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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs in einem Arbeitsfahrzeug und insbesondere eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs eines Arbeitsfahrzeugs, die mit einem Hydraulikzylinder für den Betrieb einer Arbeitsmaschine verbunden ist und wirksam ist für die Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Ein Radlader als ein Beispiel eines Arbeitsfahrzeugs umfasst einen Ausleger, der für ein Heben und Senken an dem Fahrzeugkörper gelagert ist; eine Schaufel, die an dem distalen Ende des Auslegers drehbar gelagert ist; und einen Auslegerzylinder und einen Schaufelzylinder für den Betrieb des Auslegers und der Schaufel. Der Ausleger und die Schaufel werden für Erdarbeiten, für den Transport, für das Aufladen von Erdreich und Sand oder für ähnliche Arbeiten verwendet.
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In manchen Fällen wird ein solcher Radlader, dessen Schaufel mit Erdreich, Sand oder dergleichen beladen ist, für Fahrten eingesetzt. Aufgrund der hohen Masse des Fahrzeugs insgesamt, wenn die Schaufel mit Erdreich, Sand oder dergleichen beladen ist, kommt es zu beachtlichen Vibrationen bzw. Erschütterungen des Fahrzeugs während der Fahrt. Darunter leidet gegebenenfalls das Fahrverhalten, und es wird Ladung aus der Schaufel verschüttet.
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Aus diesem Grund ist ein übliches Fahrzeug dieser Art mit einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs ausgestattet. Diese Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs sorgt im Fahrbetrieb des Fahrzeugs für einen Kommunikationszustand zwischen einem Zylinder für den Betrieb einer Arbeitsmaschine, zum Beispiel einem Auslegerzylinder (der in der nachstehenden Beschreibung als Beispiel verwendet wird), und einem Speicher. Dadurch können Vibrationen während der Fahrt von dem Speicher absorbiert werden und ihre Übertragung von dem Auslegerzylinder auf das Fahrzeug kann insgesamt minimiert werden.
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Dagegen muss bei der Ausführung von Arbeiten, zum Beispiel bei der Ausführung von Erdarbeiten mit der Schaufel, die gesamte Kraft der Auslegerzylinder in die Schaufel fließen. Insbesondere wenn die Auslegerzylinder und der Speicher während der Arbeit kommunizieren, wird die Kraft der Auslegerzylinder durch den Speicher absorbiert und nicht wirksam auf die Schaufel übertragen, wodurch die Arbeitsleistung sinkt.
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Bei den Vorrichtungen, die in Patentdokument 1 und Patentdokument 2 gezeigt sind, wird die Kommunikation der Auslegerzylinder und des Speichers abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit hergestellt oder unterbunden. Speziell wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen gegebenen Schwellenwert unterschreitet, wird dies als Arbeitszustand erkannt, und die Auslegerzylinder und der Speicher werden blockiert. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als der Schwellenwert ist, wird ein Fahrzustand erkannt, und der Auslegerzylinder und der Speicher werden in Kommunikation gesetzt. Dadurch ist es möglich, die Kraft der Auslegerzylinder während der Arbeit wirksam zur Schaufel zu lenken, wohingegen Vibrationen während der Fahrt durch die Absorption durch den Speicher minimiert werden können.
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In Patentdokument 1 werden die Auslegerzylinder und der Speicher in Kommunikation gesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 5 km/h erreicht.
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Dagegen wird die Kommunikation zwischen den Auslegerzylinder und dem Speicher nicht unterbrochen, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit auf 4,5 km/h oder darunter fällt. Auf diese Weise wird eine häufige wiederholte Herstellung und Unterbrechung der Kommunikation zwischen den Auslegerzylindern und dem Speicher vermieden, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit um den Schwellenwert bewegt.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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Patentdokument 1
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Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung 05-209422
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Patentdokument 2
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Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung 2000-309953
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Problemstellung
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Wie vorstehend erläutert, wird bei den üblichen Vorrichtungen zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs deren Betrieb (Kommunikation zwischen den Auslegerzylindern und dem Speicher) und deren Betriebsunterbrechung (Blockieren der Kommunikation zwischen den Auslegerzylindern und dem Speicher) abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert.
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Es gibt jedoch Fälle, in denen die Arbeit aufgrund der tatsächlichen Einsatzbedingungen bei einer relativ hohen Geschwindigkeit ausgeführt wird. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn Erde, Sand und dergleichen abgegraben und in die Schaufel geladen wurden und das Fahrzeug dann zu einem an einem anderen Ort bereitstehenden Kipper fährt. In einer solchen Situation kommt es vor, dass die Erdarbeiten ausgeführt werden, während das Fahrzeug eine relativ hohe Geschwindigkeit beibehält. Bei üblichen Vorrichtungen zur Unterdrückung von Vibrationen würde dieser Zustand als Fahrzustand bewertet werden, obwohl tatsächlich ein Arbeitszustand vorliegt. Die Folge wäre, dass während des Arbeitszustands die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs zum Einsatz käme und die Arbeitsleistung während der Erdarbeiten entsprechend schwach wäre.
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Es gibt auch Fälle, in denen während der Erdarbeiten ein zu hoher Hydraulikdruck in den Auslegerzylindern erzeugt wird. Wenn ein derart hoher, in den Auslegerzylindern erzeugter Hydraulikdruck während der Arbeit bei hoher Geschwindigkeit auf den Speicher wirkt, insbesondere in einem Zustand, in dem die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen im Fahrbetrieb im Einsatz ist, besteht die Gefahr einer Beschädigung des Speichers, dessen Druckfestigkeit gering ist.
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Damit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit größerer Genauigkeit zu bestimmen, ob ein Zustand, in dem Erdarbeiten ausgeführt werden, oder ein Normalzustand, in dem keine Erdarbeiten ausgeführt werden, vorliegt, und insbesondere bei relativ hohen Geschwindigkeiten für eine bessere Arbeitsleistung zu sorgen, während das Fahrverhalten beibehalten wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Minimierung der Wirkung eines exzessiven Hydraulikdrucks auf den Speicher einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs, die ausgebildet ist für die Nutzung des Speichers zur Absorption von Vibrationen während der Fahrt.
