gaseinstellelement auf ein vorbestimmtes Drehzahlniveau eingestellt werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 wird während einer Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung die Motordrehzahl gemäß der arbeitsdrehzahlorientierten ersten Steuerkennlinie gesteuert, wodurch die Arbeit mit hoher Effizienz ausgeführt werden kann.
Darüber hinaus wird während einer Fahrt die Motordrehzahl gemäß der kraftstoffsparsamkeitsorientierten zweiten Steuerkennlinie gesteuert, wenn eine Fahrlast kleiner als eine vorbestimmte Last ist, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert werden kann.
Zusätzlich wird während einer Fahrt die Motordrehzahl gemäß der dritten Steuerkennlinie gesteuert, die zwischen der ersten Steuerkennlinie und der zweiten Steuerkennlinie liegt, wenn eine Fahrlast größer oder gleich der vorbestimmten Last ist. Demgemäß kann, selbst wenn eine Fahrlast während einer Motordrehzahlsteuerung gemäß der zweiten Steuerkennlinie häufig größer oder gleich der vorbestimmten Last wird, eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden.
Wie oben beschrieben ist es möglich, eine Arbeitsmaschine vorzusehen, die sowohl zu einer Steigerung der Kraftstoffeffizienz und zu einer höchst effizienten Ausführung von Arbeit fähig ist.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 wird der Grad des Niederdrückens des Kriechpedals vom Kriechpositionssensor erfasst und wird der erfasste Grad in die Steuereinheit eingegeben. Dann kann ein Befehlssignal von der Steuereinheit in einer solchen Weise an das Taumelscheibensteuerventil ausgegeben werden, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grads des Niederdrückens des Kriechpedals verringert wird. Darüber hinaus ist es, da das Kriechpedal zur Arbeit mit der Arbeitsmaschine verwendet wird, möglich, die Erfassung der Pedaldruckbetätigung durch den Kriechpedalpositionssensor dazu zu verwenden, die Ausführung und Arbeit zu erkennen.
Auf diese Weise steuert der erste Motordrehzahlsteuerabschnitt die Motordrehzahl während der Betätigung des Kriechpedals gemäß der ersten Steuerkennlinie. Hierdurch wird es möglich, auf das Vorsehen zusätzlicher Erfassungsmittel zum Erkennen der Ausführung von Arbeit zu verzichten, wodurch es möglich wird, die Maschine mit geringeren Kosten zu bauen.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 ist es Bedienpersonen möglich, eine Auswahl zwischen dem normalen Modus, der fahrgeschwindigkeits- und arbeitsdrehzahlorientiert ist, und dem sparsamen Modus auszuwählen, der eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht. Dies ist für die Bedienpersonen sehr günstig.
1 ist eine Seitenansicht eines Radladers.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil des Hydraulikkreislaufs und des elektrischen Steuersystems des Radladers zeigt.
3A ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungssystem im normalen Modus zeigt.
3B ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungssystem im Gerätemodus zeigt.
4A ist ein Motordrehzahl-Steuerungs-Map gemäß der vorliegenden Erfindung zum Definieren der Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Grad des Gaspedaldrucks.
4B ist ein Motordrehzahl-Steuerungs-Map, das sich auf ein Vergleichsbeispiel bezieht.
Es folgen Erläuterungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen.
1 veranschaulicht einen Radlader 1 als eine Arbeitsmaschine.
Der Radlader 1 ist eine knickgelenkte Arbeitsmaschine, deren fahrbarer Maschinenkörper 1A aus einem Vorderwagen 2 und einem Hinterwagen 3 besteht. Der Vorderwagen 2 hat ein Paar aus einem rechten und einem linken Vorderrad 5, und der Hinterwagen 3 hat ein Paar aus einem rechten und einem linken Hinterrad 6.
An der Vorderseite des Hinterwagens 3 ist ein Kopplungselement 4 zur freien Drehung innerhalb eines vorbestimmten Drehbereichs um eine Achse, die in einer Vor-Rück-Richtung angeordnet ist, bzw. die Vor-Rück-Achse angeordnet, und die Rückseite des Vorderwagens 2 ist mit dem Kopplungselement 4 für eine freie Knickbewegung von einer Seite auf die andere um eine Achse, die in einer Richtung von oben nach unten angeordnet ist, bzw. die senkrechte Achse gekoppelt.
Ein Lenkzylinder 7, der als ein Hydraulikzylinder konstruiert ist, ist quer zum Kopplungselement 4 und dem Vorderwagen 2 angeordnet. Mit der Teleskopbewegung des Lenkzylinders 7 wird der Vorderwagen 2 relativ zum Hinterwagen 3 von einer Seite auf die andere geknickt, wodurch dem Radlader 1 eine Schwenkbewegung von einer Seite auf die andere verliehen wird.
