DE112011100048T5

DE112011100048T5 - Arbeitsfahrzeug und Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE112011100048T5
Application number: DE112011100048T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiko Kamado; Kouji Ohhigashi; Kouichi Miyatake; Akinori Sugiura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2031-05-21
Also published as: DE112011100048B4; CN102483056B; KR101213528B1; US8321114B2; US20120185141A1; CN102483056A; JPWO2011145715A1; WO2011145715A1; JP5106705B2; KR20120042957A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug und ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug, durch welches das Absorptionsdrehmoment ungeachtet der Unterschiede zwischen einzelnen Hydraulikpumpen exakt gesteuert werden kann. Eine Steuereinheit ist konfiguriert für die Berechnung einer Ziel-Absorption einer Hydraulikpumpe, bei welcher das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors abgeglichen werden. Die Steuereinheit ist derart konfiguriert, dass sie auf Befehlsdaten Bezug nimmt und entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment einen aktuellen Befehlswert berechnet. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Ausgabe eines Befehlssignals mit dem berechneten Wert an eine Pumpensteuervorrichtung. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Berechnung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe an Kalibrierpunkten (P1 bis P3), an denen ein Gleichgewichtszustand herrscht, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Erfassung von Kalibrierinformationen einschließlich des berechneten Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe und des aktuellen Befehlswerts, der im Gleichgewichtszustand an das Pumpensteuerventil ausgegeben wird. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Kalibrierinformationen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug und ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei Arbeitsfahrzeugen wie Hydraulikbagger, Bulldozer und dergleichen wird eine Hydraulikpumpe durch einen Motor angetrieben, und eine hydraulische Betätigungseinrichtung wird durch Hydraulikfluid aus einer Pumpe angetrieben. Bei solchen Fahrzeugen werden der Motor und die Hydraulikpumpe in einer solchen Weise gesteuert, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors aufeinander abgestimmt sind, wie das in dem Patentdokument 1 gezeigt ist. Das bedeutet speziell, dass ein Ziel-Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe derart berechnet wird, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit der Ziel-Abgleichdrehzahl abgeglichen werden.
Indessen wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe durch eine elektrische Steuerung der Pumpensteuervorrichtung, die die Hydraulikpumpe steuert, gesteuert. Insbesondere das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe wird gemäß einem Befehlswert eines Befehlssignals an die Pumpensteuervorrichtung gesteuert. Sobald das Ziel-Absorptionsdrehmoment in der oben beschriebenen Weise berechnet wurde, wird ein dem Ziel-Absorptionsdrehmoment entsprechender Befehlswert berechnet, und ein Befehlssignal, das diesem Befehlswert entspricht, wird in die Pumpensteuervorrichtung eingegeben. Hier wird der Befehlswert des Befehlssignals berechnet, indem auf die Befehlsdaten Bezug genommen wird. Die Befehlsdaten sind Informationen, die eine Übereinstimmung zwischen dem Befehlswert und dem Befehlssignal an die Pumpensteuervorrichtung und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe zeigen. Die Befehlsdaten setzen sich zusammen aus Daten, die im Vorhinein in der Entwicklungsphase des Fahrzeugs experimentell ermittelt und in einer Speichereinheit gespeichert werden.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegung 2007-120425

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Problemstellung
Das Verhältnis zwischen Befehlswerten eines Befehlssignals an eine Pumpensteuervorrichtung und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe kann jedoch bei den einzelnen Pumpen variieren, selbst wenn es sich um das gleiche Pumpenmodell handelt. Deshalb kann es sogar bei der Berechnung eines Befehlswerts eines Befehlssignals entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment auf der Basis von Befehlsdaten, die ohne Berücksichtigung der Unterschiede zwischen den einzelnen Pumpen einheitlich erstellt wurden, vorkommen, dass das tatsächliche Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe dem Ziel-Absorptionsdrehmoment nicht genau angeglichen ist. in Fällen, in denen das tatsächliche Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe und das Ziel-Absorptionsdrehmoment differieren, erreichen das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Pumpe das Gleichgewicht bei einer Motordrehzahl, die von der Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors abweicht. Die Folge ist, dass die Schwankungen des Verhältnisses zwischen Befehlswerten und Absorptionsdrehmoment aufgrund von Abweichungen bei den einzelnen Hydraulikpumpen zu einem schwankenden Kraftstoffverbrauch oder zu Leistungsschwankungen des Arbeitsfahrzeugs führen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsfahrzeug anzugeben, bei dem das Absorptionsdrehmoment ungeachtet der Unterschiede zwischen einzelnen Hydraulikpumpen exakt gesteuert werden kann. Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug anzugeben.
Problemlösung
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung hat einen Motor, eine Hydraulikpumpe, eine hydraulische Betätigungseinrichtung, eine Pumpensteuervorrichtung, eine Speichereinheit und eine Steuereinheit. Die Hydraulikpumpe wird durch den Motor angetrieben. Die hydraulische Betätigungseinrichtung wird durch Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe angetrieben. Die Pumpensteuervorrichtung steuert das Absorptionsdrehmoment der Pumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals. Die Speichereinheit speichert Befehlsdaten, die eine Übereinstimmung zwischen Befehlswerten eines Befehlssignals an die Pumpensteuervorrichtung und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe zeigen. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Berechnung eines Ziel-Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einer solchen Weise, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors aufeinander abgestimmt sind. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie bei der Berechnung eines Befehlswerts entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment auf die Befehlsdaten zurückgreift. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Ausgabe eines Befehlssignals mit dem berechneten Befehlswert an die Pumpensteuervorrichtung. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Berechnung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Zustand des Gleichgewichts, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Erfassung von Kalibrierinformationen, die das berechnete Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe und den Befehlswert des Befehlssignals enthalten, das im Gleichgewichtszustand an die Pumpensteuervorrichtung ausgegeben wird. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Kalibrierinformationen.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach dem ersten Aspekt, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist für die Beschaffung der jeweiligen Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen, in denen das Absorptionsdrehmoment differiert, und für die Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Vielzahl von erfassten Kalibrierinformationen.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach dem zweiten Aspekt, wobei der Motor auf der Basis von Ausgangsdrehmomentlinien des Motors gesteuert wird, die ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und oberen Grenzwerten des Motorausgangsdrehmoments angeben. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Erfassung von Kalibrierinformationen in der Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend der Vielzahl von sich unterscheidenden Drehmomentlinien des Motorausgangsdrehmoments.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach dem zweiten Aspekt, wobei die Hydraulikpumpe auf der Basis von Drehmomentlinien des Absorptionsdrehmoments gesteuert wird, die ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe angeben. Die Steuereinheit ist konfiguriert für die Erfassung von Kalibrierinformation in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend der Vielzahl von sich unterscheidenden Drehmomentlinien des Absorptionsdrehmoments der Pumpe.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach einem der Aspekte eins bis vier und ist ferner mit einer Entlastungsvorrichtung versehen. Die Entlastungsvorrichtung ist einem Hydraulikkreis zugeordnet, der Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet. Die Entlastungsvorrichtung geht in einen Entlastungszustand, wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises einen Entlastungsdruck erreicht, wobei der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck nicht übersteigt. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand ist.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach einem der Aspekte eins bis vier, das ferner mit einer Entlastungsvorrichtung und einer Kalibrier-Entlastungsvorrichtung versehen ist. Die Entlastungsvorrichtung ist einem Hydraulikkreis zugeordnet, der Hydraulikfluid aus der Pumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet. Die Entlastungsvorrichtung geht in einen Entlastungszustand, wenn der Hydraulikdruck einen Entlastungszustand erreicht, wobei der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck nicht übersteigt. Die Kalibrier-Entlastungsvorrichtung ist dem Hydraulikkreis zugeordnet und geht bei einem Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck der Entlastungsvorrichtung ist, in einen Entlastungszustand. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn die Kalibrier-Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand ist.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach dem fünften Aspekt, das ferner mit einer zweiten Hydraulikpumpe, einer zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung, einer zweiten Pumpensteuervorrichtung und einer Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung versehen ist. Die zweite Hydraulikpumpe wird durch den Motor angetrieben. Die zweite hydraulische Betätigungseinrichtung wird durch Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe angetrieben. Die zweite Pumpensteuervorrichtung steuert das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals. Die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung schaltet zwischen einem konfluenten Strömungszustand und einem diffluenten Strömungszustand. Wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im konfluenten Strömungszustand befindet, werden ein Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung und ein zweiter Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der zweiten Pumpe zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung zusammengeführt. Wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im diffluenten Strömungszustand befindet, werden der Hydraulikkreis und der zweite Hydraulikkreis auseinandergeführt bzw. geteilt. Ein vorgegebener Steuerhydraulikdruck, der durch den Hydraulikkreis und den zweiten Hydraulikkreis gesteuert wird, wird in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingeleitet. Die Pumpensteuervorrichtung reguliert die Förderrate der Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck derart, dass das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit eingegeben wird, nicht überschreitet. Die zweite Pumpensteuervorrichtung reguliert die Förderrate der zweiten Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck derart, dass das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit eingegeben wird, nicht überschreitet. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung in dem Zustand einer geteilten Strömung befindet, das Entlastungsventil sich in dem Entlastungszustand befindet und der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises ein vorgegebener niedriger Hydraulikdruck ist, der niedriger als der Entlastungsdruck ist.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach einem der Aspekte eins bis sieben, wobei eine Kalibrierung der Befehlsdaten erfolgt, wenn ein Kalibriermodus für eine Kalibrierung der Befehlsdaten gewählt wird.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsfahrzeug nach dem achten Aspekt, das ferner mit einer Eingabevorrichtung versehen ist, die bedient wird, um Anweisung für die Wahl des Kalibriermodus zu geben.
Ein Steuerverfahren zur Steuerung eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs, das mit einem Motor, einer Hydraulikpumpe, einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, einer Pumpensteuervorrichtung und einer Speichereinheit versehen ist. Die Hydraulikpumpe wird durch den Motor angetrieben. Die hydraulische Betätigungseinrichtung wird durch Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe angetrieben. Die Pumpensteuervorrichtung steuert das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals. Die Speichereinheit speichert Befehlsdaten, die eine Übereinstimmung zwischen Befehlswerten eines Befehlssignals an die Pumpensteuervorrichtung und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe zeigen. Das Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug umfasst die folgenden Schritte: einen Schritt zur Berechnung eines Ziel-Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe, so dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors aufeinander abgestimmt sind; einen Schritt zur Bezugnahme auf die Befehlsdaten bei der Berechnung eines Befehlswerts entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment und zur Ausgabe eines Befehlssignals mit dem berechneten Befehlswert an die Pumpensteuervorrichtung; einen Schritt zur Berechnung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Gleichgewichtszustand, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind; einen Schritt zur Erfassung von Kalibrierinformationen einschließlich des berechneten Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe und des Befehlswerts des Befehlssignals, das im Gleichgewichtszustand an die Pumpensteuervorrichtung ausgegeben wird; und einen Schritt zur Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Kalibrierinformation.
Das Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug nach dem zehnten Aspekt, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Entlastungsvorrichtung versehen ist. Die Entlastungsvorrichtung ist einem Hydraulikkreis zugeordnet, der Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet. Die Entlastungsvorrichtung geht in den Entlastungszustand, wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises einen Entlastungsdruck erreicht, wobei der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck nicht übersteigt. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand ist.