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Problemlösung
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs eines Arbeitsfahrzeug gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung, die mit einem Hydraulikzylinder für den Betrieb einer Arbeitsmaschine verbunden ist und die ausgebildet ist für die Unterdrückung von Vibrationen eines Fahrzeugs während der Fahrt, wobei die Vorrichtung versehen ist mit: einem Speicher, der mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist; einem Steuerventil, das den Hydraulikzylinder und den Speicher in Kommunikation setzt oder die Kommunikation unterbindet; einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektionsvorrichtung zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs; einer Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine und einer Steuereinheit. Die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine ermittelt, ob sich die Arbeitsmaschine in einem Erdarbeitszustand befindet, in dem die Ausführung von Erdarbeiten mit der Arbeitsmaschine erwartet wird, oder ob sich die Arbeitsmaschine in einem Normalzustand befindet, in dem das Arbeitsfahrzeug keine Erdarbeiten ausführt. Die Steuereinheit steuert das Steuerventil entsprechend dem Ergebnis, das durch die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine ermittelt wurde. Insbesondere steuert die Steuereinheit das Ventil wie folgt.
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Speziell wenn der Erdarbeitszustand als Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt wurde, schaltet die Steuereinheit von einem Kommunikationszustand zwischen den Hydraulikzylindern und dem Speicher in einen Kommunikations-Unterbrechungszustand, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von einer eine erste Geschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit in eine Geschwindigkeit ändert, die gleich oder kleiner als die erste Geschwindigkeit ist. Wenn dagegen der Normalzustand als Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt wurde, schaltet die Steuereinheit von einem Kommunikationszustand zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Speicher in einen Kommunikations-Unterbrechungszustand, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von einer eine zweite Geschwindigkeit, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist, in eine Geschwindigkeit ändert, die gleich oder kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist.
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Während mit dieser Vorrichtung der Betrieb oder Nichtbetrieb der Vibrationsunterdrückungsvorrichtung abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird, unterscheiden sich die für die Steuerung verwendeten Schwellenwerte in Abhängigkeit von dem Zustand der Arbeitsmaschine. Insbesondere wird zunächst ermittelt, ob der Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand oder der Normalzustand ist. Wird der Erdarbeitszustand als vorliegender Zustand ermittelt, werden der Hydraulikzylinder und der Speicher von einem Kommunikationszustand in einen Kommunikations-Unterbrechungszustand geschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Wert gefallen ist, der gleich oder kleiner als eine erste Geschwindigkeit ist, und der Betrieb der Vorrichtung wird unterbrochen. Wird dagegen der Normalzustand als vorliegender Zustand ermittelt, werden der Hydraulikzylinder und der Speicher von einem Kommunikationszustand in einen Kommunikations-Unterbrechungszustand geschaltet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Wert gefallen ist, der gleich oder kleiner als eine zweite Geschwindigkeit ist, die niedriger als die erste Geschwindigkeit ist, und die Vorrichtung wird in Betrieb gesetzt.
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Wenn der Zustand der Arbeitsmaschine hier der Erdarbeitszustand ist, wird der Betrieb der Vibrationsunterdrückungsvorrichtung bei einem Schwellenwert unterbrochen, der gleich einer größeren ersten Geschwindigkeit ist. Deshalb wird in Fällen, in denen Erdarbeiten unter Beibehaltung einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt werden, die Kraft des Hydraulikzylinders ohne Absorption auf der Speicherseite direkt auf die Arbeitsmaschine übertragen. Dies führt zu einer Verbesserung der Arbeitsleistung bei einer relativ hohen Geschwindigkeit. Auch wird verhindert, dass während der Arbeit ein zu hoher Hydraulikdruck auf den Speicher wirkt, wodurch sich die Gefahr einer Beschädigung des Speichers minimieren lässt.
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Dagegen wird im Normalzustand der Arbeitsmaschine der Betrieb der Vibrationsunterdrückungsvorrichtung bei einem Schwellenwert unterbrochen, der gleich einer niedrigeren zweiten Geschwindigkeit ist. Mit anderen Worten: Im Normalzustand können Vibrationen während der Fahrt auch bei einer niedrigen Geschwindigkeit unterdrückt werden. Aus diesem Grund wird das Fahrverhalten während der Fahrt nicht beeinträchtigt.
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Dass die Bedingung für die Entscheidung über ein Vorliegen des Erdarbeitszustands nicht die ”tatsächliche Ausführung von Erdarbeiten”, sondern vielmehr die ”erwartete Ausführung von Erdarbeiten” ist, hat folgenden Grund. Wenn der Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit für den Betrieb gegenüber dem Nichtbetrieb der Vorrichtung bei relativ hoher Geschwindigkeit nachfolgend auf einen Übergang zu Erdarbeiten modifiziert werden würde, würden voraussichtlich Fälle eintreten können, in denen der Betrieb der Vorrichtung zum Zeitpunkt des Beginns der Erdarbeiten nicht unterbrochen werden würde, so dass keine ausreichende Kraft von dem Hydraulikzylinder zur Arbeitsmaschine fließen würde. Indem der Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Bedingung einer ”erwarteten Durchführung von Erdarbeiten” modifiziert wird, kann die Vorrichtung, wenn sie einmal in Betrieb gesetzt ist, gestoppt werden, wenn bei einer relativ hohen Geschwindigkeit mit Erdarbeiten begonnen wird. Aus diesem Grund steht ab dem Beginn von Erdarbeiten ausreichend Kraft für die Durchführung dieser Arbeiten zur Verfügung.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem zweiten Aspekt ist die Vorrichtung nach dem ersten Aspekt, wobei die Steuereinheit eine Steuerung wie folgt durchführt. Speziell im Erdarbeitszustand setzt die Steuereinheit den Hydraulikzylinder und den Speicher in einen Kommunikationszustand, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als eine dritte Geschwindigkeit ist, die größer als die erste Geschwindigkeit ist. Im Normalzustand dagegen setzt die Steuereinheit den Hydraulikzylinder und den Speicher in einen Kommunikationszustand, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als eine vierte Geschwindigkeit ist, die größer als die zweite Geschwindigkeit ist.
