DE112011100428T5

DE112011100428T5 - Motorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112011100428T5
Application number: DE112011100428T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Ooi; Masashi Ichihara; Teruo Akiyama
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-02-02
Also published as: US8701401B2; KR101357047B1; WO2011096382A1; US20120304634A1; DE112011100428B4; JP5192590B2; CN102770645B; KR20120116485A; CN102770645A; JPWO2011096382A1

Abstract

Es wird eine erste Sollmotorgeschwindigkeit in Reaktion auf einen von einer Befehlseinheit befohlenen Befehlwert eingestellt, und es wird eine zweite Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit eingestellt. Ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit wird entsprechend einem Typ eines von einem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von mehreren von einem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, die einen Antrieb eines Motors auf Grundlage einer eingestellten Sollmotorgeschwindigkeit steuert, und insbesondere eine Motorsteuervorrichtung mit verbessertem Kraftstoffverbrauch des Motors.
Hintergrund der Erfindung
Bei einer Baumaschine wird, wenn ein Pumpabsorptionsdrehmoment gleichwertig zu oder niedriger als ein Nennmotordrehmoment ist, ein Motorausgabedrehmoment auf das Pumpabsorptionsdrehmoment in einem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich an einer Motor-Ausgabe-Drehmoment-Kennlinie angepasst, die eine Beziehung zwischen einer Motorgeschwindigkeit und dem Motorausgabedrehmoment zeigt. So wird beispielsweise die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Einstellung einer Kraftstoffwahlscheibe (fuel dial) eingestellt, und es wird ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich entsprechend dieser Sollmotorgeschwindigkeit bestimmt.
Alternativ wird der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich entsprechend der Einstellung der Kraftstoffwahlscheibe eingestellt, und es wird die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend diesem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich eingestellt. Das Pumpabsorptionsdrehmoment und das Motorausgabedrehmoment werden im Sinne einer Anpassung in diesem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich gesteuert.
Viele Betreiber stellen im Allgemeinen eine Sollmotorgeschwindigkeit bei oder im Bereich einer Nennmotorgeschwindigkeit ein, um die Arbeitslast zu verbessern. Ein niedriger Motorkraftstoffverbrauchsbereich (das heißt ein motorkraftstoffeffizienter Bereich) existiert üblicherweise in einem Bereich mittlerer Geschwindigkeit und einem Bereich hohen Drehmomentes an der Motor-Ausgabe-Drehmoment-Kennlinie. Entsprechend entspricht ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich, der zwischen einer hohen Leerlaufgeschwindigkeit ohne Last und der Nennmotorgeschwindigkeit definiert ist, nicht einem hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches effizienten Bereich.
Um einen Motor in dem kraftstoffeffizienten Bereich anzutreiben, stellt eine gemeinhin bekannte Steuervorrichtung einen Wert einer Sollmotorgeschwindigkeit und einen Wert eines Sollmotorausgabedrehmomentes derart vorab ein, dass die Werte einander entsprechen, und zwar für jeden von mehreren auswählbaren Betriebsmodi (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Bei Verwendung einer derartigen Steuervorrichtung kann, wenn ein Betreiber beispielsweise einen zweiten Betriebsmodus auswählt, die Motorgeschwindigkeit niedriger als diejenige in einem ersten Betriebsmodus eingestellt sein, weshalb der Kraftstoffverbrauch verbessert werden kann.
Entsprechend der vorbeschriebenen Betriebsmodusumstellung muss der Betreiber jedoch die Betriebsmodusumstellung jedes Mal ausführen, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Des Weiteren führt in einer Situation, in der die Motorgeschwindigkeit in dem zweiten Betriebsmodus auf einen Wert eingestellt ist, der relativ zu der Motorgeschwindigkeit in dem ersten Betriebsbereich einfach verringert ist, die Auswahl des zweiten Betriebsmodus zu dem nachfolgenden Problem.
Die Maximalgeschwindigkeit einer Arbeitsvorrichtung einer Baumaschine (nachstehend auch als Arbeitsgerät bezeichnet) ist im Vergleich zu derjenigen im ersten Betriebsmodus verkleinert. Im Ergebnis wird die Arbeitslast im zweiten Betriebsmodus kleiner als diejenige im ersten Betriebsmodus.