Das Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug nach dem elften Aspekt, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer zweiten Hydraulikpumpe, einer zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung, einer zweiten Pumpensteuervorrichtung und einer Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung versehen ist. Die zweite Hydraulikpumpe wird durch den Motor angetrieben. Die zweite hydraulische Betätigungseinrichtung wird durch Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe angetrieben. Die zweite Pumpensteuervorrichtung steuert das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals. Die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung schaltet zwischen einem konfluenten Strömungszustand und einem diffluenten Strömungszustand. Wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im konfluenten Strömungszustand befindet, werden ein Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung und ein zweiter Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der zweiten Pumpe zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung zusammengeführt. Wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im Zustand einer geteilten Strömung befindet, werden der Hydraulikkreis und der zweite Hydraulikkreis auseinandergeführt. Ein vorgegebener Steuerhydraulikdruck, der durch den Hydraulikkreis und den zweiten Hydraulikkreis gesteuert wird, wird in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingeleitet. Die Pumpensteuervorrichtung reguliert die Förderrate der Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck derart, dass das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit eingegeben wird, nicht überschreitet. Die zweite Pumpensteuervorrichtung reguliert die Förderrate der zweiten Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck derart, dass das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit eingegeben wird, nicht überschreitet. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung in dem Zustand einer geteilten Strömung befindet, das Entlastungsventil sich in dem Entlastungszustand befindet und der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises ein vorgegebener niedriger Hydraulikdruck ist, der niedriger als der Entlastungsdruck ist.
Das Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug nach dem zwölften Aspekt, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner mit einer Entladevorrichtung versehen ist. Die Entladevorrichtung geht in einen Entladezustand, wenn die Zuleitung von Hydraulikfluid über den zweiten Hydraulikkreis zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung blockiert wird, und reduziert dadurch den Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises auf einen Entladedruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist. Die Befehlsdaten werden kalibriert, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im Zustand einer geteilten Strömung befindet, die Entlastungsvorrichtung sich im Entlastungszustand befindet und die Entladevorrichtung sich im Entladezustand befindet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Kalibrierinformationen durch die Berechnung des tatsächlichen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Gleichgewichtszustand erfasst, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind. Im Gleichgewichtszustand stimmen die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe überein und sind in einem stabilen Zustand. Die Befehlsdaten werden dann auf der Basis der Kalibrierinformationen kalibriert. Damit kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe ungeachtet der Unterschiede zwischen den einzelnen Pumpen mit guter Genauigkeit gesteuert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen eines differierenden Absorptionsdrehmoments der Pumpe erfasst. Deshalb können die Befehlsdaten im Vergleich zu einem Fall, in dem die Kalibrierinformationen nur in einem einzigen Gleichgewichtszustand erfasst werden, mit größerer Genauigkeit kalibriert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend einer Vielzahl von sich unterscheidenden Drehmomentlinien des Motorausgangsdrehmoments erfasst. Damit können die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen eines anderen Absorptionsdrehmoments der Pumpe erfasst werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend einer Vielzahl von sich unterscheidenden Drehmomentlinien des Absorptionsdrehmoments der Pumpe erfasst. Damit können die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen eines anderen Pumpenabsorptionsdrehmoments erfasst werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Befehlsdaten kalibriert, wenn die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand ist. Deshalb können die Kalibrierinformationen in einem Zustand erfasst werden, in dem die Pumpe einer vorgegebenen Last ausgesetzt ist und die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe stabil aufeinander abgestimmt sind. Damit können die Befehlsdaten exakt kalibriert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand erfolgen, in dem der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises niedriger als der Entlastungsdruck ist. Der Förderdruck, der während des normalen Betriebs häufig verwendet wird, ist normalerweise niedriger als der Entlastungsdruck. Deshalb kann die Genauigkeit der Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand, der an jenen während des Normalbetriebs angeglichen ist, verbessert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Befehlsdaten in einem Zustand kalibriert, in dem ein Steuerhydraulikdruck eines Entlastungsdrucks und eines vorgegebenen niedrigen Hydraulikdrucks, der unterhalb des Entlastungsdrucks liegt, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird. Deshalb kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird. Damit kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand, der jenem während des Normalbetriebs angenähert ist, verbessert werden. Da außerdem keine gesonderte zusätzliche Entlastungsvorrichtung benötigt wird, die bei einem niedrigeren Druck als dem Entlastungsdruck in den Entlastungszustand geht, lässt sich eine Erhöhung der Herstellungskosten minimieren.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Kalibrierung der Befehlsdaten, wenn der Kalibriermodus für die Kalibrierung der Befehlsdaten gewählt wird. Deshalb kann die Steuerung während des Normalbetriebs des Arbeitsfahrzeugs stabilisiert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Kalibriermodus durch die Bedienung einer Eingabevorrichtung manuell gewählt. Deshalb kann die Kalibrierung der Befehlsdaten jederzeit durchgeführt werden, zum Beispiel beim Transport oder bei der Wartung des Fahrzeugs.
Bei dem Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Kalibrierinformationen durch die Berechnung des tatsächlichen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Gleichgewichtszustand erfasst, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind. Die Befehlsdaten werden dann auf der Basis der Kalibrierinformationen kalibriert. Dadurch lässt sich das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe ungeachtet der Unterschiede zwischen den einzelnen Hydraulikpumpen mit größerer Genauigkeit steuern.
Bei dem Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Befehlsdaten kalibriert, wenn die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand ist. Die Kalibrierinformationen können deshalb in einem Zustand erfasst werden, in dem eine vorgegebene Last auf die Hydraulikpumpe ausgeübt wird und die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Pumpe stabil aufeinander abgestimmt sind. Dies ermöglicht eine genauere Kalibrierung der Befehlsdaten.
Bei dem Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Befehlsdaten in einem Zustand kalibriert, in dem ein Steuerhydraulikdruck eines Entlastungsdrucks und eines vorgegebenen niedrigen Hydraulikdrucks, der unter dem Entlastungsdruck liegt, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben. Dadurch kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand erfolgen, in dem ein Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand, der jenem im Normalbetrieb angenähert ist, verbessert werden. Da außerdem keine gesonderte zusätzliche Entlastungsvorrichtung benötigt wird, die bei einem niedrigeren Druck als dem Entlastungsdruck in den Entlastungszustand geht, lässt sich eine Erhöhung der Herstellungskosten minimieren.
Bei dem Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Befehlsdaten in einem Zustand kalibriert, in dem ein Steuerhydraulikdruck eines Entlastungsdrucks und eines Entladedrucks in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird. Der Entladedruck ist ein Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist. Deshalb kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand erfolgen, in dem ein Hydraulikdruck, der niedriger ist als der Entlastungsdruck, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit der Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand, der jenem im Normalbetrieb angenähert ist, verbessern. Da außerdem keine gesonderte zusätzliche Entlastungsvorrichtung benötigt wird, die bei einem niedrigeren Druck als dem Entlastungsdruck in den Entlastungszustand geht, lässt sich eine Erhöhung der Herstellungskosten minimieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung des Arbeitsfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Steuersystems eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Diagramm, das eine Ausgangsdrehmomentlinie eines Motors und eine Absorptionsdrehmomentlinie einer Hydraulikpumpe zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, in dem ein Prozess für die Kalibrierung der Befehlsdaten dargestellt ist;
5 ist ein Diagramm, das die in einem Kalibrierprozess verwendeten Kalibrierpunkte zeigt;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess für die Erfassung von Kalibrierinformationen zeigt;
7 ist ein Diagramm, das eine Bildschirmanzeige während der Kalibrierung der Befehlsdaten darstellt;
8 ist ein Diagramm, das eine Bildschirmanzeige während der Kalibrierung der Befehlsdaten darstellt;
9 ist ein Diagramm, das eine Bildschirmanzeige während der Kalibrierung der Befehlsdaten darstellt;
10 ist ein Diagramm, das die initialen Befehlsdaten und die kalibrierten Befehlsdaten darstellt;
11 ist ein Diagramm, das den Abgleich einer Leistungsabgabe des Motors und einer Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe vor der Kalibrierung und nach der Kalibrierung der Befehlsdaten darstellt;
12 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil der Konfiguration eines Steuersystems eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil der Konfiguration eines Steuersystems eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil der Konfiguration eines Steuersystems eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
15 zeigt Kalibrierpunkte gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
16 zeigt Kalibrierpunkte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Arbeitsfahrzeug 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Dieses Arbeitsfahrzeug 100 ist ein Hydraulikbagger, der einen Fahrzeugkörper 1 hat und mit einer Arbeitsmaschine 4 versehen ist.
Der Fahrzeugkörper 1 hat eine Fahreinheit 2 und eine Dreheinheit 3. Die Fahreinheit 2 umfasst ein Paar von Fahrvorrichtungen 2a, 2b. Die Fahrvorrichtungen 2a, 2b umfassen Raupenketten 2d, 2e. Die Fahrvorrichtungen 2a, 2b treiben die Raupenketten 2d, 2e durch einen rechten Fahrmotor 31 und einen linken Fahrmotor 32 (siehe 2), die nachstehend noch zu beschreiben sind, an, wodurch das Arbeitsfahrzeug 100 fahren kann.
Die Dreheinheit 3 ist auf der Fahreinheit 2 montiert. Die Dreheinheit 3 kann mit Bezug auf die Fahreinheit 2 gedreht werden, wenn sie durch einen noch zu beschreibenden Drehmotor 30 (siehe 2) angetrieben wird. Die Dreheinheit 3 ist auch mit einer Fahrerkabine 5 versehen. Die Dreheinheit 3 umfasst einen Kraftstofftank 14, einen Hydraulikfluidtank 15, einen Motorraum 16 und ein Gegengewicht 18. Der Kraftstofftank 14 enthält Kraftstoff für den Antrieb des noch zu beschreibenden Motors 21 (siehe 2). Der Hydraulikfluidtank 15 enthält Hydraulikfluid, das von einer noch zu beschreibenden Hydraulikpumpe 25 (siehe 2) abgegeben wird. Der noch zu beschreibende Motorraum 16 enthält Ausstattung wie den Motor 21 und die Hydraulikpumpe 25 (noch zu beschreiben). Das Gegengewicht 18 ist auf der Rückseite des Motorraums 16 angeordnet.
Die Arbeitsmaschine 4 ist in einer zentralen Position an der Vorderseite der Dreheinheit 3 angebracht und umfasst einen Ausleger 7, einen Arm 8, eine Schaufel 9, einen Ausleger-Zylinder 10, einen Arm-Zylinder 11 und einen Schaufel-Zylinder 12. Das Basisende des Auslegers 7 ist drehbar an der Dreheinheit 3 angelenkt. Das distale Ende des Auslegers 7 ist ebenfalls drehbar an dem Basisende des Arms 8 angelenkt. Das distale Ende des Arms 8 ist drehbar an der Schaufel 9 angelenkt. Der Ausleger-Zylinder 10, der Arm-Zylinder 11 und der Schaufel-Zylinder 12 sind Hydraulikzylinder, die durch Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 25 angetrieben werden, wie das nachstehen erläutert wird. Der Ausleger-Zylinder 10 betätigt den Ausleger 7. Der Arm-Zylinder 12 betätigt den Arm 8. Der Schaufel-Zylinder 12 betätigt die Schaufel 9. Die Arbeitsmaschine 4 wird durch den Antrieb dieser Zylinder 10, 11, 12 angetrieben.