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Bei dieser Vorrichtung setzt der Betrieb im Erdarbeitszustand bei einem dritten Schwellenwert (die dritte Geschwindigkeit) ein, der sich von dem Schwellenwert (die erste Geschwindigkeit), bei dem der Betrieb der Vorrichtung gestoppt wird, unterscheidet. Insbesondere wird den Schwellenwerten des Betriebs und Nichtbetriebs der Vorrichtung eine Hysterese aufgeprägt. Dadurch wird ein häufiges wiederholtes Schalten zwischen Betrieb und Nichtbetrieb der Vorrichtung bei einer gegebenen Geschwindigkeit vermieden. Die Situation ist auch exakt die gleiche wie im Normalzustand.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem dritten Aspekt ist eine Vorrichtung nach dem ersten Aspekt, wobei ein Ausleger der Arbeitsmaschine durch einen Hydraulikzylinder gehoben und gesenkt wird und wobei eine Schaufel über einen Gelenkbolzen an dem distalen Ende des Auslegers drehbar gelagert ist. Die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine ermittelt den Zustand der Arbeitsmaschine anhand der Höhe der Schaufel.
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Bei einem Arbeitsfahrzeug mit einer Schaufel ist es normalerweise möglich, anhand der Höhe (Höhenposition) der Schaufel zu ermitteln, ob der Erdarbeitszustand oder der Normalzustand vorliegt. Das bedeutet im Speziellen, dass sich die Schaufel in einer tieferliegenden Position befände, wenn die Durchführung von Erdarbeiten erwartet wird oder wenn Erdarbeiten tatsächlich ausgeführt werden. Im Normalzustand befände sich die Schaufel in einer relativ hohen Position.
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Somit wird gemäß dem dritten Aspekt der Zustand der Arbeitsmaschine anhand der Höhe der Schaufel entweder als Erdarbeitszustand oder als Normalzustand ermittelt. Auf diese Weise lässt sich der Zustand der Arbeitsmaschine leichter ermitteln.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem vierten Aspekt ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine das Vorliegen des Erdarbeitszustands ermittelt, wenn die Höhe der Schaufel gleich oder kleiner als eine vorgegebene Höhe ist, und das Vorliegen des Normalzustands, wenn die Höhe der Schaufel die vorgegebene Höhe übersteigt.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem fünften Aspekt ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine das Vorliegen des Erdarbeitszustands ermittelt, wenn die Höhe der Schaufel gleich oder kleiner als eine erste Höhe ist, und das Vorliegen des Normalzustands, wenn die Höhe der Schaufel gleich oder größer als die zweite Höhe ist, die größer als die erste Höhe ist. Die Steuereinheit führt dann eine Steuerung wie folgt durch. Insbesondere wird die Steuerung derart, durchgeführt, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand bleibt, bis die Höhe der Schaufel beim Übergang von dem Erdarbeitszustand in den Normalzustand die zweite Höhe erreicht. Die Steuerung erfolgt in einer solchen Weise, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand bleibt, bis die Schaufel beim Übergang vom Normalzustand in den Erdarbeitszustand die erste Höhe erreicht.
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Hier wird den Schwellenwerten der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zweck des Betriebs und Nichtbetriebs der Vorrichtung in dem jeweiligen Zustand eine Hysterese aufgeprägt, und auch den Schwellenwerten der Höhe der Schaufel wird zum Zweck der Ermittlung des Zustands der Arbeitsmaschine eine Hysterese aufgeprägt. Dadurch lässt sich während der Fahrt ein häufiges wiederholtes Schalten zwischen Betrieb und Nichtbetrieb der Vorrichtung in Fällen vermeiden, in denen die Position der Schaufel in der Nähe des Schwellenwerts höher oder tiefer wird.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem sechsten Aspekt ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine die Höhe (Höhenposition) eines Gelenkbolzens als Höhe der Schaufel bestimmt, wenn sie den Zustand der Arbeitsmaschine ermittelt.
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Da es in diesem Fall schwierig ist, die Höhe der Schaufel zu messen, wird die Höhe des Gelenkbolzens ermittelt, der den Ausleger und die Schaufel verbindet, und diese Höhe wird als Höhe der Schaufel angegeben.
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Die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einem siebten Aspekt ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Zustands der Arbeitsmaschine das Vorliegen des Erdarbeitszustands ermittelt, wenn die Höhe der Schaufel gleich oder kleiner als die erste Höhe ist, und das Vorliegen des Normalzustands, wenn die Höhe der Schaufel gleich oder größer als die zweite Höhe ist, die größer als die erste Höhe ist, und das Vorliegen eines Zwischenzustands, wenn die Höhe der Schaufel kleiner als die zweite Höhe ist, die größer als die erste Höhe ist. Wenn der Zwischenzustand als Zustand der Arbeitsmaschine bestimmt wird, setzt die Steuereinheit den Hydraulikzylinder und den Speicher in den Kommunikationszustand, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als eine dritte Geschwindigkeit ist, und sie setzt den Hydraulikzylinder und den Speicher in den Kommunikations-Unterbrechungszustand, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist.
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Wirkung der Erfindung
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß vorliegender Erfindung die Ermittlung des Vorliegens des Erdarbeitszustands oder des Vorliegens des Normalzustands, in dem keine Erdarbeiten ausgeführt werden, präziser durchgeführt werden, und es kann ausreichend Kraft zur Arbeitsmaschine geleitet werden, insbesondere zu Zeiten der Ausführung von Erdarbeiten bei einer relativ hohen Geschwindigkeit, während das Fahrverhalten beibehalten wird. Ebenso lässt sich das Risiko einer Beschädigung des Speichers durch einen zu hohen Hydraulikdruck, der während der Erdarbeiten auf den Speicher wirkt, minimieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht eines Radladers mit einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Diagramm eines Hydraulikkreises, der die Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs umfasst;
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3 ist eine schematische Darstellung einer Steuerungstabelle;
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4 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 ist eine Darstellung der Hysterese der Schwellenwerte der Höhe des Gelenkbolzens gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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6 ist ein Ablaufdiagramm einer Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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BESTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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Äußerer Aufbau
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Radladers 1 als Arbeitsfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Radlader 1 umfasst einen Fahrzeugrahmen 2, eine Arbeitsmaschine 3, Vorder- und Hinterreifen 4, 5 und eine Fahrerkabine 6. Der Radlader 1 ist selbstfahrend und führt gewünschte Arbeiten aus, wofür die Arbeitsmaschine 3 eingesetzt wird.
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Die Richtungsangaben ”vorne”, ”hinten”, ”links” und ”rechts” beziehen sich auf die Betrachtungsrichtung eines Fahrzeugführers, der in der Fahrerkabine sitzt.
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Der Fahrzeugrahmen 2 umfasst einen an der Vorderseite angeordneten vorderen Rahmen 2a und einen an der Rückseite angeordneten hinteren Rahmen 2b. Im mittleren Abschnitt des Fahrzeugrahmens 2 sind der vordere Rahmen 2a und der hintere Rahmen 2b derart angelenkt, dass sie in Richtung nach links und nach rechts schwenken können.