Um dieses Problem zu lösen, hat der Anmelder bereits eine Patentanmeldung eingereicht, die eine Motorsteuervorrichtung und ein Motorsteuerverfahren betrifft (Patentliteratur 2). Entsprechend der vorbeschriebenen Motorsteuervorrichtung wird dann, wenn eine Pumpkapazität und ein Motorausgabedrehmoment niedrig sind, die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit ausgeführt, die näher an einem Bereich niedriger Geschwindigkeit als die voreingestellte erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, wodurch die voreingestellte Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität einer veränderliche Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpe, die von dem Motor angetrieben wird, oder dem erfassten Motorausgabedrehmoment erreicht werden.
Entsprechend der vorbeschriebenen Motorsteuervorrichtung ist der Kraftstoffverbrauch des Motors verbessert, und es ist die Motorgeschwindigkeit auf exzellente Weise stetig veränderbar, während eine Pumpabgabemenge, die für das Arbeitsgerät benötigt wird, erhalten bleibt. Des Weiteren kann ein Unbehagen infolge einer diskontinuierlichen Änderung des Motorgeräusches verhindert werden.
Belegstellenliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP-A-10-273919
Patentliteratur 2: Internationale Veröffentlichung mit der Nummer WO 2009/104636

Zusammenfassung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Bei der Erfindung gemäß der in Patentliteratur 2 beschriebenen Motorsteuervorrichtung wird die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, begonnen, anstatt dass die erste Sollmotorgeschwindigkeit unter Verwendung einer Kraftstoffbefehlswahlscheibe oder dergleichen angewiesen wird. Die Erfindung aus Patentliteratur 2 offenbart jedoch nicht das Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend einem Typ eines von einem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination aus einer Mehrzahl von von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern.
Insbesondere unterscheidet sich die Zulässigkeit der Pumpkapazität in der Hydraulikpumpe in Abhängigkeit davon, welcher Hydraulikbetätiger betrieben wird oder welche Hydraulikbetätiger in Kombination betrieben werden. Wenn beispielsweise ein Schaufelvorgang und ein Armvorgang gleichzeitig durchgeführt werden, so muss die Gesamtheit der Druckölströmungsvolumina, die den Hydraulikbetätigern jeweils für den Schaufelvorgang und den Armvorgang zugeführt werden, groß sein.
Wenn demgegenüber beispielsweise ein Baggervorgang unter Verwendung nur einer Schaufel durchgeführt wird, muss ein Druckölströmungsvolumen, das dem Hydraulikbetätiger zum Betreiben der Schaufel zugeführt wird, nicht derart groß sein. Entsprechend ist es sogar dann, wenn die Hydraulikpumpe zur Drehung mit derselben Motorgeschwindigkeit angetrieben wird, nicht notwendig, die Pumpkapazität der Hydraulikpumpe zu vergrößern.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erfindung gemäß vorbeschriebener Patentliteratur 2 abzuwandeln und insbesondere eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, die nicht nur ein Druckölströmungsvolumen sicherstellt, das für einen Betrieb eines Hydraulikbetätigers benötigt wird, ohne nachteilige Auswirkungen auf den Betrieb des Hydraulikbetätigers sogar dann zu haben, wenn eine Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, durchgeführt wird, sondern die auch noch effizienter die Antriebssteuerung des Motors bei niedrigem Kraftstoffverbrauch durchführt.
Mittel zum Lösen des Problems
Das Problem der Erfindung kann geeignet durch die nachfolgenden Aspekte der Erfindung an einer Motorsteuervorrichtung gelöst werden.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Motorsteuervorrichtung: eine veränderliche Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpe, die von einem Motor angetrieben wird; eine Mehrzahl von Hydraulikbetätigern, die von einem Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe angetrieben werden; eine Mehrzahl von Steuerventilen, die das Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe derart steuern, dass das Abgabedrucköl der Mehrzahl von Hydraulikbetätigern zugeführt wird; wenigstens einen Betriebshebel, der die Mehrzahl von Steuerventilen steuert; einen Detektor, der eine Pumpkapazität der Hydraulikpumpe erfasst; einen Kraftstoffeinspritzer, der einen dem Motor zugeführten Kraftstoff steuert; eine Befehlseinheit, die einen Befehlswert aus veränderlichen Befehlswerten auswählt und den Befehlswert befiehlt; eine erste Einstelleinheit, die eine erste Sollmotorgeschwindigkeit in Reaktion auf den von der Befehlseinheit befohlenen Befehlswert und eine zweite Sollmotorgeschwindigkeit auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit einstellt, wobei die zweite Sollmotorgeschwindigkeit niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist; eine zweite Einstelleinheit, die eine Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat; und eine Steuerung, die den Kraftstoffeinspritzer derart steuert, dass die von der zweiten Einstelleinheit eingestellte Sollmotorgeschwindigkeit bereitgestellt wird, wobei ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit in der ersten Einstelleinheit entsprechend einem Typ des von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination der Mehrzahl von von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt wird.