Eine Konfiguration des Steuersystems des Arbeitsfahrzeugs 100 ist in 2 gezeigt. Der Motor 21 ist ein Dieselmotor, dessen Leistungsabgabe durch die Menge des in die Zylinder eingespritzten Kraftstoffs reguliert wird. Diese Regulierung erfolgt unter Steuerung durch ein Befehlssignal von einer Steuereinheit 40 mittels eines elektronischen Reglers 23, der einer Kraftstoffeinspritzpumpe 22 des Motors 21 zugeordnet ist. Als Regler 23 wird ein üblicher Allgeschwindigkeitsregler verwendet, und die Motordrehzahl und die Einspritzmenge werden lastabhängig reguliert, um die Motordrehzahl wie später noch erläutert auf eine Zieldrehzahl zu bringen. Insbesondere erhöht oder verringert der Regler 23 die Kraftstoffeinspritzmenge in einer solchen Weise, dass eine Abweichung zwischen der Zieldrehzahl und der Istdrehzahl des Motors eliminiert wird. Die Istdrehzahl des Motors 21 wird durch einen Rotationssensor 24 detektiert. Die durch den Rotationssensor 24 detektierte Istdrehzahl des Motors 21 wird in Form eines Detektionssignals in die Steuereinheit 40 eingegeben, wie das nachfolgend noch erläutert wird.
Die Antriebswelle der Hydraulikpumpe 25 ist mit der Ausgangswelle 21 verbunden. Die Hydraulikpumpe 25 wird durch die Drehung der Ausgangswelle des Motors 21 angetrieben. Die Hydraulikpumpe 25 ist eine hydraulische Verstellpumpe, deren Förderrate durch eine Änderung des Neigungswinkels einer Taumelscheibe 26 geändert wird.
Die Pumpensteuervorrichtung 27 wird durch ein von der Steuereinheit 40 eingegebenes Befehlssignal betätigt und steuert die Hydraulikpumpe 25 über einen Servokolben. Ein Befehlswert (aktueller Befehlswert) des Befehlssignals für die Eingabe in die Pumpensteuervorrichtung 27 wird durch die Steuereinheit 40 derart bestimmt, dass das Produkt aus dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 25 und der Förderrate der Hydraulikpumpe 25 das eingestellte Absorptionsdrehmoment der Pumpe nicht übersteigt. Hierbei verwendet die Steuereinheit 40 Befehlsdaten (später noch zu beschreiben), um einen Befehlswert zu bestimmen.
Das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 25 wird über ein Betriebsventil 28 den verschiedenen hydraulischen Betätigungseinrichtungen zugeleitet. Insbesondere wird das Hydraulikfluid zu dem Ausleger-Zylinder 10, Arm-Zylinder 11, Schaufel-Zylinder 12, Drehmotor 30, rechten Fahrmotor 31 und linken Fahrmotor 32 geleitet. Der Ausleger-Zylinder 10, Arm-Zylinder 11, Schaufel-Zylinder 12, Drehmotor 30, rechte Fahrmotor 31 und linke Fahrmotor 32 werden dadurch jeweils angetrieben, um den Ausleger 7, den Arm 8, die Schaufel 9, die Dreheinheit 3 und die Raupenketten 2d und 2e der Fahreinheit zu betätigen. Der Förderdruck der Hydraulikpumpe 25 wird durch einen Hydraulikdrucksensor 33 detektiert und in Form eines Detektionssignals in die Steuereinheit 40 eingegeben.
Ein linker Arbeits-Bedienhebel 35, ein rechter Arbeits-Bedienhebel 36, einer rechter Fahr-Bedienhebel 37 und ein linker Fahr-Bedienhebel 38 sind in der Fahrerkabine 5 des Arbeitsfahrzeugs 100 vorgesehen.
Der linke Arbeits-Bedienhebel 35 ist ein Bedienhebel für die Betätigung des Arms 8 oder der Dreheinheit 3 und betätigt den Arm 8 oder die Dreheinheit 3 entsprechend einer manuellen Steuerungsrichtung. Der Bedienhebel betätigt den Arm 8 oder die Dreheinheit 3 mit einer Geschwindigkeit gemäß einem manuellen Steuerungsgrad. Der Bedienhebel 35 ist mit Sensoren 51, 52 ausgestattet, die die Richtung und den Grad der manuellen Steuerung detektieren. Die Sensoren 51, 52 geben in die Steuereinheit 40 Signale ein, die die Richtung und den Grad der manuellen Steuerung des Bedienhebels 35 angegeben. in einem Fall, in dem der Bedienhebel 35 in eine Richtung für die Betätigung des Arms 8 gesteuert wird, wird in die Steuereinheit 40 ein Arm-Hebelsignal eingegeben, das einen Grad der manuellen Steuerung des Arms für Erdarbeiten oder einen Grad der manuellen Steuerung des Arms zum Abladen angibt, und zwar abhängig von der Neigungsrichtung und dem Neigungsgrad des Bedienhebels 35 gegenüber der Neutralposition. In einem Fall, in dem der Bedienhebel manuell in eine Richtung für die Betätigung der Dreheinheit 3 gesteuert wird, wird in die Steuereinheit 40 ein Dreheinheit-Hebelsignal eingegeben, das einen Grad der manuellen Steuerung für eine Rechtsdrehung oder einen Grad der manuellen Steuerung für eine Linksdrehung angibt, und zwar abhängig von der Neigungsrichtung und dem Neigungsgrad des Bedienhebels 35 gegenüber der Neutralposition.
Wenn der Bedienhebel 35 manuell in eine Richtung für die Betätigung des Arms 8 gesteuert wird, wird ein von dem Neigungsgrad des Bedienhebels 35 abhängiger Pilotdruck (PPC-Druck) an eine der Neigungsrichtung des Hebels (eine Richtung für die Betätigung des Arms für Erdarbeiten oder eine Richtung für die Betätigung des Arms zum Abladen) entsprechende Pilotöffnung des Betriebsventils 28 angelegt. Ähnlich wird bei einer manuellen Steuerung des Bedienhebels 35 in eine Richtung für die Betätigung der Dreheinheit 3 ein von dem Neigungsgrad des Hebels 35 abhängiger Pilotdruck (PPC-Druck) an eine der Neigungsrichtung des Hebels (eine Richtung für die Rechtsdrehung oder eine Richtung für die Linksdrehung) entsprechende Pilotöffnung des Betriebsventils 28 angelegt.
Der rechte Arbeits-Bedienhebel 36 ist ein Bedienhebel für die Betätigung des Auslegers 7 oder der Schaufel 9 und betätigt den Ausleger 7 oder die Schaufel 9 entsprechend einer manuellen Steuerungsrichtung. Der Bedienhebel 36 betätigt den Ausleger 7 oder die Schaufel 9 mit einer Geschwindigkeit entsprechend einem manuellen Steuerungsgrad. Wie der vorstehend beschriebene Bedienhebel 35 ist auch der Bedienhebel 36 mit Sensoren 53, 54 für die Detektion der manuellen Steuerungsrichtung und des manuellen Steuerungsgrads versehen. Ebenso wie bei dem vorstehend beschriebenen Bedienhebel 35 wird ein von dem Neigungsgrad des Bedienhebels 36 abhängiger Pilotdruck (PPC-Druck) an eine der Hebelbedienrichtung entsprechende Pilotöffnung des Betriebsventils 28 angelegt.
Der rechte Fahr-Bedienhebel 37 und der linke Fahr-Bedienhebel 38 sind Bedienhebel für die Betätigung der jeweiligen Raupenketten 2d und 2e. Die Bedienhebel 37 und 38 betätigen die Raupenketten 2d und 2e entsprechend der manuellen Steuerungsrichtung und mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem manuellen Steuerungsgrad. Wie bei dem Bedienhebel 35 wird entsprechend dem Neigungsgrad der Bedienhebel 37 und 38 ein Pilotdruck (PPC-Druck) an die der Neigungsrichtung der Hebel entsprechende Pilotöffnung des Betriebsventils 28 angelegt. Dieser Pilotdruck (PPC-Druck) wird durch die Hydraulikdrucksensoren 55 und 56 detektiert und in Form eines Detektionssignals in die Steuereinheit 40 eingegeben.
Eine Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 zeigt verschiedene Informationen über das Arbeitsfahrzeug 100 an, zum Beispiel die Drehzahl, die Temperatur des Hydraulikfluides und dergleichen. Die Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 hat einen Touchpad-Monitor und dient als Eingabevorrichtung, die von einem Fahrzeugführer bedient wird. Die Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 wird bedient, um eine Kalibrierung der Befehlsdaten zu befehlen, die später noch zu erläutern ist.
Das Betriebsventil 28 ist ein Durchflussraten-Richtungssteuerungsventil, das mehrere Ventile umfasst, die jeweils den hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 entsprechen. Das Betriebsventil 28 führt die Bewegung einer Spule in einer Richtung gemäß der manuellen Steuerungsrichtung der Bedienhebel 35 bis 38 und die Bewegung der Spule zum Öffnen eines Fluiddurchlasses mit einem Öffnungsquerschnitt gemäß dem manuellen Steuerungsgrad der Bedienhebel 35 bis 38 herbei.
Ein Entlastungsventil 44 ist einem Hydraulikkreis zugeordnet, der die Hydraulikpumpe 25 und die hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 verbindet. Wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises auf einen vorgegebenen Entlastungsdruck ansteigt, verbindet das Entlastungsventil 44 den Hydraulikkreis mit einem Abflusskreis. Deshalb wird der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises derart gesteuert, dass er den Entlastungsdruck nicht übersteigt.
Die Steuereinheit 40 wird durch einen Computer mit einem Speicher wie ein RAM und ein ROM, mit einer CPU und dergleichen gebildet. Die Steuereinheit 40 enthält eine Speichereinheit 42 zum Speichern von Daten und Programmen, die für die Steuerung des Arbeitsfahrzeugs benötigt werden, und eine Steuereinheit 41 zum Ausführen verschiedener Tätigkeiten auf der Basis der Programme und Daten.
Die Steuereinheit 40 sendet ein Befehlssignal an den Regler 23, damit dieser die Motordrehzahl auf eine festgelegte Zieldrehzahl bringt. Die Zieldrehzahl wird zum Beispiel durch ein (nicht dargestelltes) Element für die Einstellung der Zieldrehzahl eingestellt, das in der Fahrerkabine 5 vorgesehen ist. Die Steuereinheit 40 berechnet und stellt die Zieldrehzahl entsprechend dem manuellen Steuerungsgrad der Bedienhebel 36 bis 38 oder entsprechend der Last der Hydraulikpumpe 25 ein. Der Motor 21 wird durch die Steuereinheit 40 auf der Basis einer Ausgangsdrehmomentlinie des Motors gesteuert, die durch Le in 3 gekennzeichnet ist. Die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors stellt obere Grenzwerte eines Drehmoments dar, das entsprechend der Drehzahl des Motors 21 abgegeben werden kann. Insbesondere gibt die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und den Maximalwerten des Ausgangsdrehmoments des Motors 21 an. Die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors ist in der Speichereinheit 42 gespeichert. Die Steuereinheit 40 modifiziert die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors entsprechend dem eingestellten Zieldrehmoment. Le in 3 zeigt die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors bei einer Zieldrehzahl, welche die maximale Zieldrehzahl ist. Diese Ausgangsdrehmomentlinie des Motors entspricht beispielsweise der Nennleistung oder maximalen Leistungsabgabe des Motors 21. Der Regler 23 steuert die Ausgangsleistung des Motors 21, so dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 21n die Ausgangsdrehmomentlinie des Motors nicht überschreitet.