Außerdem ist der Vorderwagen 2 mit einer Arbeitsvorrichtung 8 (vorderen Arbeitsvorrichtung) ausgerüstet. Die Arbeitsvorrichtung 8 umfasst ein Paar aus einer rechten und einer linken Seite des Hubrahmens 9 und einer Schaufel 10. Die rechte und die linke Seite des Hubrahmens 9 sind an ihrer Basisseite zur freien Drehung um eine Achse gelagert, die in einer Rechts-Links-Richtung verläuft, bzw. der horizontalen Achse, über einen Stützrahmen 11, der im Vorderwagen 2 befestigt ist, so dass er nach oben und nach unten geschwenkt werden kann. Die Schaufel 10 ist mit dem vorderen Ende der rechten und linken Seite des Hubrahmens 9 zur freien Schwenkbewegung um die waagrechte Achse gekoppelt. Die rechte und die linke Seite des Hubrahmens 9 werden von einem Hubzylinder 12 angetrieben, und die Schaufel 10 wird von einem Schaufelzylinder 13 angetrieben. Der Hubzylinder 12 und der Schaufelzylinder 13 sind jeweils als ein Hydraulikzylinder konstruiert.
Die Schaufel 10 ist jedoch abnehmbar installiert, so dass auch ein anderes Anbaugerät als die Schaufel 10, wie zum Beispiel eine Kehrmaschine, eine Mähmaschine oder ein Brecher am vorderen Ende des Hubrahmens 9 angebracht werden können.
Der Hinterwagen 3 ist mit einem Fahrersitz 14, einem Dach mit vier Säulen 15, das als eine flächige Schutzvorrichtung für den Fahrersitz dient, einem Lenkrad 16 zur Betätigung des Lenkzylinders 7, einem Arbeitsvorrichtungs-Betätigungshebel 17 zur Betätigung der Arbeitsvorrichtung 8 und einem Verbrennungsmotor 18 (Dieselmotor) ausgerüstet.
2 zeigt einen Teil des Hydraulikkreislaufs und des elektrischen Steuerungssystems des Radladers 1.
In 2 stellt ein Bezugszeichen 18 einen Verbrennungsmotor, ein Bezugszeichen 19, einen hydrostatischen Antrieb (HST) für eine Fahrvorrichtung, ein Bezugszeichen 20 eine Steuereinheit zum Steuern des Verbrennungsmotors 18 und des hydrostatischen Antriebs 19, ein Bezugszeichen 21 ein Gaspedal zum Erhöhen und zum Verringern der Geschwindigkeit des Radladers 1, ein Bezugszeichen 22 ein Kriechpedal zum Verlangsamen und Anhalten des Radladers 1, ein Bezugszeichen 23 eine Hauptpumpe und ein Bezugszeichen 24 eine Unterpumpe (Ladepumpe) dar.
Der hydrostatische Antrieb 19 umfasst eine Hydrostatpumpe 26, die von dem Verbrennungsmotor 18 angetrieben wird, und einen Hydrostatmotor 29, der über ein Paar Geschwindigkeitsveränderungs-Ölleitungen 27 und 28 in einem geschlossenen Kreislauf eine Verbindung mit der Hydrostatpumpe 26 herstellt. Der Hydrostatmotor 29 wird durch von der Hydrostatpumpe 26 gefördertes Öl angetrieben, und das Vorderrad 5 und das Hinterrad 6 werden in dieser Ausführungsform von einer Drehkraft angetrieben, die vom Hydrostatmotor 29 erzeugt wird.
Die Hydrostatpumpe 26 ist als eine Taumelscheibenpumpe mit variablem Verdrängungsvolumen konstruiert. Durch das Vornehmen von Veränderungen am Winkel der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 ist es möglich, die Förderrichtung und auch die Förderrate des von der Hydrostatpumpe geförderten Hydrauliköls zu variieren. Hierdurch kann bei der vorliegenden Konstruktion die Drehzahl der Ausgangswelle des Hydrostatmotors 29 variiert werden (und kann die Fahrzeuggeschwindigkeit des Radladers 1 variiert werden) und zwar in einer stufenlosen Art und Weise in einer Richtung zum Bewegen des Radladers 1 vorwärts (eine Richtung, um eine normale Drehung des Hydrostatmotors 29 zu verursachen) oder in einer Richtung zum Bewegen des Radladers 1 rückwärts (einer Richtung, um eine Rückwärtsrotation des Hydrostatmotors 29 zu verursachen).
Der Hydrostatmotor 29 ist als ein Taumelscheibenmotor mit variablem Hubraum konstruiert, bei dem der Winkel der Taumelscheibe des Hydrostatmotors 29 (der Neigungswinkel der Taumelscheibe) mit einem Befehlssignal von der Steuereinheit 20 gesteuert werden kann, und die Hydrostat-Bremskraft kann durch Vergrößern des Winkels der Taumelscheibe des Hydrostatmotors 29 ausgeübt werden. Eine Kraft wird von einer Ausgangswelle 30 des Hydrostatmotors 29 über einen Zahnradgetriebemechanismus 31 auf eine Getriebewelle 32 übertragen und wird dann von der hinteren Seite der Getriebewelle 32 über eine Hinterrad-Differenzialvorrichtung 33 auf rechte und linke Hinterachsen 34 übertragen, und schließlich wird die Kraft von den Hinterachsen 34 auf die Hinterräder 6 übertragen, wodurch die Hinterräder 6 angetrieben werden. Außerdem wird auch die Kraft von der Vorderseite der Getriebewelle 32 über eine Antriebswelle, eine Vorderraddifferenzialvorrichtung, Vorderachsen und so weiter auf die Vorderräder 5 übertragen, wodurch die Vorderräder 5 angetrieben werden.