Bei der Motorsteuervorrichtung entsprechend dem vorbeschriebenen Aspekt der Erfindung wird ein Wert des Verringerungsbereiches entsprechend einem Maximalströmungsvolumen, das von dem Typ des von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers benötigt wird, oder entsprechend der Kombination der Mehrzahl von von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt.
Bei der Motorsteuervorrichtung entsprechend dem vorbeschriebenen Aspekt der Erfindung wird ein Wert einer Pumpkapazität, bei der die Sollmotorgeschwindigkeit über die zweite Sollmotorgeschwindigkeit vergrößert wird, in der zweiten Einstelleinheit derart eingestellt, dass er kleiner wird, wenn der größere Verringerungsbereich größer wird.
Die Motorsteuervorrichtung entsprechend dem vorbeschriebenen Aspekt der Erfindung umfasst des Weiteren einen Detektor, der ein Motorausgabedrehmoment erfasst, wobei die zweite Einstelleinheit die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität oder dem Motorausgabedrehmoment einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat.
Vorteile der Erfindung
Bei der Motorsteuervorrichtung der Erfindung kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, auf Grundlage der eingestellten ersten Sollmotorgeschwindigkeit eingestellt werden. Ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit wird entsprechend einem Typ eines von einem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination einer Mehrzahl von von einem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt. Mit anderen Worten, es werden die jeweiligen Verringerungsbereiche in Abhängigkeit von dem Typ des betriebenen Hydraulikbetätigers oder der Kombination der Mehrzahl von Hydraulikbetätigern eingestellt.
Bei dieser Anordnung ist der Hydraulikbetätiger bei verkleinerten Kraftstoffverbrauch des Motors betreibbar, während der Betrieb des Hydraulikbetätigers nicht nachteilig beeinflusst wird. Darüber hinaus kann ein Druckölströmungsvolumen, das für den zu betreibenden Hydraulikbetätiger benötigt wird, durch Antreiben der Hydraulikpumpe mit der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, ermittelt werden. Darüber hinaus kann sogar dann, wenn die Antriebssteuerung des Motors mit der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, ausgeführt wird, das Druckölströmungsvolumen, das zum Betreiben des Hydraulikbetätigers benötigt wird, von der Hydraulikpumpe durch Vergrößern der Pumpkapazität der Hydraulikpumpe abgegeben werden.
Bei der Anordnung entsprechend dem zweiten Aspekt der Erfindung kann das Druckölströmungsvolumen, das für den von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätiger benötigt wird, oder die Gesamtheit aus allen Druckölströmungsvolumina, die für die Mehrzahl von Hydraulikbetätigern benötigt werden, konstant von der Hydraulikpumpe abgegeben werden.
Bei der Anordnung entsprechen dem dritten Aspekt der Erfindung kann die Motorgeschwindigkeit in Reaktion auf eine Vergrößerung der Pumpkapazität schnell erhöht werden, wodurch ein nichtausreichendes Strömungsvolumen angepasst wird, das durch Einstellen der Motorgeschwindigkeit auf die zweite Sollmotorgeschwindigkeit, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist, verursacht wird.
Bei der Anordnung entsprechend dem vierten Aspekt der Erfindung ist der Hydraulikbetätiger mit hoher Effizienz stetig betreibbar, während der Betrieb des Hydraulikbetätigers nicht nachteilig beeinflusst wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Hydraulikschaltungsdiagramm entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Motor-Ausgabe-Drehmoment-Kennlinie.
3 zeigt eine Motor-Ausgabe-Drehmoment-Kennlinie, wenn ein Motorausgabedrehmoment vergrößert wird.
4 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung.
5 zeigt, dass eine zweite Sollmotorgeschwindigkeit in Reaktion auf einen Betriebshebel eingestellt wird.
6A zeigt eine Beziehung zwischen einer ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit.
6B zeigt eine weitere Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit.
6C zeigt wieder eine andere Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit.
7 zeigt eine Beziehung der ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit relativ zu einer Pumpkapazität.
8 zeigt eine weitere Beziehung der ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit relativ zu einem Verhältnis der Pumpkapazität.
9 ist ein Steuerablaufdiagramm entsprechend der Erfindung.