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Die Arbeitsmaschine 3 hat ein Auslegerpaar 10 aus einem rechten und einem linken Ausleger und eine Schaufel 11. Das Auslegerpaar 10 ist an seinem hinteren Ende drehbar an dem oberen Teil des vorderen Rahmens 2a gelagert. Die Schaufel 11 ist über einen Gelenkbolzen 12 an den jeweiligen vorderen Enden des rechten und des linken Auslegers 10 des Auslegerpaares drehbar gelagert. Ein Paar aus einem rechten und einem linken Auslegerzylinder 13 für den Antrieb des jeweiligen Auslegers 10 zum Heben und Senken ist zwischen dem vorderen Rahmen 2a und den Auslegern 10 angeordnet. Außerdem ist ein Schaufelzylinder 14 zum Drehen der Schaufel 11 zwischen dem vorderen Rahmen 2a und der Schaufel 11 vorgesehen. Der Auslegerzylinder 13 und der Schaufelzylinder 14 sind Hydraulikzylinder, die durch Hydrauliköl aus einer Hydraulikpumpe angetrieben werden.
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Die Räder 4 des Vorderradpaares sind an der linken und rechten Seitenfläche des vorderen Rahmens 2a und die Räder 5 des Hinterradpaares an der linken und rechten Seitenfläche des hinteren Rahmens 2b befestigt.
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Die Fahrerkabine 6 ist auf dem oberen Teil des hinteren Rahmens 2b angeordnet. Die Fahrerkabine 6 hat Bedienbereiche wie ein Lenkrad, ein Gaspedal und dergleichen, ein Display für die Anzeige verschiedener Information wie unter anderem der Geschwindigkeit sowie einen Sitz und dergleichen.
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An dem Fahrzeugrahmen 2 sind auch ein hydraulischer Antriebsmechanismus für den Antrieb der Räder 4, 5 und der Arbeitsmaschine und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während der Fahrt vorgesehen.
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Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs
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Ein Hydrauliksystem, das eine Vorrichtung 21 zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs und einen Hydraulikkreis 20 für den Betrieb des Auslegers 10 und der Schaufel 11 umfasst, wird im Zusammenhang mit 2 beschrieben.
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Bei diesem System ist ein Auslegerzylinder-Steuerventil 22 des Hydraulikkreises 20 mit den Auslegerzylindern 13 und ein Schaufelzylinder-Steuerventil 23 mit dem Schaufelzylinder 14 verbunden. Das bedeutet, dass die stangenseitigen Kammern 13a und die bodenseitigen Kammern 13b des Auslegerzylinders 13 mit dem Auslegerzylinder-Steuerventil 22 verbunden sind. Durch das Schalten dieses Steuerventils 22 wird das von der Pumpe P abgegebene Hydrauliköl in die stangenseitigen Druckkammern 13a oder in die bodenseitigen Druckkammern 13b geleitet. Dadurch können die Auslegerzylinder 13 ausgefahren oder eingefahren werden. Das Schaufelzylinder-Steuerventil 23 hat auch eine Tandemverbindung mit der stromaufwärts gelegenen Seite des Steuerventils 22.
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Ein Speicher 26 ist über ein An-Aus-Ventil 25, das als Steuerventil dient, mit den Auslegerzylindern 13 verbunden. Ein Pilotventil 27 und ein Druckminderungsventil 28 sind mit dem An-Aus-Ventil 25 verbunden. Das Schalten des Pilotventils 27 wird durch eine Steuereinheit 29 gesteuert. Mit der Steuereinheit 29 sind ein Geschwindigkeitssensor 30, ein Auslegerwinkelsensor 31 zum Detektieren der Höhe des Gelenkbolzens 12 und ein Geschwindigkeitsstufensensor 32 verbunden. Das An-Aus-Ventil 25, der Speicher 26, das Pilotventil 27, das Druckminderungsventil 28, die Steuereinheit 29 und die Sensoren 30, 31, 32 bilden zusammen die Vorrichtung 21 zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs. Da zwischen dem Auslegerwinkel und der Höhe des Gelenkbolzens ein proportionales Verhältnis besteht, lässt sich die Höhe des Gelenkbolzens 12 durch eine Detektion des Auslegerwinkels herleiten. Auf der Basis der Eingaben von den Sensoren 30, 31, 32 ermittelt die Steuereinheit 29 den Betriebszustand und versetzt einen Elektromagnet 35 des Pilotventils 27 entweder in den Erregungszustand oder in den erregungsfreien Zustand.
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Es folgt eine Detailbeschreibung der Vorrichtung 21 zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs. Die stangenseitigen Druckkammern 13a der Auslegerzylinder 13 sind über das An-Aus-Ventil 25 mit einem Tank T verbunden. Die bodenseitigen Druckkammern 13b sind über die An-Aus-Ventile 25 mit dem Speicher 26 verbunden. Der Druck des Speichers 26 wird in eine Pilotkammer 25a des An-Aus-Ventils 25 geleitet. Eine weitere Pilotkammer 25b, die mit einer Feder 36 verbunden ist, kommuniziert über das Pilotventil 27 alternierend mit dem Speicher 26 oder mit dem Tank T.
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Wenn der Elektromagnet 35 des Pilotventils 27 im erregungsfreien Zustand ist, wie in 2 gezeigt, nimmt das Pilotventil 27 aufgrund der Feder 37 eine normale Position ein. In diesem Fall wird der Druck des Speichers 26 direkt in die andere Pilotkammer 25b des An-Aus-Ventils 25 geleitet. Da in diesem Zustand der Druck, der von dem Speicher 26 in beide Pilotkammern 25a, 25b gleitet wird, gleich ist, wird das An-Aus-Ventil 25 durch die Feder 36 in der geschlossenen Position gehalten, ungeachtet der Höhe des Drucks des Speichers 26. In dieser geschlossenen Position werden die stangenseitigen Druckkammern 13a des Auslegerzylinders 13 von dem Tank T abgeschnitten, und die bodenseitigen Druckkammern 13b werden von dem Speicher 26 abgeschnitten. Weil in diesem Zustand die Verbindung zwischen den Auslegerzylindern 13 und dem Speicher 26 abgeschnitten ist, können Vibrationen während der Fahrt nicht durch den Speicher 26 absorbiert werden. Dieser Zustand wird vorliegend als ”AUS-Zustand des Fahrdämpfers” bezeichnet. Da im AUS-Zustand des Fahrdämpfers die volle Kraft des Auslegerzylinders 13 auf die Ausleger 10 übertragen wird, kann eine Abnahme der Arbeitsleistung verhindert werden.