Die Vorder- und Hinterräder 5 und 6, ein Lagergehäuse zum Lagern der Vorder- und der Hinterräder 5 und 6, ein Kraftübertragungssystem zum Übertragen von Kraft vom Hydrostatmotor 29 auf die Vorder- und Hinterräder 5 und 6 und so weiter stellen zusammen die Fahrvorrichtung dar.
Die Drehzahl der Getriebewelle 32 kann von einem Drehsensor 35 erfasst werden. Der Drehsensor 35 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, so dass ein von dem Drehsensor 35 erfasster Wert in die Steuereinheit 20 eingegeben werden kann. In der Steuereinheit 20 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnung auf der Grundlage des von dem Drehsensor 35 erfassten Wertes durchgeführt.
Wenn eine auf der Grundlage des von dem Drehsensor 35 erfassten Wertes erhaltene tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit ist, die von einem Befehlswert für eine Motordrehzahl bezogen wird, der von der Steuereinheit 20 ausgegeben wird (das heißt, wenn eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt), dann wird erkannt, dass eine Fahrlast an den Radlader 1 anliegt. Darüber hinaus wird der Grad der Fahrlast auf der Grundlage der Differenz zwischen der Zielfahrzeuggeschwindigkeit und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Der Begriff „Fahrlast“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Last, die bei einer Bergauffahrt, beim Einfahren in eine Kurve oder zu anderen Gelegenheiten an den Radlader 1 anliegt.
Die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 wird durch einen Servo-Zylinder 36 einer Winkelveränderungsbetätigung unterzogen. Der Servo-Zylinder 36 ist über eine Vorwärts-Ölleitung 37 und eine Rückwärts-Ölleitung 38 mit einem Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 verbunden. Das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39, das als ein elektromagnetisches 4/3-Wegeventil konstruiert ist, wird durch eine Feder 41 bei einer Endmagnetisierung einer Spule 40 in einer neutralen Position 39a gehalten. In Reaktion auf ein Anregungssignal von der Steuereinheit 20 wird das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 von der neutralen Position 39a in eine Vorwärtsfahrposition 39b oder eine Rückwärtsfahrposition 39c verschoben.
Nach dem Verschieben des Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventils 39 in die Vorwärtsfahrposition 39b wird die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 kippbar, um die normale Drehung des Hydrostatmotors 29 zu ermöglichen. Auf der anderen Seite wird nach dem Verschieben des Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventils 39 in die Rückwärtsfahrposition 39c die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 kippbar, um die Rückwärtsrotation des Hydrostatmotors 29 zu ermöglichen.
Das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 ist über eine Steuerdruck-Zufuhrleitung 42 mit einem Taumelscheibensteuerventil 43 verbunden. Das Taumelscheibensteuerventil 43 ist zum Steuern des Drucks des Drucköls konstruiert, das dem Servo-Zylinder 36 zugeführt wird (Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26). Das Taumelscheibensteuerventil 43, das als ein elektromagnetisches Proportionalventil konstruiert ist, ist dazu fähig, den Druck des Drucköls zu steuern, das dem Servo-Zylinder 36 mit Hilfe eines Befehlssignals (einem aktuellen Befehlswert) von der Steuereinheit 20 zugeführt wird.
Die Steuereinheit 20 ist mit einem Vorwärts-Rückwärts-Auswahlschalter 44 verbunden, und über die Betätigung des Vorwärts-Rückwärts-Auswahlschalters 44 kann das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 bestromt werden, so dass es in die Vorwärtsfahrposition 39b oder die Rückwärtsfahrposition 39c verschoben werden kann.
Die Steuereinheit 20 ist auch mit einem Neutralschalter 45 verbunden, und über die Betätigung des Neutralschalters 45 wird das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 entmagnetisiert, so dass es von der Vorwärtsfahrposition 39b oder der Rückwärtsfahrposition 39c in die neutrale Position 39a verschoben werden kann.
Das Gaspedal 21 ist dazu konstruiert, über seine Druckbetätigung die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern. Der Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21 wird von einem Gaspedalpositionssensor 46, der als ein Potentiometer konstruiert ist, erfasst. Der Gaspedalpositionssensor 46 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, so dass ein erfasster Wert (der Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21) von dem Gaspedalpositionssensor 46 in die Steuereinheit 20 eingegeben werden kann.
Das Kriechpedal 22, das zu einer Druckbetätigung fähig ist, ist so konstruiert, dass nach einem Niederdrücken des Pedals zu einem vorbestimmten Grad des Niederdrückens durch eine weitere Druckbetätigung ein Hauptzylinder 47 zum Bremsen betätigt werden kann. Der Betätigungsbereich des Kriechpedals, der sich von einem Zustand, in dem das Kriechpedal 22 nicht gedrückt ist, zu einem Zustand unmittelbar vor einer Betätigung des Hauptzylinders 44 erstreckt, wird hiernach als ein „Kriechbetätigungsbereich A“ bezeichnet.