10A zeigt eine Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit.
10B zeigt eine Beziehung zwischen der Pumpkapazität und der Sollmotorgeschwindigkeit.
10C zeigt eine Beziehung zwischen dem Motorausgabedrehmoment und der Sollausgabegeschwindigkeit.
11 zeigt eine Beziehung zwischen der Pumpkapazität und der Sollmotorgeschwindigkeit.
12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Motorausgabedrehmoment und der Sollmotorgeschwindigkeit.
13 zeigt eine Beziehung zwischen der Sollmotorgeschwindigkeit und dem Motorausgabedrehmoment.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles beziehungsweise der Ausführungsbeispiele
Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der begleitenden Zeichnung besonders beschrieben. Eine Motorsteuervorrichtung entsprechend der Erfindung kann vorteilhafterweise als Steuervorrichtung zum Steuern eines Motors eingesetzt werden, der in eine Baumaschine, so beispielsweise einen Hydraulikbagger, einen Bulldozer und einen Radlader, eingebaut ist.
Darüber hinaus kann die Motorsteuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung auf eine beliebige andere Weise als diejenige, die nachstehend beschrieben wird, ausgeformt oder ausgestaltet sein, solange diese nur die Aufgabe der Erfindung löst. Entsprechend ist die Erfindung nicht auf das nachstehend beschriebene exemplarische Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es können vielerlei Abwandlungen oder Abänderungen daran vorgenommen werden.
Beispiel beziehungsweise Beispiele
1 ist ein Hydraulikschaltungsdiagramm einer Motorsteuervorrichtung entsprechend dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Motor 2 ist ein Dieselmotor. Ein Motorausgabedrehmoment des Motors 2 wird durch Anpassen einer in einen Zylinder des Motors 2 eingespritzten Kraftstoffmenge gesteuert. Eine gemeinhin bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 kann die Kraftstoffmenge anpassen.
Eine Ausgabewelle 5 des Motors 2 ist mit einer veränderliche Verdrängung aufweisenden Hydraulikpumpe 6 (nachstehend auch als Hydraulikpumpe 6 bezeichnet) derart verbunden, dass die Drehung der Ausgabewelle 5 die Hydraulikpumpe 6 antreibt. Der Neigungswinkel einer Taumelscheibe 6a der Hydraulikpumpe 6 wird durch eine Pumpsteuervorrichtung 8 gesteuert. Eine Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe 6a führt zu einer Änderung der Pumpkapazität D (cc/rev) der Hydraulikpumpe 6.
Die Pumpsteuervorrichtung 8 beinhaltet einen Servozylinder 12, der den Neigungswinkel der Taumelscheibe 6a steuert, und ein LS-Ventil (Load Sensing Ls, Lasterfassung) 17, das in Reaktion auf einen Differenzialdruck zwischen einem Pumpdruck und einem Lastdruck eines Hydraulikbetätigers 10 gesteuert wird. Der Servozylinder 12 beinhaltet einen Servokolben 14, der an der Taumelscheibe 6a wirkt. Ein Abgabedruck aus der Hydraulikpumpe 6 wirkt auf den Servokolben 14 durch die Ölwege 27a und 27b ein. Das LS-Ventil 17 wird in Reaktion auf einen Differenzialdruck zwischen einem Hydraulikdruck (Pumpabgabedruck) des Ölweges 27a und einem Hydraulikdruck (Lastdruck des Hydraulikbetätigers 10) eines Pilotölweges 28 aktiviert, wodurch der Servokolben 14 gesteuert wird.
Der Neigungswinkel 6a der Hydraulikpumpe 6 wird durch den Servokolben 14 gesteuert. Darüber hinaus wird ein Steuerventil 9 durch einen Pilotdruck gesteuert, der von einer Betriebshebelvorrichtung 11 in Reaktion auf die Betriebsmenge eines Betriebshebels 11a ausgegeben wird, wodurch das Strömungsvolumen gesteuert wird, das dem Hydraulikbetätiger 10 zugeführt wird. Die Pumpsteuervorrichtung 8 wird durch eine bekannte Lasterfassungssteuervorrichtung bereitgestellt.
Ein Drucköl, das von der Hydraulikpumpe 6 abgegeben wird, wird einem Steuerventil 9 durch einen Ölabgabeweg 25 zugeführt. Das Steuerventil 9 ist als 5-Port-3-Positionen-Umstellventil ausgelegt. Das Drucköl, das von dem Steuerventil 9 abgegeben wird, wird selektiv den Ölwegen 26a oder 26b zugeführt, wodurch der Hydraulikbetätiger 10 betätigt wird.