Die Steuereinheit 40 berechnet ein Ziel-Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 entsprechend der Zieldrehzahl des Motors 21. Wie in 3 gezeigt ist, ist dieses Ziel-Absorptionsdrehmoment derart festgelegt, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors 21 und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl M1 aufeinander abgestimmt sind. Die Steuereinheit 40 berechnet das Ziel-Absorptionsdrehmoment auf der Basis einer Absorptionsdrehmomentlinie der Pumpe wie jene, die durch Lp in 3 gekennzeichnet ist. Die Drehmomentabsorptionslinie der Pumpe gibt ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 an und ist in der Speichereinheit 42 gespeichert.
Die Steuereinheit 40 berechnet einen aktuellen Befehlswert entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25. Befehlsdaten, die eine Übereinstimmung zwischen aktuellen Befehlswerten für die Pumpensteuervorrichtung 27 und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 zeigen, werden in der Speichereinheit 42 gespeichert. Diese Befehlsdaten zeigen ein Funktionsverhältnis, wobei sich die aktuellen Befehlswerte in Verbindung mit einem zunehmenden Ziel-Absorptionsdrehmoment (siehe 10) erhöhen. Die Steuereinheit 40 nimmt Bezug auf die Befehlsdaten und berechnet einen aktuellen Befehlswert entsprechend dem vorliegenden Ziel-Absorptionsdrehmoment. Ein Befehlssignal mit dem berechneten aktuellen Befehlswert wird dann an die Pumpensteuervorrichtung 27 ausgegeben.
Wenn eine vorgegebene manuelle Steuerungseingabe für die Wahl des Kalibriermodus an der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 vorgenommen wird, kalibriert die Steuereinheit 40 die Befehlsdaten. Der Kalibriermodus ist ein Steuermodus für die Kalibrierung der Befehlsdaten und unterscheidet sich von dem normalen Betriebsmodus, in dem das Fahrzeug fährt oder Arbeiten mit der Arbeitsmaschine 4 ausführt. Der Kalibriermodus kann zum Beispiel gewählt werden, indem auf der Anzeige/Eingabe-Einheit 43 ein Service-Bildschirm zur Benutzung während der Wartung des Arbeitsfahrzeugs 100 angezeigt wird. Der Prozess für die Kalibrierung der Befehlsdaten, der von der Steuereinheit 40 durchgeführt wird, wird nachstehend beschrieben. Es sei angenommen, dass die Vorkalibrier-Befehlsdaten (hier als ”initiale Befehlsdaten” bezeichnet) vor Durchführung des Kalibrierprozesses in der Speichereinheit 42 gespeichert wurden. Die initialen Befehlsdaten sind Befehlsdaten, die zum Beispiel bei der Produktion des Arbeitsfahrzeugs 100 eingegeben wurden.
Ein Ablaufdiagramm, das den Prozess für die Kalibrierung der Befehlsdaten darstellt, ist in 4 gezeigt. In den Schritten S1 bis S3 werden die Kalibrierinformationen für einen ersten Kalibrierpunkt, die Kalibrierinformationen für einen zweiten Kalibrierpunkt und die Kalibrierinformationen für einen dritten Kalibrierpunkt erfasst. Wie in 5 dargestellt ist, sind der erste Kalibrierpunkt P1, der zweite Kalibrierpunkt P2 und der dritte Kalibrierpunkt P3 Punkte, die zur Verwendung in dem Kalibrierprozess im Vorhinein festgelegt werden und die Motordrehzahl und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 in einem Gleichgewichtszustand zeigen, in dem die Leistungsabgabe des Motors 21 und die Absorptionsleistung des Hydraulikpumpe 25 aufeinander abgestimmt sind. Der erste Kalibrierpunkt P1, der zweite Kalibrierpunkt P2 und der dritte Kalibrierpunkt P3 werden derart festgelegt, dass verschiedene Werte des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe 25 berechnet werden können.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, dass den Prozess für die Erfassung der Kalibrierinformationen des ersten Kalibrierpunkts P1 darstellt. In Schritt S11 erfolgt die Vorbereitung für die Messung des ersten Kalibrierpunkts P1. Hier werden die Ausgangsleistung des Motors 21 und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 auf der Basis der Ausgangsdrehomentlinie Le1 des Motors und einer Absorptionsdrehmomentlinie Lp1 der Pumpe gesteuert, die derart festgelegt sind, dass die Leistungsabgabe des Motors 21 und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25 an dem ersten Kalibrierpunkt P1 aufeinander abgestimmt sind. Zu diesem Zeitpunkt wird ein aktueller Befehlswert für die Pumpensteuervorrichtung 27 auf der Basis der initialen Befehlsdaten berechnet und in die Pumpensteuervorrichtung 27 eingegeben. Ebenso erscheint auf dem Monitor der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 eine Anzeige wie jene, die in 7 gezeigt ist. Hier ist ”Arm Aushub Entlastung gehalten” eine Anzeige, die den Fahrzeugführer darauf hinweist, das der linke Arbeits-Bedienhebel 35 in einem Zustand gehalten wird, in dem der Hebel bis zu dem maximalen Grad der manuellen Steuerung in die Richtung für die Betätigung des Arms geneigt ist. In diesem Zustand ist das Entlastungsventil 44 im Entlastungszustand, weshalb der den hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 zugeführte Hydraulikdruck stabil auf dem Entlastungsdruck gehalten wird. Es wird auch eine Taste ”START” auf dem Touchpad der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 angezeigt.
In Schritt S12 wird ermittelt, ob ein Schalter zum Starten der Messung betätigt wurde oder nicht. Der Schalter für den Start der Messung bezieht sich auf die Taste ”START” auf dem Touchpad, die auf dem Eingabebildschirm der Anzeigevorrichtung 43 erscheint. Der Prozess führt weiter zu Schritt S13, wenn der Maschinenführer den Startschalter für die Messung in einem Zustand betätigt, in dem der linke Arbeits-Bedienhebel 35 in einem Zustand gehalten wird, in dem er bis zu dem maximalen Grad der manuellen Steuerung in die Richtung für die Betätigung des Arms geneigt ist.
In Schritt S13 beginnt die Messung von Kalibrierdaten. Hier werden Daten gemessen, die für die Berechnung der Kalibrierinformationen des ersten Kalibrierpunkts P1 benötigt werden. Die Kalibrierinformationen setzen sich zusammen aus einem aktuellen Befehlswert für die Pumpensteuervorrichtung 27 und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 in einem Gleichgewichtszustand. Das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 wird berechnet, indem die benötige PS-Leistung des Motors 21 für den Antrieb von Zusatzsystemen, zum Beispiel eines Kühlgebläses, von der Leistungsabgabe des Motors 21 subtrahiert wird. Deshalb werden die Daten, die für die Berechnung der Leistungsabgabe des Motors 21 sowie der für den Antrieb von Zusatzsystemen benötigten PS-Leistung des Motors 21 etc. benötigt werden, mittels Kalibrierdaten gemessen. Ein Kühlgebläse kann zum Beispiel als Zusatzsystem genannt werden. In diesem Fall würde die Steuereinheit 40 zur Berechnung der PS-Leistung für den Antrieb des Kühlgebläses die Drehzahl des Motors als Kalibrierdaten messen. Die Steuereinheit 40 speichert ein Verhältnis zwischen der Drehzahl des Kühlgebläses und der PS-Leistung für den Antrieb des Kühlgebläses in Form von früher abgeleiteten Daten der Gebläsedrehzahl/Antriebsleistung. Die Steuereinheit 40 berechnet die Drehzahl des Kühlgebläses aus der gemessenen Motordrehzahl und nimmt Bezug auf die Daten der Gebläsedrehzahl/Antriebsleistung, um die PS-Leistung für den Antrieb des Kühlgebläses zu berechnen. Zusätzlich nimmt die Steuereinheit 40 Bezug auf die Ausgangdrehmomentlinie des Motors, um die Leistungsabgabe des Motors in PS aus der gemessenen Motordrehzahl zu berechnen. Die Steuereinheit 40 subtrahiert die PS-Leistung für den Antrieb des Kühlgebläses von der Leistungsabgabe des Motors, um die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25 zu berechnen, und berechnet das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 aus der Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25.
In Schritt S14 wird ermittelt, ob der Systemzustand normal ist oder nicht. Hier wird ermittelt, ob der Zustand des Arbeitsfahrzeugs 100 ein Zustand ist, der für den Zweck der Durchführung des Kalibrierprozesses normal ist oder nicht. Insbesondere wird ermittelt, ob die Temperatur des Hydraulikfluides im richtigen Bereich liegt, ob der Förderdruck der Hydraulikpumpe 25 im richtigen Bereich liegt und ob das Entlastungsventil 44 im Entlastungszustand ist. Falls mindestens eine dieser Bedingungen für die Bestimmung nicht erfüllt ist, führt der Prozess weiter zu Schritt S17. In Schritt S17 erscheint auf dem Monitor der Anzeige/Eingabevorrichtung 43 der Hinweis auf einen Funktionsfehler. Wie in 8 gezeigt ist, erscheinen die Temperatur des Hydraulikfluides und ein der Ursache des Funktionsfehlers entsprechender Fehlercode.
Wenn in Schritt S14 entschieden wird, dass sich das System im Normalzustand befindet, führt der Prozess weiter zu Schritt S15. In Schritt S15 wird ermittelt, ob die Messung der Kalibrierdaten abgeschlossen ist oder nicht. Ist die Messung der Kalibrierdaten abgeschlossen, folgt Schritt S16 in dem Prozess.
In Schritt S16 werden die Kalibrierinformationen des ersten Kalibrierpunkts P1 berechnet und in der Speichereinheit 42 gespeichert. Insbesondere wird das tatsächliche Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 in einem Zustand detektiert, in dem die Leistungsabgabe des Motors 21 und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25 aufeinander abgestimmt sind, und wird zusammen mit einem zu diesem Zeitpunkt aktuellen Befehlswert für die Pumpensteuervorrichtung 27 als Kalibrierinformation gespeichert. Wie 9 zeigt, werden Durchschnittswerte der Motordrehzahl, des Pumpendrucks (Förderdruck der Hydraulikpumpe 25) und der während der Messung der Kalibrierdaten observierten Temperatur des Hydraulikfluides jeweils auf dem Monitor der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 angezeigt, sobald die Erfassung der Kalibrierinformationen des ersten Kalibrierpunkts P1 abgeschlossen ist.