Der Hauptzylinder 47 ist über eine Bremsölleitung 49 mit einem Bremsmechanismus 48 zum Bremsen der hinteren Achse 34 verbunden, und durch Betätigen des Hauptzylinders 47 über die Betätigung des Kriechpedals 22 wird der Bremsmechanismus 48 zum Bremsen der rechten und der linken Hinterachse 34 betätigt.
Der Grad des Niederdrückens des Kriechpedals 22 wird von einem Kriechpedalpositionssensor 51, der als ein Potentiometer konstruiert ist, erfasst. Der Kriechpedalpositionssensor 51 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, so dass ein erfasster Wert (der Grad des Niederdrückens des Kriechpedals 22) von dem Kriechpedalpositionssensor 51 in die Steuereinheit 20 eingegeben werden kann.
Im Kriechbetätigungsbereich A wird ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit 20 an eine Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 ausgegeben, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 verringert wird, während das Kriechpedal 22 gedrückt wird.
Die Hauptpumpe 23 und die Unterpumpe 24 sind beide als eine Hydraulikpumpe mit fester Förderleistung konstruiert, die durch die Kraft des Verbrennungsmotors 18 angetrieben werden. Die Hauptpumpe 23 führt den Hydraulikaktoren (wie zum Beispiel dem Lenkzylinder 7, dem Hubzylinder 12 und dem Schaufelzylinder 13), die auf dem Radlader 1 montiert sind, und dem Hydraulikzylinder auf einem Anbaugerät, das anstelle der Schaufel 10 auf dem Radlader 1 installiert ist, Hydrauliköl zu.
Die Unterpumpe 24 ist über eine Hydraulikölzufuhrleitung 53 mit dem Taumelscheibensteuerventil 43 verbunden, um dem Servo-Zylinder 36 Hydrauliköl zuzuführen. Darüber hinaus führt die Unterpumpe 24 einem Pilotventil zum Betätigen eines Pilotsteuerventils zum Steuern der Hydraulikaktoren, einem Ladekreislauf zum Wiederauffüllen der Geschwindigkeitsänderungsölleitung 27, 28 auf der Niederdruckseite des Hydrostatantriebs mit Hydrauliköl und so weiter, Drucköl zu.
Die Steuereinheit 20 hat einen normalen Modus, einen Gerätemodus und einen Economy-Modus. Am Beginn des Betriebs des Verbrennungsmotors 18 bleibt die Steuereinheit 20 im normalen Modus. Die Steuereinheit 20 schaltet in diesem Modus durch die Betätigung eines Gerätemodusschalters 54 in den Gerätemodus um oder schaltet durch die Betätigung eines Economy-Modus-Schalters 55 in den Economy-Modus um. Der Gerätemodusschalter 54 und der Economy-Modus-Schalter 55 sind mit der Steuereinheit 20 verbunden.
Im normalen Modus wird, wie in 3A gezeigt, die Anzahl der Umdrehungen oder die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 (die Zielmotordrehzahl) durch das Gaspedal 21 gesteuert. Insbesondere entspricht, wenn das Gaspedal 21 nicht gedrückt wird, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 einer Leerlaufdrehzahl. Dann wird ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise an den Verbrennungsmotor 18 ausgegeben, dass bei einem Drücken des Gaspedals 21 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 entsprechend erhöht wird, und andererseits wird bei einem Loslassen des Gaspedals 21 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 entsprechend verringert.
Darüber hinaus wird im normalen Modus der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf der Grundlage der Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gesteuert. Insbesondere ist ein Map, das Kennlinien beinhaltet, welche die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 angeben, in der Steuereinheit 20 enthalten und wird übereinstimmend mit dem Map ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise an die Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 ausgegeben, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 in Übereinstimmung gebracht wird (das Taumelscheibensteuerventil 43 von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise gesteuert wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 mit einem Erhöhen der Motordrehzahl angehoben wird, während der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 mit einer Verringerung der Motordrehzahl abgesenkt wird).
Auf diese Weise wird im normalen Modus unter einer Bedingung, in der das Kriechpedal 22 nicht gedrückt wird, die Förderrate der Hydrostatpumpe 26 gemäß der Motordrehzahl (Umdrehungen der Hydrostatpumpe 26) auf der Grundlage des Niederdrückens des Gaspedals 21 und gemäß dem Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf der Grundlage der Motordrehzahl zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Im normalen Modus wird, wenn das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 die neutrale Position einnimmt, der Servo-Zylinder 36 ins Gleichgewicht gebracht, um so den Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 (den Neigungswinkel der Taumelscheibe) auf ein Minimum zu bringen, so dass von der Hydrostatpumpe 26 kein Hydrauliköl gefördert wird.
In dem Fall einer Verschiebung des Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventils 39 von der neutralen Position 39a in die Vorwärtsfahrtposition 39b oder die Rückwärtsfahrtposition 39c steht, wenn die Motordrehzahl mit einer Leerlaufdrehzahl übereinstimmt, der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf einem Minimum (ist der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 am kleinsten) und bleibt der Radlader 1 stehen.