Man sollte nicht davon ausgehen, dass der Hydraulikbetätiger auf den vorstehend beispielhaft beschriebenen Zylinderhydraulikbetätiger beschränkt ist. Der Hydraulikbetätiger kann durch einen Hydraulikmotor oder einen drehtechnischen Hydraulikbetätiger bereitgestellt werden. Obwohl nur zwei Paare des Steuerventils 9 und des Hydraulikbetätigers 10 vorstehend beispielhaft aufgeführt sind, können auch mehr als zwei Paare von Steuerventilen 9 und Hydraulikbetätigern 10 bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Hydraulikbetätigern derart ausgestaltet sein, dass sie durch ein einziges Steuerventil betrieben werden.
So kann beispielsweise der Betriebshebel 11a der Betriebshebelvorrichtung 11 von dem Betreiber in zwei Betriebsrichtungen (Vorne-Hinten-Richtung und Rechts-Links-Richtung) betrieben werden, wodurch separate Steuerventile in Abhängigkeit von den Betriebsrichtungen umstellbar sein können.
Wird beispielsweise ein Hydraulikbagger als Baumaschine genommen, um den von der Betriebshebelvorrichtung 11 betriebenen Hydraulikbetätiger darzustellen, so wird der Hydraulikbetätiger für jeden von einem Auslegerhydraulikzylinder, einem Armhydraulikzylinder, einem Schaufelhydraulikzylinder, einem Linksverfahrhydraulikmotor, einem Rechtsverfahrhydraulikmotor, einem Drehmotor und dergleichen eingesetzt. 1 zeigt beispielsweise den Armhydraulikzylinder und den Auslegerhydraulikzylinder als repräsentative Beispiele für diese Hydraulikbetätiger.
Wird der Betätigungshebel 11a aus einer neutralen Position bewegt, so wird der Pilotdruck von der Betriebshebelvorrichtung 11 entsprechend der Betriebsrichtung und der Betriebsmenge des Betriebshebels 11a ausgegeben. Der ausgegebene Öldruck wird entweder einem linken Pilotport oder einem rechten Pilotport des Steuerventils 9 zugeführt. Auf diese Weise wird das Steuerventil 9 von einer (II)-Position (Neutralposition) zu einer von einer linken und rechten Position, das heißt zu einer (I)-Position und einer (III)-Position, umgestellt.
Wird das Steuerventil 9 von der (II)-Position zu der (I)-Position umgestellt, so wird das Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe 6 der Bodenseite bzw. Unterseite des Hydraulikbetätigers 10 durch den Ölweg 26b zugeführt, wodurch ein Kolben des Hydraulikbetätigers 10 expandiert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drucköl an der Kopfseite des Hydraulikbetätigers 10 in einen Tank 22 von dem Ölweg 26a über das Steuerventil 9 abgegeben.
Auf gleiche Weise wird, wenn das Steuerventil 9 in die (III)-Position umgestellt wird, das Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe 6 der Kopfseite des Hydraulikbetätigers 10 durch den Ölweg 26b zugeführt, wodurch der Kolben des Hydraulikbetätigers 10 eingefahren wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Drucköl an der Bodenseite bzw. Unterseite des Hydraulikbetätigers 10 in den Tank 22 aus dem Ölweg 26b über das Steuerventil 9 abgegeben.
Hierbei bezeichnet die Kopfseite des Hydraulikbetätigers 10 eine hydraulische Kammer in der Nähe einer Stange des Hydraulikzylinders. Die Bodenseite bzw. Unterseite des Hydraulikbetätigers 10 bezeichnet eine Hydraulikkammer an der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Stange des Hydraulikzylinders.
Eine Ölweg 27c zweigt von der Mitte des Ölabgabeweges 25 ab. Ein Entlastungsventil 15 ist in dem Ölweg 27c angeordnet. Das Entlastungsventil 15 ist mit dem Tank 22 verbunden. Das Entlastungsventil 15 ist zwischen einer Position, in der der Ölweg 27c abgeschnitten ist, und einer Position, in der der Ölweg 27c angeschlossen ist, umstellbar. Der Öldruck in dem Ölweg 27c wirkt als Druckkraft zum Umstellen des Entlastungsventils 15 in die Anschlussposition.