Die Prozesse für die Erfassung von Kalibrierinformationen des zweiten Kalibrierpunkts P2 und für die Erfassung von Kalibrierinformationen des dritten Kalibrierpunkts P3 erfolgen analog zu dem vorstehend beschriebenen Prozess für die Erfassung von Kalibrierinformationen des ersten Kalibrierpunkts P1. Wie jedoch an vorausgehender Stelle bereits erwähnt wurde, unterscheiden sich die Werte des Pumpenabsorptionsdrehmoments P1 bis P3 voneinander. Wie in 5 gezeigt ist, ist der zweite Kalibrierpunkt P2 ein Übereinstimmungspunkt, der durch eine Ausgangsdrehmomentlinie Le2 des Motors angegeben wird, die sich von der Ausgangsdrehmomentlinie Le1 des Motors unterscheidet, und eine Absorptionsdrehmomentlinie Lp2 der Pumpe, die sich von der Absorptionsdrehmomentlinie Lp1 der Pumpe unterscheidet. Auch der dritte Kalibrierpunkt P3 ist ein Übereinstimmungspunkt, der durch eine Ausgangsdrehmomentlinie Le3 des Motors, die sich von den Ausgangsdrehmomentlinien Le1, Le2 unterscheiden, und eine Absorptionsdrehmomentlinie Lp3 der Pumpe, die sich von den Absorptionsdrehmomentlinien Lp1, Lp2 der Pumpe unterscheidet, angegeben wird. Aus diesem Grund können die Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen, die den verschiedenen Werten des Absorptionsdrehmoments der Pumpe zugeordnet sind, erfasst werden.
Die Steuereinheit 40 steuert anschließend die Hydraulikpumpe 25 auf der Basis der Befehlsdaten, die auf der Basis der in der Speichereinheit 42 gespeicherten Kalibrierinformationen kalibriert wurden. 10 zeigt ein Beispiel von Befehlsdaten, die auf der Basis der Kalibrierinformationen kalibriert wurden. In 10 zeigt Ld0 die initialen Befehlsdaten. Ld1 zeigt die kalibrierten Befehlsdaten. Bei den kalibrierten Befehlsdaten Ld1 sind die initialen Befehlsdaten Ld0 auf der Basis der Kalibrierinformationen (I1, Tp1) des ersten Kalibrierpunkts P1, der Kalibrierinformationen (I2, Tp2) des zweiten Kalibrierpunkts P2 und der Kalibrierinformationen (I3, Tp3) des dritten Kalibrierpunkts P3 kalibriert. I1, I2 und I3 sind aktuelle Befehlswerte. Tp1, Tp2 und Tp3 sind aktuelle Absorptionsdrehmomente der Hydraulikpumpe 25 entsprechend den aktuellen Befehlswerten, die als Kalibrierinformation ermittelt wurden.
Wie in 11(a) gezeigt ist, liegen bei der Durchführung der Steuerung der Hydraulikpumpe 25 auf der Basis der initialen Befehlsdaten die tatsächlichen Übereinstimmungspunkt Ma1 bis Ma3, an denen das Ausgangsdrehmoment des Motors 21 und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 aufeinander abgestimmt sind, an Positionen, die gegenüber den Ziel-Übereinstimmungspunkten Mt1 bis Mt3 in Richtung auf das hohe Drehzahlende verschoben sind. Wenn die Steuerung der Hydraulikpumpe 25 dagegen auf der Basis der kalibrierten Befehlsdaten durchgeführt wird, stimmen die tatsächlichen Übereinstimmungspunkte Ma1 bis Ma3 und die Ziel-Übereinstimmungspunkte Mt1 bis Mt3 überein, wie das in 11(b) gezeigt ist.
Durch die manuelle Steuerung der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 kann der Fahrzeugführer in der Speichereinheit 42 gespeicherte Kalibrierinformationen löschen bzw. die Befehlsdaten auf die initialen Befehlsdaten zurücksetzen.
Bei dem Arbeitsfahrzeug 100 gemäß vorliegender Erfindung werden Kalibrierinformation auf die vorstehende Weise durch eine Messung des tatsächlichen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe 25 in Gleichgewichtszuständen, in denen die Leistungsabgabe des Motors 21 und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25 aufeinander abgestimmt sind, erfasst und in der Speichereinheit 42 gespeichert. Die Befehlsdaten werden dann auf der Basis dieser Kalibrierinformationen kalibriert. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe 25, ungeachtet der Unterschiede zwischen den einzelnen Hydraulikpumpen 25.
Die Kalibrierinformationen werden in einem Zustand erfasst, in dem die Hydraulikpumpe 25 in dem Arbeitsfahrzeug 100 installiert ist, weshalb Kalibrierinformationen erfasst werden können, die für die tatsächlichen Einsatzbedingungen geeignet sind. Zudem können der Ablauf für die Inspektion der Hydraulikpumpe 25 während der Herstellung und der Ablauf für die Verwaltung der Kalibrierinformationen vereinfacht werden im Vergleich zu einem Fall, in dem die Kalibrierinformationen vor dem Einbau der Hydraulikpumpe 25 in dem Arbeitsfahrzeug 100, nämlich zum Beispiel während der Produktion des Arbeitsfahrzeugs 100 etc. ermittelt werden.
Es ist auch möglich, Leistungsschwankungen des Arbeitsfahrzeugs 100 zu reduzieren, zum Beispiel Schwankungen des Kraftstoffverbrauchs oder der Arbeitsleistung, die auf Unterschiede zwischen den einzelnen Hydraulikpumpen 25 zurückzuführen sind, da das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25 ungeachtet der Unterschiede zwischen den einzelnen Hydraulikpumpen 25 exakt gesteuert werden kann.
Die Kalibrierinformationen werden für eine Vielzahl von Kalibrierpunkten ermittelt, die den verschiedenen Werten des Absorptionsdrehmoments der Pumpe zugeordnet sind. Deshalb ist im Vergleich zu einem Fall, in dem die Kalibrierinformationen nur für einen einzigen Kalibrierpunkt erfasst werden, eine genauere Korrektur der Befehlsdaten möglich. Wie in 10 gezeigt ist, ist insbesondere das Verhältnis zwischen aktuellen Befehlswerten und dem tatsächlichen Absorptionsdrehmoment der Pumpe nicht immer auf ein lineares Proportionalverhältnis beschränkt. Aus diesem Grund könnend die Befehlsdaten durch eine Kalibrierung auf der Basis von Kalibrierungsinformationen von einer Vielzahl von Kalibrierpunkten einer genaueren Korrektur unterzogen werden. Zum Beispiel gibt es Fälle, in denen die Befehlsdaten derart festgelegt werden, dass sie an eine äquivalente PS-Leistungslinie angenähert sind. Da eine äquivalente PS-Leistungslinie durch eine hyperbolische Kurve dargestellt ist, ist es schwierig, lediglich eine Einpunkt- oder Zweipunkt-Kalibrierung anzuwenden, um die anhand der hyperbolischen Kurve dargestellten Befehlsdaten genau zu kalibrieren. Eine genauere Kalibrierung der Befehlsdaten ist folglich durch die Erfassung von drei oder mehr Kalibrierpunkten möglich.
Darüber hinaus können Befehlsdaten für einen größeren Bereich des Absorptionsdrehmoments der Pumpe kalibriert werden, indem die Kalibrierung auf der Basis von Kalibrierinformationen von einer Vielzahl von Kalibrierpunkten erfolgt. Alternativ dazu können Befehlsdaten für einen speziellen Bereich des Absorptionsdrehmoments der Pumpe kalibriert werden, der zu verwenden ist, um die Hydraulikpumpe 25 zu steuern. Auf diese Weise können die Befehlsdaten mit größerer Genauigkeit kalibriert werden.
Wie 5 zeigt, können insbesondere durch die Verwendung einer Vielzahl von Kalibrierpunkten, die durch sich unterscheidende Ausgangsdrehmomentlinien Le1, Le2, Le3 des Motors angegeben sind, Befehlsdaten für einen weiter gefassten Bereich des Absorptionsdrehmoments der Pumpe kalibriert werden als dies der Fall wäre, wenn eine Vielzahl von Kalibrierpunkten an derselben Ausgangsdrehmomentlinie des Motors verwendet werden würden (siehe 15). Aus diesem Grund können Befehlsdaten innerhalb eines praktikablen Bereichs des Pumpenabsorptionsdrehmoments genau kalibriert werden.
Befehlsdaten werden kalibriert, während sich das Entlastungsventil 44 im Entlastungszustand befindet. Deshalb können die Kalibrierungspunkte in einem Zustand gemessen werden, in dem eine vorgegebene Last auf die Hydraulikpumpe 25 ausgeübt wird, und in dem die Leistungsabgabe des Motors 21 und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe 25 stabil aufeinander abgestimmt sind. Auf diese Weise können Befehlsdaten genau kalibriert werden.
Eine Kalibrierung von Befehlsdaten wird durchgeführt, wenn ein Kalibriermodus zum Zweck der Kalibrierung von Befehlsdaten gewählt wird. Aus diesem Grund ist die Steuerung während des normalen Betriebs stabiler als in einem Fall, in dem die Kalibrierung während des normalen Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 100 stattfindet.
Der Kalibriermodus wird durch eine manuelle Bedienung der Anzeige/Eingabe-Vorrichtung 43 manuell gewählt. Aus diesem Grund kann die Kalibrierung der Befehlsdaten zu jeder Zeit durchgeführt werden, zum Beispiel während des Transports des Arbeitsfahrzeugs 100 oder während seiner Wartung.
Als nächstes wird ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 12 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil der Konfiguration eines Steuersystems eines Arbeitsfahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Dieses Arbeitsfahrzeug ist mit einer ersten Hydraulikpumpe 25a, einer zweiten Hydraulikpumpe 25b, einer ersten Pumpensteuervorrichtung 27a, einer zweiten Pumpensteuervorrichtung 27b, einem ersten Entlastungsventil 44a, einem zweiten Entlastungsventil 44b, einem ersten Entladeventil 45a, einem zweiten Entladeventil 45b, einer Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 und einem Kalibrierungs-Entlastungsventil 47 versehen. Die Konfigurationen des Arbeitsfahrzeugs 100 in 12, die gleich oder ähnlich mit jenen der ersten Ausführungsform sind, tragen die gleichen Bezugszeichen.
Die erste Hydraulikpumpe 25a und die zweite Hydraulikpumpe 25b sind in ihrer Konfiguration vergleichbar mit der Hydraulikpumpe 25 der ersten Ausführungsform. Die erste Pumpensteuervorrichtung 27a steuert das Absorptionsdrehmoment der ersten Hydraulikpumpe 25a gemäß den von der Steuereinheit 40 eingegebenen aktuellen Befehlswerten. Die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b steuert das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe 25b gemäß den von der Steuereinheit 40 eingegebenen aktuellen Befehlswerten. Die speziellen Konfigurationen der ersten Pumpensteuervorrichtung 27a und der zweiten Pumpensteuervorrichtung 27b sind die gleichen wie jene der Pumpensteuervorrichtung 27 der ersten Ausführungsform.
Das Entlastungsventil 44a ist einem ersten Hydraulikkreis 48 zugeordnet, der die erste Hydraulikpumpe 25a und die hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 verbindet. Das zweite Entlastungsventil 4b ist einem zweiten Hydraulikkreis 49 zugeordnet, der die zweite Hydraulikpumpe 25b und die hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 verbindet. Die speziellen Konfigurationen des ersten Entlastungsventils 44a und des zweiten Entlastungsventils 44b sind vergleichbar mit dem Entlastungsventil 44 der ersten Ausführungsform.