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Wenn der Elektromagnet 35 des Pilotventils 27 durch die Steuereinheit 29 dagegen in den Erregungszustand versetzt wird, wird das Pilotventil 27 umgeschaltet, wodurch die andere Pilotkammer 25b des An-Aus-Ventils 25 mit dem Tank T in Kommunikation gesetzt wird. Da die Wirkung des Drucks des Speichers 26 in diesem Zustand in die erste Pilotkammer 25a geleitet wird, wird das An-Aus-Ventil 25 gegen Feder 36 in die geöffnete Position geschaltet. In dieser geöffneten Position kommunizieren die stangenseitigen Druckkammern 13a der Auslegerzylinder 13 mit dem Tank T, und die bodenseitigen Druckkammern 13b kommunizieren mit dem Speicher 26. Da die Auslegerzylinder 13 und der Speicher 26 in diesem Zustand kommunizieren, können Schwingungen bzw. Vibrationen während der Fahrt durch den Speicher 26 absorbiert werden. Dieser Zustand wird vorliegend als ”AN-Zustand des Fahrdämpfers” bezeichnet.
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Zusätzlich zu den vorgenannten Signalen von den Sensoren 30, 31, 32 gibt die Steuereinheit 29 ein Signal von einem Fahrdämpferschalter 33 ein, der in der Fahrerkabine 6 vorgesehen ist. Wie 3 zeigt, speichert die Steuereinheit 29 eine erste Tabelle für den Normalzustand 40 und eine zweite Tabelle 41 für den Erdarbeitszustand, wobei diese Tabellen abhängig von dem Zustand der Arbeitsmaschine gewählt werden. In diesen Tabellen 40, 41 sind Schwellenwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zweck des AN/AUS-Schaltens des Fahrdämpfers festgelegt, wobei sich die Werte der ersten Tabelle 40 von jenen der zweiten Tabelle unterscheiden. Wie in 3 schematisch dargestellt ist, entscheidet die Steuereinheit 29 auf der Basis des Signals von dem Fahrdämpferschalter 33 und der Daten von dem Geschwindigkeitsstufensensor 32 und dem Auslegerwinkelsensor 31 (Höhe des Gelenkbolzens), ob der Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand oder der Erdarbeitszustand ist. Entsprechend dem Ergebnis dieser Entscheidung führt die Steuereinheit 29 einen Steuervorgang durch, wofür entweder die erste Tabelle 40 oder die zweite Tabelle 41 verwendet wird.
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Der Begriff ”Erdarbeitszustand” bezieht sich hier auf einen Zustand, in dem die Ausführung von Erdarbeiten unter Einsatz der Arbeitsmaschine 3 erwartet wird. Insbesondere wird das Vorliegen des ”Erdarbeitszustands” in Fällen entschieden, in denen die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner als eine vorgegebene Höhe h ist.
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Der ”Normalzustand” bezieht sich auf einen Zustand der Arbeitsmaschine, der nicht dem vorstehend genannten ”Erdarbeitszustand” entspricht. Das bedeutet, dass das Vorliegen des ”Normalzustands” in Fällen entschieden wird, in denen die Höhe des Gelenkbolzens die vorgegebene Höhe h übersteigt.
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Die Höhe h des Gelenkbolzens wird mit Bezug auf eine Höhe H des Gelenkbolzens bestimmt, die beobachtet wird, wenn die Position der Schaufel eine Orientierung für Erdarbeiten aufweist (die anhand der durchgezogenen Linien in 1 dargestellte Position), in der die Schaufel im Wesentlichen auf der Bodenoberfläche aufliegt. In diesem Fall wurde ein Wert festgelegt, der um einen vorgegebenen Wert größer als die Hohe H des Gelenkbolzens ist. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h ist, sind ein Zustand, in dem die Ausführung von Erdarbeiten erwartet wird, und ein Zustand, in dem Erdarbeiten tatsächlich ausgeführt werden, umfasst. Jedoch ist es schwierig, zwischen diesen beiden Zuständen zu unterscheiden. Da beide Fälle, in denen die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h ist, mindestens einen Zustand umfassen, in dem die Ausführung von Erdarbeiten erwartet wird, wird die Entscheidung, ob der Erdarbeitszustand vorliegt oder nicht, allein mit Bezug auf die Höhe des Gelenkbolzens getroffen.
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In dem System, das in 2 gezeigt ist, ist die stromaufwärts gelegene Seite der Steuerventile 22, 23 über eine Zweigleitung 43 mit der Speicher-26-Seite verbunden. Diese Zweigleitung 43 ist mit dem Druckminderungsventil 28 versehen. Druck zur stromabwärts gelegenen Seite des Druckminderungsventils 28 wird in die Pilotkammer 28a des Druckminderungsventils 28 geleitet. Eine weitere Pilotkammer 28b, die mit einer Feder 44 versehen ist, kommuniziert mit dem Tank T.
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Wenn der in die Zweigleitung 43 geleitete Ausstoßdruck der Pumpe P größer als ein vorgegebener Druck ist, mindert das Druckminderungsventil 28 diesen Druck und hält den Druck zur stromabwärts gelegenen Seite auf einer durch die Feder 44 spezifizierten Druckeinstellung. Ferner ist ein Rückschlagventil 45 zum Verhindern eines Rückflusses des Hydrauliköls von der Speicher-26-Seite auf der bezüglich dieses Druckminderungsventils 28 stromabwärts gelegenen Seite angeordnet.
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Steuerungsprozess
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Der Steuerungsprozess der Steuereinheit 29 wird mit Bezug auf das Ablaufdiagramm in 4 erläutert.
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Im Initialzustand, in dem das Fahrzeug angelassen wird, liegt der AUS-Zustand des Fahrdämpfers vor. In Schritt S1 wird das Signal von dem Fahrdämpferschalter 33 abgerufen. In Schritt S2 wird anhand des in Schritt S1 abgerufenen Signals entschieden, ob der Maschinenführer den Fahrdämpferschalter 33 aktiviert hat oder nicht. Selbst wenn der Fahrdämpferschalter 33 betätigt wurde, bleibt das System in diesem Fall in dem Zustand, in dem der Fahrdämpferschalter deaktiviert ist, solange die nachstehend genannten Bedingungen nicht erfüllt sind.