In diesem Zustand wird bei einem Drücken des Gaspedals 21 die Motordrehzahl erhöht und wird auch der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 erhöht, worauf der Taumelscheibenwinkel vergrößert wird, wodurch eine Vorwärts-Rückwärtsbewegung ausgeführt wird. Ferner steigt, wenn das Gaspedal 21 voll durchgedrückt wird, um die Motordrehzahl zu maximieren, der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf ein Maximum.
Außerdem wird bei einem Drücken auf das Kriechpedal 22 während der Druckbetätigung des Gaspedals 21 ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 an die Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 in einer solchen Weise ausgegeben, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 verringert wird. Folglich wird der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 verkleinert und verlangsamt sich der Radlader 1, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 auf einem Pegel bleibt, der durch die Betätigung des Gaspedals 21 bestimmt wird.
Währenddessen bleibt im Gerätemodus, wie in 3B gezeigt, selbst wenn das Gaspedal 21 gedrückt wird, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 unverändert. In diesem Fall wird bei einem Drücken des Gaspedals 21 in Reaktion auf den Grad des Niederdrückens des Pedals ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise an die Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 ausgegeben, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 gemäß dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21 geändert wird. Das heißt, dass im Gerätemodus die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals 21 unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gesteuert wird. Ein Befehlssignal wird von der Steuereinheit 20 an die Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 in einer solchen Weise ausgegeben, dass bei einem Nicht-Drücken des Gaspedals 21 der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 minimiert wird. Außerdem wird ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise an das Taumelscheibensteuerventil 43 ausgegeben, dass bei einem Drücken des Gaspedals 21 der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 angehoben wird (der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 vergrößert wird).
Im Gerätemodus erfolgt die Einstellung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 mittels eines Gaseinstellreglers 56 (eines Gaseinstellelements). Insbesondere ist der Gaseinstellregler 56 mit der Steuereinheit 20 verbunden, so dass von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise ein Befehlssignal an den Verbrennungsmotor 18 ausgegeben werden kann, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 mit der Motordrehzahl übereinstimmt, die von dem Gaseinstellregler 56 bestimmt wird. Darüber hinaus kann durch eine Drehbetätigung des Gaseinstellreglers 56 die Einstellung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 innerhalb eines Bereichs von zum Beispiel 1700 min^–1–2400 min^–1 schrittweise oder kontinuierlich geändert werden und kann auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 auf einem vorbestimmten Pegel gehalten werden.
Im Gerätemodus steht, wenn das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 die neutrale Position 39a einnimmt, wie beim normalen Modus der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 bei einem Minimum, wodurch dann von der Hydrostatpumpe 26 kein Hydrauliköl gefördert wird.
Darüber hinaus steht, selbst wenn das Vorwärts-Rückwärts-Auswahlventil 39 von der neutralen Position 39a in die Vorwärtsfahrtposition 39b oder die Rückwärtsfahrtposition 39c verschoben wird, und auch wenn die Motordrehzahl durch den Gaseinstellregler 56 auf eine Drehzahl eingestellt wird, die größer als die Leerlaufdrehzahl ist, solange das Gaspedal 21 nicht gedrückt wird, der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf einem Minimum (ist der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 am kleinsten). Folglich wird weder eine Vorwärtsbewegung noch eine Rückwärtsbewegung ausgeführt.
In diesem Zustand wird bei einem Drücken des Gaspedals 21 der Radlader 1 in Bewegung versetzt und bei einem weiteren Drücken des Gaspedals 21 der Steuerdruck für die Taumelscheibe in einer solchen Weise gesteuert, dass der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 erhöht wird. Folglich wird der Radlader 1 beschleunigt. Zu dieser Zeit bleibt die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf dem von dem Gaseinstellregler 56 bestimmten Drehzahlniveau.
Darüber hinaus wird während des Drückens des Kriechpedals 22 während der Druckbetätigung des Gaspedals 21 ein Befehlssignal von der Steuereinheit 20 in einer solchen Weise an die Spule 52 des Taumelscheibensteuerventils 43 ausgegeben, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 verkleinert wird und folglich der Taumelscheibenwinkel der Hydrostatpumpe 26 abgesenkt wird. Folglich verlangsamt sich der Radlader 1, während die von dem Gaseinstellregler 56 bestimmte Motordrehzahl gleich bleibt.
Im normalen Modus und auch im Gerätemodus wird der letztendliche Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 (der zum Steuern eines Steuerdrucks für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 an das Taumelscheibensteuerventil 43 gegebene aktuelle Wert) von dem Ausdruck Y x (Z/100) bestimmt.
In dem Ausdruck bezeichnet Y einen Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26, der von der Betätigung des Gaspedals 21 abhängt, und bezeichnet Z den Grad des Niederdrückens des Kriechpedals 22 innerhalb des Kriechbetriebsbereichs A. Z gibt zur Zeit des Loslassens des Kriechpedals (in einem Zustand, in dem das Kriechpedal 22 nicht gedrückt ist) 100 Prozent an, während es zu einer Zeit des vollständigen Durchdrückens des Kriechpedals innerhalb des Kriechbetätigungsbereichs A 0 Prozent angibt.