Bei geschlossenem Betriebsventil 28 wechselt das erste Entladeventil 45a in den Entladezustand, wodurch der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 auf einem vorgegebenen Entladedruck gehalten wird. Speziell wenn die Zuleitung von Hydraulikfluid über den ersten Hydraulikkreis 49 zu den hydraulischen Betätigungseinrichtungen 10 bis 12 und 30 bis 32 blockiert wird, schaltet das erste Entladeventil 45a in den Entladezustand, wodurch der Druck des Hydraulikfluides auf den Entladedruck reduziert wird. Die erste Hydraulikpumpe 25a fördert dadurch in einem im Wesentlichen unbelasteten Zustand Hydraulikfluid in den ersten Hydraulikkreis 48. Bei geschlossenem Betriebsventil 28 schaltet das Entladeventil 45b in den Entladezustand, wodurch der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 auf einem vorgegebenen Entladedruck gehalten wird. Die spezielle Konfiguration des zweiten Entladeventils 45b ist vergleichbar mit jener des ersten Entladeventils 45a.
Die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 wird durch ein Befehlssignal von der Steuereinheit 40 zwischen einem konfluenten Strömungszustand und einem diffluenten Strömungszustand geschaltet. Im konfluenten Strömungszustand führt die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 eine konfluente Strömung des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 herbei. Im diffluenten Strömungszustand führt die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 eine diffluente bzw. geteilte Strömung des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 herbei. Wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 im Zustand der geteilten Strömung befindet, wird das Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikpumpe 25a über den ersten Hydraulikkreis 48 zu hydraulischen Betätigungseinrichtungen wie dem rechten Fahrmotor 31, dem Arm-Zylinder 11 etc. geleitet. Das Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe 25b wird über den zweiten Hydraulikkreis 49 zu hydraulischen Betätigungseinrichtungen wie dem linken Fahrmotor 32, dem Schaufel-Zylinder 12 etc. geleitet.
Die Steuereinheit 40 unterscheidet zwischen Zuständen wie dem Fahrbetrieb des Arbeitsfahrzeugs und Arbeitszuständen der Arbeitsmaschine 4 auf der Basis von Detektionssignalen, die von den verschiedenen Sensoren eingegeben werden.
Die Steuereinheit 40 schaltet dann die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 auf der Basis der Differenzierungsergebnisse. Insbesondere schaltet die Steuereinheit 40 die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 in einen Zustand, der für den aktuellen Fahrzustand und für den Arbeitszustand geeignet ist. Wenn das Arbeitsfahrzeug beispielsweise steht, während sich die Arbeitsmaschine 4 im angetriebenen Zustand befindet, ist die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 in den konfluenten Zustand geschaltet. Dadurch kann ausreichend Hydraulikfluid zu den Hydraulikzylindern 10 bis 12 der Arbeitsmaschine 4 geleitet werden. In einem Fall, in dem das Arbeitsfahrzeug geradeaus fährt, während die Arbeitsmaschine 4 nicht angetrieben wird, schaltet die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 in den geteilten Zustand. Das Hydraulikfluid kann dadurch in gleichem Maß auf den linken und den rechten Fahrmotor 32, 32 verteilt werden, und der Geradesauslauf kann verbessert werden.
Das Kalibrier-Entlastungsventil 47 ist einem Kalibrier-Entlastungskreis 50 zugeordnet. Das Kalibrier-Entlastungsventil 47 geht bei einem Hydraulikdruck (hier ”Kalibrier-Entlastungsdruck” genannt), der niedriger als der Entlastungsdruck des ersten Entlastungsventils 44a und der Entlastungsdruck des zweiten Entlastungsventils 44b ist, in einen Entlastungszustand. Der Kalibrier-Entlastungskreis 50 ist mit dem ersten Hydraulikkreis 48 verbunden. Dem Kalibrier-Entlastungskreis 50 ist eine Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 zugeordnet. Die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 schaltet gemäß einem Befehlssignal von der Steuereinheit 40 zwischen einem Verbindungszustand und einem Blockadezustand. Im Verbindungszustand verbindet die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 den Kalibrier-Entlastungskreis 50 und den ersten Hydraulikkreis 48. Im Blockadezustand blockiert die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 den Kalibrier-Entlastungskreis 50 und den ersten Hydraulikkreis 48. Im Zustand des Normalbetriebs, in dem Befehlsdaten nicht kalibriert werden, bleibt die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 im Blockadezustand.
Bei der Kalibrierung von Befehlsdaten setzt die Steuereinheit 40 die Konfluenz-/Diffluenzsströmungs-Schaltvorrichtung 46 in den konfluenten Zustand. Die Steuereinheit 40 setzt auch die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58 in den Verbindungszustand. Die Befehlsdaten werden dann durch den an früherer Stelle anhand des Ablaufdiagramms in 4 beschriebenen Prozess kalibriert. Folglich findet die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand statt, in dem der Arm-Zylinder 11 mit einem konfluenten Strom von Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikpumpe 25a und Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe 25b versorgt wird (siehe gestrichelte Pfeillinien A1 und A2). Außerdem wird der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 zu diesem Zeitpunkt durch das Kalibrier-Entlastungsventil 47 auf dem Kalibrier-Entlastungsdruck gehalten. Während der vorausgehend beschriebenen Messung der Kalibrierpunkte P1, P2, P3 werden Befehlssignale mit identischen aktuellen Befehlswerten in die erste Pumpensteuervorrichtung 27a und in die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b eingegeben. Das tatsächliche Gesamtabsorptionsdrehmoment der ersten Hydraulikpumpe 25a und der zweiten Hydraulikpumpe 25b im Gleichgewichtszustand wird ebenfalls detektiert.
Die anderen Konfigurationen und Steuerungen des Arbeitsfahrzeugs der zweiten Ausführungsform sind vergleichbar mit den Konfigurationen und Steuerungen in der ersten Ausführungsform.
Bei dem Arbeitsfahrzeug der zweiten Ausführungsform kann die Kalibrierung der Befehlsdaten in einem Zustand stattfinden, in dem der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 gleich einem Kalibrier-Entlastungsdruck ist, der niedriger als der Entlastungsdruck ist. Hier wird ein Druckwert, der sehr häufig im Normalbetrieb verwendet wird, vorher abgeleitet und als Kalibrier-Entlastungsdruck eingestellt. Dadurch kann die Genauigkeit der Kalibrierung von Befehlsdaten in einem Zustand, der jenem während des Normalbetriebs angenähert ist, verbessert werden. Während das Arbeitsfahrzeug der zweiten Ausführungsform mit der ersten Hydraulikpumpe 25a und der zweiten Hydraulikpumpe 25b versehen ist, könnte das Kalibrier-Entlastungsventil 47 in einem Fahrzeug vorgesehen sein, das wie das Arbeitsfahrzeug 100 der ersten Ausführungsform ebenfalls nur mit einer einzigen Hydraulikpumpe 25 ausgestattet ist.
Als nächstes wird ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 13 ist ein Blockdiagramm, das einen Teil der Konfiguration eines Steuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration dieses Arbeitsfahrzeugs ist ähnlich wie jene des Arbeitsfahrzeugs der zweiten Ausführungsform, jedoch entfallen das Kalibrier-Entlastungsventil 47 und die Durchflusskanal-Schaltvorrichtung 58. Konfigurationen in 13, die gleich oder ähnlich sind wie jene des Arbeitsfahrzeugs der ersten und der zweiten Ausführungsform, tragen die gleichen Bezugszeichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist, nicht durch die Verwendung eines Kalibrier-Entlastungsventils 47 wie vorstehend im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform beschrieben ermittelt, sondern durch die Verwendung eines Durchschnittsdrucks des Hydraulikdrucks des ersten Hydraulikkreises 48 und des Hydraulikdrucks des zweiten Hydraulikkreises 49, wie das später noch beschrieben wird. Die Konfiguration wird nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Die erste Pumpensteuervorrichtung 27a umfasst einen ersten Servozylinder 61a und ein erstes EPC-Ventil 62a. In den ersten Servozylinder 61a werden ein Durchschnittsdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 (siehe gestrichelte Pfeillinie Pa1) und ein Steuerhydraulikdruck von dem ersten EPC-Ventil 62a (siehe gestrichelte Pfeillinie Pp1) eingegeben. Der erste Servozylinder 61a ist mit einer Feder versehen, die eine dem Durchschnittsdruck und dem Steuerhydraulikdruck entgegenwirkende Reaktionskraft entstehen lässt. Abhängig von dem Ausgleich des Durchschnittsdrucks, des Steuerhydraulikdrucks und der Reaktionskraft der Feder ändert der erste Servozylinder 61a den Neigungswinkel einer Taumelscheibe 26a der ersten Hydraulikpumpe 25a. Das erste EPC-Ventil 62a erzeugt den Steuerhydraulikdruck auf der Basis eines Befehlswerts eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit 40 eingegeben wird, und treibt den ersten Servozylinder 61a an.
Die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b umfasst einen zweiten Servozylinder 61b und ein zweites EPC-Ventil 62b. In den zweiten Servozylinder 61b werden ein Durchschnittsdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 (siehe gestrichelte Pfeillinie Pa2) und ein Steuerhydraulikdruck von dem zweiten EPC-Ventil 62b (siehe gestrichelte Pfeillinie Pp2) eingegeben. Der zweite Servozylinder 61b ist mit einer Feder versehen, die eine dem Durchschnittsdruck und dem Steuerhydraulikdruck entgegenwirkende Reaktionskraft entstehen lässt. Abhängig von dem Ausgleich des Durchschnittsdrucks, des Steuerhydraulikdrucks und der Reaktionskraft der Feder ändert der zweite Servozylinder 61b den Neigungswinkel einer Taumelscheibe 26b der zweiten Hydraulikpumpe 25b. Das zweite EPC-Ventil 62b erzeugt den Steuerhydraulikdruck auf der Basis eines Befehlswerts eines Befehlssignals, das von der Steuereinheit 40 eingegeben wird, und treibt den ersten Servozylinder 61b an.
Die Steuereinheit 40 bestimmt den Befehlswert (aktuelles Befehlssignal) des Befehlssignals, das in das erste EPC-Ventil 62a eingegeben wird, und den Befehlswert (aktuelles Befehlssignal) des Befehlssignals, das in das zweite EPC-Ventil 62a eingegeben wird, in einer solchen Weise, dass die Summe des Absorptionsdrehmoments der ersten Hydraulikpumpe 25a und der zweiten Hydraulikpumpe 25b ein eingestelltes Drehmoment nicht übersteigt. Während dieser Zeit verwendet die Steuereinheit 40 die vorangehend bereits erläuterten Befehlsdaten, um die Befehlswerte zu bestimmen.