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Wenn der Fahrdämpferschalter 33 nicht aktiviert ist, führt der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S3, wobei das System in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers gebracht wird. Das bedeutet, dass kein Signal an den Elektromagnet 35 des Pilotventils 27 angelegt wird, wodurch der erregungsfreie Zustand beibehalten wird. Dadurch bleibt das An-Aus-Ventil 25 in dem in 2 gezeigten Zustand, in dem die Auslegerzylinder 13 von dem Speicher 26 getrennt sind.
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Bei Aktivierung des Fahrdämpferschalters 33 führt der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S4. In Schritt S4 wird das Signal von dem Geschwindigkeitsstufensensor 32 abgerufen. Als nächstes wird in Schritt S5 auf der Basis des Ergebnisses von Schritt S4 entschieden, ob die Geschwindigkeitsstufe der 1. Gang oder der 2. bis 4. Gang ist. Ist die Geschwindigkeitsstufe der 1. Gang, führt der Prozess von Schritt S5 zu Schritt S3, und das System wird in den Zustand gebracht, in dem der Fahrdämpferschalter wie vorstehend deaktiviert ist. Selbst bei einer Aktivierung des Fahrdämpferschalters 33 in der dem 1. Gang entsprechenden Geschwindigkeitsstufe, was der charakteristische Hinweis auf das Vorliegen des Erdarbeitszustands ist, wird das System über den gesamten Geschwindigkeitsbereich in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers gebracht. Im Fall des 2. bis 4. Gangs führt der Prozess dagegen von Schritt S5 zu Schritt S6. In Schritt S6 wird die Höhe des Gelenkbolzens auf der Basis der Daten von dem Auslegerwinkelsensor 31 berechnet.
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Erdarbeitszustand
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In Schritt S7 wird entschieden, ob die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h ist. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h ist, wird entschieden, dass der Arbeitszustand der Maschine der Erdarbeitszustand ist, und der Prozess führt weiter von Schritt S7 zu Schritt S8. In Schritt S8 und in den späteren Schritten wird eine AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers entsprechend der Tabelle 41 für den Erdarbeitszustand durchgeführt.
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In Schritt S8 werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 abgerufen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S9 gleich oder größer 10 km/h ist (was bei vorliegender Erfindung dem 3. Gang entspricht), führt der Prozess von Schritt S9 zu Schritt S10, und das System wird in den AN-Zustand des Fahrdämpfers gebracht. Das bedeutet, dass ein Signal an den Elektromagnet 35 des Pilotventils 27 angelegt wird, um den Erregungszustand herbeizuführen. Dabei wird das An-Aus-Ventil 25 in den in 2 dargestellten Zustand geschaltet, und es besteht eine Kommunikation zwischen den Auslegerzylindern 13 und dem Speicher 26.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 10 km/h ist, durchläuft der Prozess die Schritte S9 und S11 oder führt von Schritt S9 zu Schritt S11 und Schritt S12, woraufhin ein Zyklus des Steuerungsprozesses endet. Der Prozess, der wie vorstehend beschrieben bei Schritt S1 beginnt, wird dann wiederholt durchgeführt. In Fällen, in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 10 km/h ist, beispielsweise gleich oder kleiner 8 km/h (was bei vorliegender Erfindung dem 1. Gang entspricht), führt der Prozess von Schritt S11 zu Schritt S12. In Schritt S12 wird der Zustand in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers geschaltet, sofern der AN-Zustand des Fahrdämpfers vorliegt, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich oder kleiner 8 km/h, wird bei Vorliegen des AN-Zustands des Fahrdämpfers der AN-Zustand beibehalten, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird.
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Normalzustand
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Wenn die Höhe des Gelenkbolzens h (die anhand der gestrichelten Linie in 1 dargestellte Position der Schaufel) übersteigt, wird entschieden, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand ist, und der Prozess führt von Schritt S7 zu Schritt S13. In Schritt S13 und in späteren Schritten wird eine AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers entsprechend der ersten Tabelle 40 für den Normalzustand durchgeführt.
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In Schritt S13 werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 abgerufen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S14 gleich oder größer 5 km/h ist (was bei vorliegender Erfindung dem 4. Gang entspricht), führt der Prozess von Schritt S14 zu Schritt S15, und das System wird in den AN-Zustand des Fahrdämpfers gebracht. Dabei wird das An-Aus-Ventil 25 aus dem in 2 gezeigten Zustand umgeschaltet, und es besteht eine Kommunikation zwischen den Auslegerzylindern 13 und dem Speicher.
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Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die niedriger als 5 km/h ist, führt der Prozess durch die Schritte S14 und S15 oder von Schritt S14 zu Schritt S16 und Schritt S17. Der Prozess, der wie vorstehend beschrieben bei Schritt S1 beginnt, wird dann wiederholt durchgeführt. In Fällen, in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 5 km/h ist, beispielsweise gleich oder kleiner 3 km/h (was bei vorliegender Erfindung dem 2. Gang entspricht), führt der Prozess von Schritt S16 zu Schritt S17. In Schritt S17 wird der Zustand in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers geschaltet, sofern der AN-Zustand des Fahrdämpfers vorliegt, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich oder kleiner 3 km/h und liegt der AN-Zustand des Fahrdämpfers vor, wird der AN-Zustand beibehalten, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird.
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Merkmale
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- (1) Wenn sich die Arbeitsmaschine im Zustand für die Ausführung von Erdarbeiten befindet, ist der Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit für die AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers relativ hoch eingestellt, während der Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit im Normalzustand niedriger als im Erdarbeitszustand eingestellt ist. Deswegen wird in Fällen, in denen Arbeit bei einer anhaltend relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt wird, die Kraft des Auslegerzylinders 13 ohne Absorption durch den Speicher 26 direkt auf die Arbeitsmaschine übertragen. Die Arbeitsleistung bei relativ hohen Geschwindigkeiten wird infolgedessen verbessert. Weil im Normalzustand der Schwellenwert der Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, wird der AN-Zustand des Fahrdämpfers auch bei niedrigen Geschwindigkeiten beibehalten, und Vibrationen während der Fahrt können wirksam unterdrückt werden.