Folglich wird im normalen Modus und auch im Gerätemodus unabhängig von dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21 durch Drücken des Kriechpedals 22 bis zu dem Punkt, unmittelbar bevor der Grad des Niederdrückens ein Niveau erreicht, das eine Betätigung des Hauptzylinders 47 erlaubt, der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf ein Minimum (null) verringert und hält der Radlader 1 an.
Wie zuvor beschrieben wird in dem normalen Modus die Motordrehzahl auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals 21 gesteuert und wird die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf der Grundlage der Motordrehzahl gesteuert. Hierdurch wird es möglich, über die übliche Betätigung des Gaspedals 21 die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern; das heißt, es wird möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern, während die Motordrehzahl über die Druckbetätigung des Gaspedals 21 eingestellt wird.
Darüber hinaus wird im Gerätemodus die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals 21 unabhängig von der Motordrehzahl gesteuert. Dies ermöglicht es, die Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Druckbetätigung des Gaspedals 21 zu steuern, während die Motordrehzahl konstant gehalten wird. Demgemäß kann selbst in dem Fall einer Verwendung eines Anbaugerätes, bei dem der Antriebsabschnitt mit einer festen Drehzahl gedreht werden muss, eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung über die gleiche Betätigung wie die übliche Betätigung des Gaspedals 21 erfolgen.
Im Economy-Modus wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 (die Zielmotordrehzahl) in Übereinstimmung mit einem Motordrehzahl-Steuerungsmap 57, wie es in 4A gezeigt ist, gesteuert. Das Motordrehzahl-Steuerungsmap 57 definiert die Beziehung zwischen dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21 und der Motordrehzahl. Im Map wird der Grad des Niederdrückens des Gaspedals 21 entlang der Abszisse und die Motordrehzahl entlang der Ordinate aufgetragen.
Das Motordrehzahl-Steuerungsmap 57 beinhaltet eine erste Steuerungskennlinie 58, eine zweite Steuerungskennlinie 59 und eine dritte Steuerungskennlinie 60 auf. Die Steuereinheit 20 umfasst einen ersten Motordrehzahl-Steuerabschnitt 61 zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der ersten Steuerkennlinie 58; einen zweiten Motordrehzahl-Steuerabschnitt 62 zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der zweiten Steuerkennlinie 59; und einen dritten Motordrehzahl-Steuerabschnitt 63 zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der dritten Steuerkennlinie 60.
Die erste Steuerkennlinie 58 soll die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 in einer auf die Drehzahl eines Arbeitsgeräts 8 orientierten Weise auf eine hohe Drehzahl steuern, und insbesondere soll die erste Steuerkennlinie 58 zum Beispiel die Motordrehzahl auf eine Nenndrehzahl unter einer Bedingung steuern, in der das Gaspedal 21 voll durchgedrückt ist.
Die zweite Steuerkennlinie 59 soll die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 in einer kraftstoffsparenden Weise auf eine niedrige Drehzahl steuern (die niedriger als die Drehzahl ist, die durch die erste Steuerkennlinie 58 definiert ist).
Die dritte Steuerkennlinie 60, die zwischen der ersten Steuerkennlinie 58 und der zweiten Steuerkennlinie 59 angeordnet ist, soll die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 auf ein Drehzahlniveau steuern, das zwischen die Drehzahl, die durch die erste Steuerkennlinie 58 definiert ist, und die Drehzahl fällt, die durch die zweite Steuerkennlinie 59 definiert ist.
In dieser Ausführungsform ist die maximale Motordrehzahl, die der ersten Steuerkennlinie 58 entspricht (eine Drehzahl, die zu einer Zeit des vollen Durchdrückens des Gaspedals 2 erhalten wird) auf 2400 min^–1 gesetzt; ist die maximale Motordrehzahl, die der zweiten Steuerkennlinie 59 entspricht, bei 1800 min^–1 gesetzt; und ist die maximale Motordrehzahl, die der dritten Steuerkennlinie 60 entspricht, bei 2200 min^–1 gesetzt.
Während der Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsmaschine 8 steuert der erste Motordrehzahl-Steuerabschnitt 61 der Steuereinheit 20 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der ersten Steuerkennlinie 58. Hierdurch wird es möglich, Arbeit mit hoher Effizienz auszuführen.
Während der Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 wird das Kriechpedal 22 betätigt, um den Radlader 1 wiederholt in kleinen Bewegungen in Gang zu setzen und zu stoppen (den Radlader 1 in Kriechgeschwindigkeit vorwärts oder rückwärts zu bewegen), was den sogenannten Kriechbetrieb (die Kriechfahrt) darstellt. Darüber hinaus werden während der Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 im Interesse des Beschleunigens des Betriebs der Arbeitsvorrichtung 8 das Starten und das Stoppen des Radladers und eine Fahrzeugbeschleunigung und -verzögerung durch das Kriechpedal 22 ausgeführt, wobei die Motordrehzahl durch das Gaspedal 21 hoch gehalten wird. Daher wird, da das Kriechpedal 22 zum Ausführen von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 bei dieser Ausführungsform verwendet wird, eine Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 durch das Vorhandensein der Betätigung des Kriechpedals 22 identifiziert. Das heißt, dass während der Betätigung des Kriechpedals 22 der erste Motordrehzahl-Steuerabschnitt 61 die Motordrehzahl gemäß der ersten Steuerkennlinie 58 steuert.