Beim Kalibrieren der Befehlsdaten setzt die Steuereinheit 40 die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 in den Zustand einer geteilten Strömung. Die Befehlsdaten werden dann durch den vorausgehend erläuterten Prozess gemäß dem Ablaufdiagramm in 4 kalibriert. Folglich wird das Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikpumpe 25a über den ersten Hydraulikkreis 48 dem Arm-Zylinder 11 zugeführt (siehe gestrichelte Pfeillinie A2), und die Befehlsdaten werden kalibriert, während sich das erste Entlastungsventil 44 im Entlastungszustand befindet. Da keine manuelle Steuerung des Ausleger-Zylinders 10, des Schaufel-Zylinders 12, des Drehmotors 30 oder der Fahrvorrichtungen 2a und 2b stattfindet, wird der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 durch das zweite Entladeventil auf dem Entladedruck gehalten (siehe gestrichelte Pfeillinie A3). Folglich werden die Befehlsdaten kalibriert, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung 46 im Zustand der geteilten Strömung befindet, das erste Entlastungsventil 44a im Entlastungszustand befindet und der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 auf dem Entladedruck ist. Beim Messen der vorausgehend erläuterten Kalibrierpunkte P1, P2, P3 werden Befehlssignale mit identischen aktuellen Befehlswerten in die erste Pumpensteuervorrichtung 27a und in die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b eingegeben. Jedoch müssen der aktuelle Befehlswert, der während des Normalbetriebs in die erste Pumpensteuervorrichtung 27a eingegeben wird, und der aktuelle Befehlswert, der während des Normalbetriebs in die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b eingegeben wird, nicht notwendigerweise identische Werte sein. Darüber hinaus müssen die Befehlsdaten für die Bestimmung des aktuellen Befehlswerts für die erste Pumpensteuervorrichtung 27a und die Befehlsdaten für die Bestimmung des aktuellen Befehlswerts für die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b nicht notwendigerweise dieselben sein. Beim Messen der Kalibrierpunkte P1, P2, P3 wird das tatsächliche Gesamtabsorptionsdrehmoment der ersten Hydraulikpumpe 25a und der zweiten Hydraulikpumpe 25b in Gleichgewichtszuständen detektiert.
Die sonstigen Konfigurationen und Steuerungen des Arbeitsfahrzeugs der dritten Ausführungsform sind vergleichbar mit den Konfigurationen und der Steuerung des Arbeitsfahrzeugs in der zweiten Ausführungsform.
Bei dem Arbeitsfahrzeug der dritten Ausführungsform werden die Befehlsdaten kalibriert, wenn der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 auf dem Entlastungsdruck ist und wenn der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 auf dem Entladedruck ist. Wie vorausgehend erläutert, ist der Entladedruck der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49, wenn sich die zweite Hydraulikpumpe 25b in dem im Wesentlichen entlasteten Zustand befindet, und ist deshalb im Vergleich zu dem Entlastungsdruck ein sehr kleiner Wert. Folglich kann der Durchschnittsdruck, der in die erste Pumpensteuervorrichtung 27a und in die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b eingegeben wird, niedriger sein als der Entlastungsdruck, und der Wert kann dem vorausgehend erläuterten Kalibrier-Entlastungsdruck angenähert sein. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass der während des Normalbetriebs sehr häufig verwendete Druckwert (hier ”Kalibrier-Zieldruckwert” genannt) 240 kg/cm² beträgt und dass der Entlastungsdruck 410 kg/m² und der Entladedruck 30 kg/m² betragen, so wäre der Durchschnittsdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 in diesem Fall 220 kg/m². Folglich ist der Durchschnittsdruck ein Wert, der stärker als der Entlastungsdruck dem Kalibrier-Zieldruckwert angenähert ist. Aus diesem Grund kann die Kalibrierung in einem Zustand stattfinden, in dem die Neigungswinkel der Taumelscheiben 26a und 26b der ersten Hydraulikpumpe 25a und der zweiten Hydraulikpumpe 25b den Neigungswinkeln der Taumelscheiben bei einem Förderdruck, der gleich dem Kalibrier-Zieldruckwert ist, angenähert sind. Deshalb kann selbst dann, wenn das in der zweiten Ausführungsform dargestellte Kalibrier-Entlastungsventil 47 nicht vorgesehen ist, die Genauigkeit der Kalibrierung der Befehlsdaten in einem dem Normalbetrieb angenäherten Zustand verbessert werden.
Die Fördermenge an Hydraulikfluid aus einer Hydraulikpumpe wird in der typischen Weise durch den tatsächlichen Förderdruck und die Förderrate beeinflusst. Deshalb sollen Korrekturdaten verwendet werden, um die Kalibrierdaten zu korrigieren. Die Korrekturdaten sind Daten für die Korrektur der Differenzen zwischen Kalibrierdaten, die durch die vorstehend beschriebene Vorgehensweise hergeleitet werden, und Kalibrierdaten, die in einem Zustand ermittelt werden, in dem der tatsächliche Entladedruck den gleichen Wert hat wie der vorstehend beschriebene Durchschnittsdruck. Diese Daten wurden vorab auf experimentellem Weg ermittelt und in der Speichereinheit 42 (siehe 2) gespeichert. Die Genauigkeit der Kalibrierung von Befehlsdaten kann dadurch noch weiter verbessert werden.
Ebenso kann die Kalibrierung in zwei Zuständen stattfinden, d. h. in einem Zustand, in dem der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 auf dem Entlastungsdruck ist und in dem der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 auf dem Entladedruck ist, und in einem Zustand, in dem der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 auf dem Entlastungsdruck ist und in dem der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 auf dem Entladedruck Ist. Der Durchschnitt der Kalibrierwerte in den beiden Zuständen kann dann als Kalibrierdaten verwendet werden. Dadurch können die Auswirkungen einer Leistungsschwankung der beiden Hydraulikpumpen 25a und 25b auf die Genauigkeit der Kalibrierung verringert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Verbesserungen sind möglich, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen Hydraulikbagger beschränkt, sondern kann auch in anderen Arbeitsfahrzeugen wie zum Beispiel in einem Radlader ausgeführt sein.
Die Steuereinheit 40 kann durch mehrere Computer gebildet sein.
Die Kalibrierung von Befehlsdaten bei einem Druck, der während des Normalbetriebs häufig verwendet wird, wird durch die Eingabe eines Hydraulikdrucks in die Pumpensteuervorrichtungen bewerkstelligt, der im Normalbetrieb niedriger als der Entlastungsdruck ist. Die speziellen Mittel dafür sind jedoch nicht auf die in den Ausführungsformen angegebenen Mittel beschränkt. Zum Beispiel kann anstelle des ersten Entlastungsventils 44a in der zweiten Ausführungsform ein variables Entlastungsventil verwendet werden.
Das variable Entlastungsventil ist ein Ventil, das auf solche Weise gesteuert wird, dass während der Kalibrierung der Befehlsdaten der Entlastungsdruck ein niedrigerer Druck als der während des Normalbetriebs ist. Aus diesem Grund kann die Kalibrierung von Befehlsdaten auch ohne vorgesehenes Kalibrier-Entlastungsventil 47 in einem Zustand stattfinden, in dem der Hydraulikdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 niedriger ist als der Entlastungsdruck während des Normalbetriebs.
Ein vorgegebener niedriger Hydraulikdruck, der niedriger als der Entlastungsdruck ist, kann auch erzielt werden, indem nicht ein Entladeventil wie in der dritten Ausführungsform verwendet wird, sondern Hydraulikfluid einer vorgegebenen hydraulischen Betätigungseinrichtung zugeführt wird. Wie in 14 gezeigt ist, wird zum Beispiel Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikpumpe 25a dem ersten Arm-Zylinder 11 zugeleitet (siehe gestrichelte Pfeillinie A2), und das erste Entlastungsventil 44a geht in den Entlastungszustand. Zudem wird der zweite Hydraulikkreis 49 mit dem linken Fahrmotor 32 verbunden, und Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe 25b wird dem zweiten Fahrmotor 32 zugeleitet (siehe gestrichelte Pfeillinie A4). Der linke Fahrmotor 32 befindet sich dann im Leerlauf. Deshalb wird der zweite Hydraulikkreis 49, wenngleich auf niedrigem Druck, mit Hydraulikfluid versorgt, wobei die Durchflussrate mit jener im Falle eines Systems vergleichbar ist, das mit einem Kalibrier-Entlastungsventil ausgestattet ist, das in den Entlastungszustand gewechselt hat. Der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 kann dadurch auf einen niedrigen Hydraulikdruck eingestellt werden, indem Hydraulikfluid zu einer vorgegebenen hydraulischen Betätigungseinrichtung geleitet wird. Der Durchschnittsdruck, der in die erste Pumpensteuervorrichtung 27a und in die zweite Pumpensteuervorrichtung 27b eingegeben wird, kann dem Kalibrier-Zieldruckwert deshalb stärker angenähert werden. In einem Fall zum Beispiel, in dem der Kalibrier-Zieldruckwert 240 kg/cm² und der Entlastungsdruck 410 kg/cm² beträgt, würde Hydraulikfluid dem linken Fahrmotor 32 derart zugeleitet werden, dass der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises 49 einen Wert von 70 kg/cm² erreicht. Der Durchschnittsdruck würde deshalb 240 kg/cm² erreichen und könnte auf den Kalibrier-Zieldruckwert abgestimmt werden. Da das Hydraulikfluid aus der zweiten Pumpe 25b außerdem dem linken Fahrmotor 32 zugeleitet wird, fördert die zweite Hydraulikpumpe 25b Hydraulikfluid mit einer ausreichenden Förderrate. Aus diesem Grund können die Werte der vorausgehend erläuterten Korrekturdaten kleiner sein, weshalb der geschätzte Fehler der Korrekturdaten kleiner sein und die Genauigkeit der Kalibrierung noch weiter verbessert werden kann.
In der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform wurde der Durchschnittsdruck des ersten Hydraulikkreises 48 und des zweiten Hydraulikkreises 49 verwendet. Jedoch gibt es keine Beschränkung auf diesen Durchschnittsdruck. Es wäre jeder vorgegebene Steuerdruck, der durch den ersten Hydraulikkreis 48 und den zweiten Hydraulikkreis 49 gesteuert wird, ebenfalls annehmbar.
Die Anzahl von Kalibrierpunkten zum Zweck der Erfassung von Kalibrierinformationen ist nicht auf drei beschränkt. Es können stattdessen zwei oder weniger oder vier oder mehr Kalibrierpunkte verwendet werden. Die Vielzahl von gemessenen Kalibrierpunkten ist nicht auf die Kalibrierpunkte beschränkt, die in 5 gezeigt sind. Wie zum Beispiel 15 zeigt, können Kalibrierinformationen für eine Vielzahl von Kalibrierpunkten P11 bis P13 entsprechend sich unterscheidender Absorptionsdrehmomentlinien Lp11 bis Lp13 der Pumpe mit Bezug auf eine gemeinsame Ausgangsdrehmomentlinie Le11 des Motors erfasst werden. Alternativ können, wie in 16(a) gezeigt, Kalibrierpunkt-Informationen für eine Vielzahl von Kalibrierpunkten P21 bis P23 entsprechend sich unterscheidender Ausgangsdrehmomentlinien Le21 bis L23 des Motors mit Bezug auf eine gemeinsame Absorptionsdrehmomentlinie Lp21 der Pumpe erfasst werden. Oder, wie 16(b) zeigt, es können Kalibrierpunkt-Informationen für eine Vielzahl von Kalibrierpunkten P31 bis P33 entsprechend einer Vielzahl von Ausgangsdrehmomentlinien Le31 bis Le33 mit sich unterscheidenden Regelungslinien des Motors mit Bezug auf eine gemeinsame Absorptionsdrehmomentlinie Lp31 der Pumpe erfasst werden.