- (2) Die Schwellenwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit für das Schalten von dem AN-Zustand des Fahrdämpfers in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers und die Schwellenwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit für das Schalten von dem AUS-Zustand des Fahrdämpfers in den AN-Zustand des Fahrdämpfers sind in jedem der Zustände verschieden. Deshalb kann ein häufiges wiederholtes Schalten zwischen dem AN-Zustand und dem AUS-Zustand des Fahrdämpfers bei gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeiten verhindert werden.
- (3) Da die Position der Schaufel verwendet wird, um zu bestimmen, ob sich die Arbeitsmaschine im Erdarbeitszustand oder im Normalzustand befindet, kann der Zustand der Arbeitsmaschine leichter bestimmt werden.
- (4) Da der Zustand der Arbeitsmaschine bestimmt wird, indem die Höhe des Gelenkbolzens als die Höhe der Schaufel angegeben wird, kann die Höhe der Schaufel ohne weiteres ermittelt werden.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit den 5 und 6 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wurde den Schwellenwerten für die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zweck der AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers eine Hysterese aufgeprägt. In der zweiten Ausführungsform wird jedoch nicht nur den Schwellenwerten für die Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch für die Höhe des Gelenkbolzens eine Hysterese aufgeprägt.
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Wie in 5 gezeigt ist, wird insbesondere während der Ermittlung, ob der Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand oder der Erdarbeitszustand ist, entschieden, dass bei einer Höhe des Gelenkbolzens von gleich oder kleiner h1 der Erdarbeitszustand vorliegt, während bei einer Höhe des Gelenkbolzens von h2 (> h1) entschieden wird, dass der Normalzustand vorliegt. Das Schalten von dem Normalzustand in den Erdarbeitszustand findet statt, wenn die Hohe des Gelenkbolzens h1 ist. Dagegen findet das Schalten von dem Erdarbeitszustand in den Normalzustand statt, wenn die Höhe des Gelenkbolzens h2 (> h1) ist.
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Der vorhergehende Steuerungsprozess ist in 6 dargestellt. Der Prozess in 6 ist von Schritt S1 bis Schritt S7 mit jenem der ersten Ausführungsform vergleichbar, so dass seine Beschreibung an dieser Stelle entfällt.
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Erdarbeitszustand
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In Schritt S20 wird entschieden, ob die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h1 ist. Ist die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h1, wird entschieden, dass sich die Arbeitsmaschine im Erdarbeitszustand befindet, und der Prozess führt von Schritt S20 zu Schritt S21. In dem Prozess wird in Schritt S21 und weiteren Schritten eine AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers entsprechend der zweiten Tabelle 41 für den Erdarbeitszustand durchgeführt.
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In Schritt S21 werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 abgerufen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S22 beispielsweise gleich oder größer 10 km/h ist, führt der Prozess von Schritt S22 zu Schritt S23, und das System wird in den AN-Zustand des Fahrdämpfers gebracht. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 10 km/h, durchläuft der Prozess die Schritte S22 und S24 oder führt von Schritt S22 zu Schritt S24 und Schritt S25, woraufhin ein Zyklus des Steuerungsprozesses beendet ist. Der Prozess, der wie vorstehend beschrieben bei Schritt S1 beginnt, wird dann wiederholt durchgeführt. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 10 km/h ist, beispielsweise gleich oder kleiner 8 km/h, führt der Prozess von Schritt S24 zu Schritt S25. In Schritt S25 wird der Zustand in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers geschaltet, sofern der AN-Zustand des Fahrdämpfers vorliegt, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich oder kleiner 8 km/h und liegt der AN-Zustand des Fahrdämpfers vor, wird der AN-Zustand beibehalten, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird.
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Übergang von dem Erdarbeitszustand in den Normalzustand
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Wenn nach Beendigung der Erdarbeiten der Übergang in den Fahrbetrieb stattfindet, wird die Schaufel 11 hochgestellt, womit auch der Gelenkbolzen in eine höhere Lage gebracht wird. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens die Höhe h1 überschritten hat, führt der Prozess von Schritt S20 zu Schritt S26. In Schritt S26 wird entschieden, ob die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder größer h2 ist. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens die Höhe h1 überschreitet, jedoch unterhalb der Höhe h2 liegt, führt der Prozess von Schritt S26 zu Schritt S27. In Schritt S27 wird entschieden, ob der vorherige Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand war. Da der vorherige Zustand der Erdarbeitszustand war, führt der Prozess von Schritt S27 zur Schritt S21. Dadurch wird der vorstehend beschriebene Prozess für den Erdarbeitszustand durchgeführt.
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Auf diese Weise wird der Erdarbeitszustand beibehalten, bis der Gelenkbolzen die Höhe h2 (> h1) erreicht, anstatt sofort in den Normalzustand zu schalten, wenn die Höhe des Gelenkbolzens h1 überschritten hat. Insbesondere wurde den Schwellenwerten für die Höhe des Gelenkbolzens zum Zweck der Bestimmung des Zustands der Arbeitsmaschine eine Hysterese aufgeprägt.
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Normalzustand
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Wenn die Höhe des Gelenkbolzens gleich oder größer h2 ist, wird entschieden, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand ist, und der Prozess führt von Schritt S26 zu Schritt S28. In Schritt S28 und in späteren Schritten des Prozesses wird eine Steuerung des AN/AUS-Zustands des Dämpfers gemäß der ersten Tabelle 40 für den Normalzustand durchgeführt.
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In Schritt S28 werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 abgerufen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S29 beispielsweise gleich oder größer 5 km/h ist, führt der Prozess von Schritt S29 zu Schritt S30, und das System wird in den AN-Zustand des Fahrdämpfers gebracht. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 5 km/h, durchläuft der Prozess die Schritte S29 und S31 oder führt von Schritt S29 zu Schritt S31 und Schritt S32, woraufhin ein Zyklus des Steuerungsprozesses beendet ist. Der Prozess, der wie vorstehend beschrieben bei Schritt S1 beginnt, wird dann wiederholt durchgeführt. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 5 km/h ist, beispielsweise gleich oder kleiner 3 km/h, führt der Prozess von Schritt S31 zu Schritt S32. In Schritt S32 wird der Zustand in den AUS-Zustand des Fahrdämpfers geschaltet, sofern der AN-Zustand des Fahrdämpfers vorliegt, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich oder kleiner 3 km/h und liegt der AN-Zustand des Fahrdämpfers vor, wird der AN-Zustand beibehalten, wohingegen bei Vorliegen des AUS-Zustands des Fahrdämpfers der AUS-Zustand beibehalten wird.