Eine Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 kann auch durch die Erfassung einer Betätigung des Hubrahmens 9 und der Schaufel 10 oder einer Betätigung des Arbeitsvorrichtungs-Betätigungshebels 17 erkannt werden. In diesem Fall muss jedoch ein zusätzliches Erfassungsmittel, wie zum Beispiel ein Sensor, vorgesehen werden. Im Gegensatz hierzu wird bei dem erfindungsgemäßen Radlader 1 zum Steuern des Steuerdrucks der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe 26 der Grad der Betätigung des Kriechpedals 22 durch den Kriechpedalpositionssensor 51 erfasst und das Ergebnis der Erfassung in die Steuereinheit 20 eingegeben. Demgemäß kann die Erfassung der Pedaldruckbetätigung durch den Kriechpedalpositionssensor 51 dazu verwendet werden, die Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 zu erkennen. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Erfassungsmittel vorgesehen werden müssen, um die Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 zu erkennen.
Währenddessen steuert während einer Fahrt (während des Fahrens des Radladers ohne die Ausführung von Arbeit), wenn eine Fahrlast kleiner als eine vorbestimmte Last ist, der zweite Motordrehzahl-Steuerabschnitt 62 der Steuereinheit 20 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der zweiten Steuerkennlinie 59, und steuert auf der anderen Seite, wenn eine Fahrlast größer oder gleich der vorbestimmten Last ist, der dritte Motordrehzahl-Steuerabschnitt 63 der Steuereinheit 20 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der dritten Steuerkennlinie 60.
Zum Beispiel wird während einer Fahrt auf ebener Straße die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der zweiten Steuerkennlinie 59 gesteuert und wird, wenn eine Fahrlast, die größer oder gleich der vorbestimmten Last ist, an den Radlader 1 auf einer Bergauffahrt angelegt wird, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der dritten Steuerkennlinie 60 gesteuert. Auf diese Weise kann eine ausreichende Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden.
Das heißt, dass in einem Fall, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß einem Motordrehzahl-Steuerungsmap 56, wie es in 4B gezeigt ist (einem Map, das die erste Steuerkennlinie 58 und die zweite Steuerkennlinie 59 aufweist, jedoch die dritte Steuerkennlinie 60 nicht aufweist) gesteuert wird, wenn eine Fahrlast während einer Fahrt häufig größer oder gleich der vorbestimmten Last wird, der Verbrennungsmotor so gesteuert wird, dass er mit einer hohen Drehzahl betrieben wird, was es unmöglich macht, im Kraftstoffverbrauch eine ausreichende Verringerung zu erzielen. Darüber hinaus wird, wenn die Motordrehzahl, die dem Fall entspricht, in dem eine Last größer oder gleich der vorbestimmten Last wird, niedriger als die Motordrehzahl eingestellt ist, die dem Fall entspricht, in dem eine Steuerung gemäß der ersten Steuerkennlinie 58 ausgeführt wird, während der Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 die Drehzahl der Arbeitsvorrichtung 8 verringert. Deshalb kann unter Berücksichtigung der Effizienz der mit der Arbeitsvorrichtung 8 ausgeführten Arbeit (einer Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit) die Motordrehzahl, die dem Fall entspricht, in dem die Last größer oder gleich der vorbestimmten Last wird, nicht beträchtlich verringert werden.
Angesichts dieser Problematik wird, wie in 4A gezeigt, zusätzlich zu der ersten Steuerkennlinie 58 und der zweiten Steuerkennlinie 59 die dritte Steuerkennlinie 60 vorgesehen, durch die verschiedene Steuerkennlinien für die Motordrehzahlsteuerung für beide von zwei Fällen verwendet werden können, nämlich einen Fall, in dem bei einer Fahrt unter einer Fahrlast, die kleiner als eine vorbestimmte Last ist, die Fahrlast größer oder gleich der vorbestimmten Last wird, und einen Fall, in dem eine Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung 8 ausgeführt wird. Hierdurch wird es möglich, sowohl eine ausreichende Verringerung des Kraftstoffverbrauchs als auch eine höchst effiziente Ausführung von Arbeit zu erzielen.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei einer Fahrt ohne die Ausführung von Arbeit beim Drücken auf das Kriechpedal die Motordrehzahl auf einen hohen Drehzahlpegel, der durch die erste Steuerkennlinie 58 definiert ist, geändert wird. Bei einer Fahrt ohne eine Ausführung von Arbeit wird eine Geschwindigkeitsverringerung jedoch allgemein dadurch bewirkt, dass das Gaspedal losgelassen wird, weshalb hier kein Problem entsteht.