Das tatsächliche Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 25, das die Kalibrierinformationen bildet, kann aus der Förderrate und aus dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 25 berechnet werden.
Der Kalibriermodus kann durch die Steuereinheit 40 automatisch gewählt werden. Zum Beispiel kann die Kalibrierung der Befehlsdaten nach dem Anlassen des Motors 21 automatisch durchgeführt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Durch vorliegende Erfindung werden ein Arbeitsfahrzeug und ein Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug angegeben, durch welches das Absorptionsdrehmoment ungeachtet der Unterschiede zwischen den einzelnen Pumpen genau gesteuert werden kann.
Bezugszeichenliste

21: Motor
25: Hydraulikpumpe
27: Pumpensteuervorrichtung
42: Speichereinheit
41: Steuereinheit
100: Arbeitsfahrzeug
44a, 44b, 44c: Entlastungsventile (Entlastungsvorrichtungen)
45a, 45b: Entladeventile (Entladevorrichtungen)
47: Kalibrier-Entlastungsventil (Kalibrierentlastungsvorrichtung)
26b: zweite Hydraulikpumpe
27b: zweite Pumpensteuervorrichtung
46: Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung
43: Eingabe/Anzeige-Vorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-120425 [0003]

Claims

Arbeitsfahrzeug, umfassend: einen Motor; eine durch den Motor angetriebene Hydraulikpumpe; eine hydraulische Betätigungseinrichtung, die durch Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe angetrieben wird; eine Pumpensteuervorrichtung zum Steuern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals; eine Speichereinheit zum Speichern von Befehlsdaten, die eine Übereinstimmung zwischen Befehlswerten und dem Befehlssignal an die Pumpensteuervorrichtung und dem Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe zeigen; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist für die Berechnung eines Ziel-Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe derart, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors aufeinander abgestimmt sind, wobei die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie bei der Berechnung eines Befehlswerts entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment auf die Befehlsdaten Bezug nimmt, und wobei die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie ein Befehlssignal mit dem berechneten Befehlswert an die Pumpensteuervorrichtung ausgibt; wobei die Steuereinheit konfiguriert ist für die Berechnung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Gleichgewichtszustand, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind, und für die Erfassung von Kalibrierinformationen einschließlich des berechneten Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe und des Befehlswerts des Befehlssignals, das im Gleichgewichtszustand an die Pumpensteuereinheit ausgegeben wird, und für die Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Kalibrierinformationen.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist für die Erfassung der jeweiligen Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen, in denen die Absorptionsdrehmomente differieren, und für die Kalibrierung der Befehlsdaten auf der Basis der Vielzahl von erfassten Kalibrierinformationen.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Motor auf der Basis der Ausgangsdrehmomentlinien des Motors gesteuert wird, die ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und oberen Grenzwerten des Ausgangsdrehmoments des Motors angeben; und wobei die Steuereinheit konfiguriert ist für die Erfassung der Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend einer Vielzahl von sich unterscheidenden Ausgangsdrehmomentlinien des Motors.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Hydraulikpumpe auf der Basis der Absorptionsdrehmomentlinien der Pumpe gesteuert wird, die ein Verhältnis zwischen der Motordrehzahl und dem Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe angeben; und wobei die Steuereinheit konfiguriert ist für die Erfassung der Kalibrierinformationen in einer Vielzahl von Gleichgewichtszuständen entsprechend der Vielzahl von sich unterscheidenden Absorptionsdrehmomentlinien der Pumpe.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Entlastungsvorrichtung, die einem Hydraulikkreis zugeordnet ist, der Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet, und die derart ausgebildet ist, dass sie in einen Entlastungszustand geht, wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises einen Entlastungsdruck erreicht, wobei der Hydraulikdruck den Entlastungsdruck nicht übersteigt; wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand befindet.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Entlastungsvorrichtung, die einem Hydraulikkreis zugeordnet ist, der Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet, und die derart ausgebildet ist, dass sie in einen Entlastungszustand geht, wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises einen Entlastungsdruck erreicht, wobei der Hydraulikdruck den Entlastungsdruck nicht übersteigt; wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand befindet; eine Kalibrier-Entlastungsvorrichtung, die dem Hydraulikkreis zugeordnet ist und die derart ausgebildet ist, dass sie bei einem niedrigeren Druck als dem Entlastungdruck der Entlastungsvorrichtung in einen Entlastungszustand geht; wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Kalibrier-Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand befindet.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, ferner umfassend: eine zweite Hydraulikpumpe, die durch den Motor angetrieben wird; eine zweite hydraulische Betätigungseinrichtung, die durch Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe angetrieben wird; eine zweite Pumpensteuervorrichtung zur Steuerung des Absorptionsdrehmoments der zweiten Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals; und eine Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass sie zwischen einem konfluenten Strömungszustand, in dem ein Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung und ein zweiter Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung zusammengeführt werden, und einem diffluenten bzw. geteilten Strömungszustand, in dem der Hydraulikkreis und der zweite Hydraulikkreis geteilt sind, umschaltet; wobei ein vorgegebener Steuerhydraulikdruck, der durch den Hydraulikkreis und den zweiten Hydraulikkreis gesteuert wird, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird; wobei die Pumpensteuervorrichtung konfiguriert ist für die Regulierung der Förderrate der Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck in solcher Weise, dass das Absorptionsdrehmoment der Pumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines von der Steuereinheit eingegebenen Befehlssignals nicht überschreitet; wobei die zweite Pumpensteuervorrichtung konfiguriert ist für die Regulierung der Förderrate der zweiten Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck in solcher Weise, dass das Absorptionsdrehmoment der zweiten Pumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines von der Steuereinheit eingegebenen Befehlssignals nicht überschreitet; und wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung im Zustand einer geteilten Strömung befindet, die Entlastungsvorrichtung sich im Entlastungzustand befindet und der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises ein vorgegebener niedriger Hydraulikdruck ist, der niedriger als der Entlastungsdruck ist.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kalibrierung der Befehlsdaten durchgeführt wird, wenn ein Kalibriermodus für die Kalibrierung der Befehlsdaten gewählt wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Eingabevorrichtung, die bedient wird, um Anweisung für die Selektion des Kalibriermodus zu geben.
Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug, das einen Motor, eine durch den Motor angetriebene Hydraulikpumpe, eine durch Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe angetriebene hydraulische Betätigungseinrichtung, eine Pumpensteuervorrichtung zum Steuern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals und eine Speichereinheit zum Speichern von Befehlsdaten, die eine Übereinstimmung zwischen Befehlswerten eines Befehlssignals an die Pumpensteuervorrichtung und des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe zeigen, aufweist, wobei das Steuerverfahren umfasst: einen Schritt zum Berechnen des Ziel-Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe derart, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors und das Absorptionsdrehmoment der Pumpe bei einer Ziel-Abgleichdrehzahl des Motors aufeinander abgestimmt sind; einen Schritt zur Bezugnahme auf die Befehlsdaten bei der Berechnung eines Befehlswerts entsprechend dem Ziel-Absorptionsdrehmoment und zur Ausgabe eines Befehlssignals mit dem berechneten Befehlswert an die Pumpensteuervorrichtung; einen Schritt zur Berechnung des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in einem Gleichgewichtszustand, in dem die Leistungsabgabe des Motors und die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe aufeinander abgestimmt sind; einen Schritt zur Erfassung von Kalibrierinformationen einschließlich des berechneten Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe und des Befehlswerts des Befehlssignals, das in einem Gleichgewichtszustand an die Pumpensteuereinheit ausgegeben wird; und einen Schritt zum Kalibrieren der Befehlsdaten auf der Basis der Kalibrierinformationen.
Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 10, wobei das Arbeitsfahrzeug eine Entlastungsvorrichtung aufweist; wobei die Entlastungsvorrichtung einem Hydraulikkreis zugeordnet ist, der Hydraulikfluid aus einer Pumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung leitet, und derart ausgebildet ist, dass sie in einen Entlastungszustand geht, wenn der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck erreicht, wobei der Hydraulikdruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck nicht übersteigt; und wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Entlastungsvorrichtung im Entlastungszustand befindet.
Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner umfasst: eine zweite Hydraulikpumpe, die durch den Motor angetrieben wird; eine zweite hydraulische Betätigungseinrichtung, die durch Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe angetrieben wird; eine zweite Pumpensteuervorrichtung zur Steuerung des Absorptionsdrehmoments der zweiten Hydraulikpumpe gemäß einem Befehlswert eines eingegebenen Befehlssignals; und eine Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass sie zwischen einem konfluenten Strömungszustand, in dem ein Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe zu der hydraulischen Betätigungseinrichtung und ein zweiter Hydraulikkreis für die Zuleitung von Hydraulikfluid aus der zweiten Hydraulikpumpe zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung zusammengeführt sind, und einem Zustand einer geteilten Strömung, in dem der Hydraulikkreis und der zweite Hydraulikkreis geteilt sind, umschaltet; und wobei ein vorgegebener Steuerhydraulikdruck, der durch den Hydraulikkreis und den zweiten Hydraulikkreis gesteuert wird, in die Pumpensteuervorrichtung und in die zweite Pumpensteuervorrichtung eingegeben wird; wobei die Pumpensteuervorrichtung konfiguriert ist für die Regulierung der Förderrate der Hydraulikpumpe gemäß dem Steuerhydraulikdruck in einer solchen Weise, dass das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines von der Steuereinheit eingegebenen Befehlssignals nicht überschreitet; wobei die zweite Pumpensteuervorrichtung konfiguriert ist für die Regulierung der Förderrate der zweiten Hydraulikpumpe gemäß dem Hydrauliksteuerdruck in einer solchen Weise, dass das Absorptionsdrehmoment der zweiten Hydraulikpumpe einen Wert gemäß einem Befehlswert eines von der Steuereinheit eingegebenen Befehlssignals nicht überschreitet; und wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn sich die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung in dem Zustand einer geteilten Strömung befindet, das Entlastungsventil sich im Entlastungszustand befindet und der Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises ein vorgegebener niedriger Hydraulikdruck ist, der niedriger als der Entlastungsdruck ist.
Steuerverfahren für ein Arbeitsfahrzeug gemäß Anspruch 12, wobei das Arbeitsfahrzeug ferner eine Enladevorrichtung umfasst; wobei die Entladevorrichtung in einen Entladezustand geht, wenn die Zuleitung von Hydraulikfluid über den zweiten Hydraulikkreis zu der zweiten hydraulischen Betätigungseinrichtung blockiert wird, und dadurch den Hydraulikdruck des zweiten Hydraulikkreises auf einen Entladedruck mindert, der niedriger als der Entlastungsdruck ist; und wobei die Befehlsdaten kalibriert werden, wenn die Konfluenz-/Diffluenzströmungs-Schaltvorrichtung sich in dem Zustand einer geteilten Strömung befindet, das Entlastungsventil sich im Entlastungszustand befindet und die Entladevorrichtung sich im Entladezustand befindet.