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Übergang von dem Normalzustand in den Erdarbeitszustand
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Wenn die Erdarbeiten wieder aufgenommen werden, wird die Schaufel 11 gesenkt, und der Gelenkbolzen befindet sich in einer tieferen Höhe. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens kleiner als h2, jedoch größer als h1 ist, führt der Prozess über Schritt S20 und Schritt S26 zu Schritt S27. In Schritt S27 wird entschieden, ob der vorherige Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand war oder nicht. Da der vorherige Zustand der Arbeitsmaschine der Normalzustand war, führt der Prozess von Schritt S27 zu Schritt S28 und es wird der vorstehend erläuterte Prozess für den Normalbetrieb durchgeführt. Wenn die Höhe des Gelenkbolzens anschließend weiter abnimmt und den Punkt erreicht, an dem die Nähe des Gelenkbolzens gleich oder kleiner h1 ist, führt der Prozess von Schritt S20 zu Schritt S21 und es wird der vorstehend beschriebene Prozess für Erdarbeiten durchgeführt.
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Während der Schwellenwert des Gelenkbolzens für das Umschalten in den Normalzustand h2 ist, ist der Schwellenwert des Gelenkbolzens für das Umschalten von dem Normalzustand in den Erdarbeitszustand h1. Insbesondere wird dem Schwellenwert der Höhe des Gelenkzapfens zum Zweck der Bestimmung des Zustands der Arbeitsmaschine eine Hysterese aufgeprägt.
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Merkmale
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Gemäß dieser Ausführungsform wird auch dem Schwellenwert der Höhe des Gelenkbolzens zum Zweck der Bestimmung des Zustands der Arbeitsmaschine eine Hysterese aufgeprägt. Deshalb ist es zusätzlich zu den mit der ersten Ausführungsform vergleichbaren Arbeitsergebnissen möglich, eine häufige Änderung der Tabellen für die AN/AUS-Steuerung des Fahrdämpfers in Fällen zu vermeiden, in denen die Position der Schaufel während der Fahrt in der Nähe des Schwellenwerts steigt und fällt.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Verbesserungen sind möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
- (a) Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Höhe des Gelenkbolzens bestimmt wird, ob der Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand oder der Normalzustand ist, kann diese Bestimmung auch unter Bezugnahme auf ein anderes Element erfolgen. Die Bestimmung des Zustands der Arbeitsmaschine könnte zum Bespiel unter Bezugnahme auf den Winkel der Schaufel, auf die Betätigung des Hebels für die Steuerung des Auslegers, auf die Betätigung des Hebels für die Steuerung der Schaufel oder auf eine Kombination von verschiedenen dieser Elemente erfolgen.
Anstelle der Höhe h des Gelenkbolzens könnte als Bedingung für die Bestimmung der Schaufelwinkel θ (anhand der gestrichelten Linie in 1 dargestellt) gewählt werden, der den durch die Oberfläche des Bodens und der Unterfläche der Schaufel definierten Winkel angibt. In diesem Fall wäre die Bedingung für die Bestimmung ein Schaufelwinkel θ, der um einen vorgegebenen Winkel größer als der Schaufelwinkel ist, bei dem die Unterfläche der Schaufel im Wesentlichen horizontal liegt. Ist der Schaufelwinkel kleiner als θ, wird bestimmt, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand ist. Der Schaufelwinkel θ kann auch begleitend zu der Höhe des Gelenkbolzens als Bezugskriterium für die Bestimmung verwendet werden. Wenn in diesem Fall die Höhe h des Gelenkbolzens gleich oder kleiner als eine vorgegebene Höhe ist und wenn der Schaufelwinkel θ gleich oder kleiner als ein vorgegebener Winkel ist, würde bestimmt werden, dass der Zustand der Arbeitsmaschine der Erdarbeitszustand ist. In diesem Fall kann mit größerer Genauigkeit bestimmt werden, ob die Ausführung von Erdarbeiten zu erwarten ist oder nicht.
- (b) Während der Winkel des Auslegers detektiert wurde, um die Höhe des Gelenkbolzens zu ermitteln, kann der Winkel des Auslegers auch durch Detektionsmittel wie beispielsweise ein Potentiometer, einen Grenzschalter oder dergleichen detektiert werden. Dies gilt ebenso für die Detektion des Schaufelwinkels.
- (c) Zwar wurde zur Ermittlung der Höhe der Schaufel die Höhe des Gelenkbolzens ermittelt, doch ist die Konfiguration für die Ermittlung der Schaufelhöhe nicht auf die in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Konfiguration beschränkt.
- (d) Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in Fällen, in denen die Höhe des Gelenkbolzens weder gleich oder kleiner h1 noch gleich oder kleiner h2 war, der vorherige Zustand beibehalten wurde, kann stattdessen auch ein Zwischenzustand festgelegt werden. Es kann beispielsweise ein Zwischenzustand eingerichtet werden, wodurch in Fällen, in denen die Höhe des Gelenkbolzens weder gleich oder kleiner h1 noch gleich oder kleiner h2 ist, der Fahrdämpfer aktiviert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer 10 km/h ist, und deaktiviert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner 3 km/h ist.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen im Fahrbetrieb kann die Bestimmung, ob ein Erdarbeitszustand vorliegt oder ein Normalzustand, in dem keine Erdarbeiten ausgeführt werden, mit größerer Präzision erfolgen, und gleichzeitig kann der Arbeitsmaschine ausreichend Energie zufließen, insbesondere zu Zeiten, in denen bei einer relativ hohen Geschwindigkeit Erdarbeiten ausgeführt werden, während das Fahrverhalten erhalten bleibt. Ebenso wird die Gefahr einer Beschädigung des Speichers durch einen zu hohen Hydraulikdruck, der während der Erdarbeiten auf den Speicher wirkt, minimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radlader
- 3
- Arbeitsmaschine
- 10
- Ausleger
- 11
- Schaufel
- 12
- Gelenkbolzen
- 13
- Auslegerzylinder
- 21
- Vorrichtung zur Unterdrückung von Vibrationen während des Fahrbetriebs
- 25
- An-Aus-Ventil
- 26
- Speicher
- 29
- Steuereinheit
- 30
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 31
- Auslegerwinkelsensor
- 40
- erste Tabelle für den Normalzustand
- 41
- zweite Tabelle für den Erdarbeitszustand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 05-209422 [0009]
- JP 2000-309953 [0010]