Darüber hinaus wird im normalen Modus und im Gerätemodus die Drehzahl des Verbrennungsmotors 18 gemäß der ersten Steuerkennlinie 58 unabhängig von dem Niveau einer Fahrlast gesteuert. Hierdurch wird es möglich, zwischen einem geschwindigkeitsorientierten Fahren und einem kraftstoffsparsamkeitsorientierten Fahren auszuwählen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 8-40223 [0002]

Claims

Arbeitsmaschine, umfassend: eine Hydrostatpumpe, die als eine Taumelscheibenpumpe mit variablem Verdrängungsvolumen konstruiert ist, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird; einen Hydrostatmotor, der über ein Paar Geschwindigkeitsänderungs-Ölleitungen eine Verbindung in einem geschlossenen Kreislauf mit der Hydrostatpumpe herstellt, zum Antreiben einer Fahrvorrichtung, indem diese mit von der Hydrostatpumpe gefördertem Öl angetrieben wird; eine Steuereinheit zum Steuern des Verbrennungsmotors und der Hydrostatpumpe; und ein Gaspedal zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Steuereinheit einen normalen Modus zum Ausführen einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Motordrehzahl auf der Grundlage eines Grades des Niederdrückens des Gaspedals und durch Steuern einer Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl, und einen Gerätemodus hat zum Ausführen einer Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals unabhängig von der Motordrehzahl.
Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen Servo-Zylinder zum Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe; ein Taumelscheibensteuerungsventil, das als ein elektromagnetisches Proportionalventil konstruiert ist, zum Speisen von Hydrauliköl von einer Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, an den Servo-Zylinder als ein Steuerdruck für die Taumelscheibe; und einen Gaspedal-Positionssensor zum Erfassen eines Grades der Betätigung des Gaspedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit, wobei in dem normalen Modus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an den Verbrennungsmotor ausgegeben wird, dass die Motordrehzahl auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals gesteuert wird, und auch ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage der Motordrehzahl gesteuert wird, und wobei in dem Gerätemodus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe auf der Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals gesteuert wird.
Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 2, ferner umfassend: ein Kriechpedal; und einen Kriechpedalpositionssensor zum Erfassen des Grades der Betätigung des Kriechpedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit, wobei in dem normalen Modus und in dem Gerätemodus ein Befehlssignal in einer solchen Weise von der Steuereinheit an das Taumelscheibensteuerungsventil ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe der Hydrostatpumpe durch eine Druckbetätigung des Kriechpedals verringert wird.
Arbeitsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Gaspedaleinstellelement zum Einstellen einer Motordrehzahl auf ein vorbestimmtes Drehzahlniveau in dem Gerätemodus.
Arbeitsmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Arbeitsvorrichtung zur Ausführung von Arbeit, wobei die Steuereinheit dazu fähig ist, eine Motordrehzahl auf der Grundlage einer ersten bis dritten Steuerkennlinie zu steuern, die eine Beziehung zwischen dem Betätigungsgrad des Gaspedals und Motordrehzahl definieren, und wobei die Steuereinheit umfasst: einen ersten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der arbeitsdrehzahlorientierten ersten Steuerkennlinie während einer Ausführung von Arbeit mit der Arbeitsvorrichtung; einen zweiten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der kraftstoffsparsamkeitsorientierten zweiten Steuerkennlinie, wenn eine Fahrlast kleiner als eine vorbestimmte Last während einer Fahrt ist; und einen dritten Motordrehzahl-Steuerabschnitt zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der dritten Steuerkennlinie, die zwischen der ersten Steuerkennlinie und der zweiten Steuerkennlinie liegt, wenn eine Fahrlast während einer Fahrt größer oder gleich der vorbestimmten Last ist.
Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 5, ferner umfassend: einen Servo-Zylinder zum Steuern der Taumelscheibe der Hydrostatpumpe; ein Taumelscheibensteuerungsventil, das als ein elektromagnetisches Proportionalventil konstruiert ist, zum Speisen von Hydrauliköl von einer Hydraulikpumpe, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, an den Servo-Zylinder als ein Steuerdruck für die Taumelscheibe, ein Kriechpedal zum Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit; und einen Kriechpedalpositionssensor zum Erfassen des Grades des Niederdrückens des Kriechpedals und zum Eingeben des erfassten Grades in die Steuereinheit, wobei das Taumelscheibensteuerungsventil mit einem Befehlssignal gesteuert wird, das von der Steuereinheit in einer solchen Weise ausgegeben wird, dass der Steuerdruck für die Taumelscheibe durch eine Druckbetätigung des Kriechpedals verringert wird, und wobei der erste Motordrehzahlsteuerabschnitt die Motordrehzahl während der Betätigung des Kriechpedals gemäß der ersten Steuerkennlinie steuert.
Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei eine Auswahl zwischen dem normalen Modus und einem Economy-Modus vorgenommen werden kann, und wobei in dem normalen Modus eine Motordrehzahl allein gemäß der ersten Steuerkennlinie gesteuert wird und in dem Economy-Modus die Motordrehzahl von dem ersten bis dritten Motordrehzahlsteuerabschnitt gesteuert wird.