Darüber hinaus wirken ein Pilotdruck in dem Pilotölweg 28, wo der Lastdruck des Hydraulikbetätigers 10 genommen wird, und eine Druckkraft der Feder als Druckkraft zum Umstellen des Entlastungsventils 15 in die abgeschnittene Position. Daher wird das Entlastungsventil 15 auf Grundlage eines Differenzialdruckes zwischen der Kombination des Pilotdruckes in dem Pilotölweg 28 und der Druckkraft der Feder und dem Öldruck in dem Ölweg 27c gesteuert.
Der Betreiber wählt einen Befehlswert aus den veränderlichen Befehlswerten aus, indem eine Kraftstoffwahlscheibe 4 (Befehlseinheit) gedreht wird, wodurch eine erste Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend dem ausgewählten Befehlswert eingestellt wird. Entsprechend der eingestellten ersten Sollmotorgeschwindigkeit werden ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich, in dem ein Pumpabsorptionsdrehmoment und ein Motorausgabedrehmoment aufeinander abgestimmt sind, eingestellt.
Insbesondere wird, wie in 2 gezeigt ist, wenn eine Sollmotorgeschwindigkeit Nb(N'b) als erste Sollmotorgeschwindigkeit durch Drehen der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt wird, ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fb entsprechend der Sollmotorgeschwindigkeit Nb(N'b) ausgewählt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Sollmotorgeschwindigkeit gleich Nb(N'b).
Die Sollmotorgeschwindigkeit N'b ist als Punkt definiert, wo die Gesamtheit eines Motorreibungsdrehmomentes ohne Last und eines Hydraulikverlustdrehmomentes und des Motorausgabedrehmomentes aufeinander abgestimmt sind, wenn die Sollmotorgeschwindigkeit bei Nb gesteuert wird. Bei einer tatsächlichen Motorsteuerung wird eine Linie, die die Sollmotorgeschwindigkeit N'b und einen Anpasspunkt Kb verbindet, als Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fb eingestellt.
Obwohl die Sollmotorgeschwindigkeit N'b exemplarisch höher als die Sollmotorgeschwindigkeit Nb in der nachfolgenden Beschreibung eingestellt ist, können die Sollmotorgeschwindigkeit N'b und die Sollmotorgeschwindigkeit Nb gleich sein, oder es kann die Sollmotorgeschwindigkeit N'b niedriger als die Sollmotorgeschwindigkeit Nb eingestellt sein. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird eine Motorgeschwindigkeit N'c, die mit einem Apostroph bezeichnet ist (beispielsweise eine Sollmotorgeschwindigkeit Nc(N'c)) beschrieben. Die Motorgeschwindigkeit N'c, die mit dem Apostroph markiert ist, ist genauso wie vorher definiert.
Stellt ein Betreiber erneut eine erste Sollmotorgeschwindigkeit Nc, die niedriger als die anfänglich ausgewählte erste Sollmotorgeschwindigkeit Nb ist, durch Drehen der Kraftstoffwahlscheibe 4 ein, so wird ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fc in einem Bereich niedrigerer Geschwindigkeit ausgewählt.
Auf diese Weise ist durch Einstellen der Kraftstoffwahlscheibe 4 ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit eingestellt, die von der Kraftstoffwahlscheibe 4 auswählbar ist. Insbesondere wenn die Kraftstoffwahlscheibe 4 selektiv eingestellt ist, was exemplarisch in 2 gezeigt ist, kann ein beliebiger von dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fa mit Durchgang durch einen Maximalleistungspunkt K1 und einer Mehrzahl der Hochgeschwindigkeitssteuerbereiche Fb, Fc und so weiter in dem Bereich niedrigerer Geschwindigkeit relativ zu dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fa eingestellt werden, oder es kann ein beliebiger der Hochgeschwindigkeitssteuerbereiche mit Definition zwischen den vorgenannten Hochgeschwindigkeitssteuerbereichen eingestellt werden.
In der Motor-Ausgabe-Drehmoment-Kennlinie von 3 ist die mögliche Leistung des Motors 2 als ein Bereich gezeigt, der durch eine Maximaldrehmomentlinie R definiert ist. Die Ausgabe (Leistung) des Motors 2 hat ein Extremum an dem Maximalleistungspunkt K1 an der Maximaldrehmomentlinie R. M bezeichnet eine Kraftstoffverbrauchskarte. Der Minimalkraftstoffverbrauchsbereich ist in der Nähe der Mitte der Kraftstoffverbrauchskarte definiert.
K3 an der Maximaldrehmomentlinie R bezeichnet den Maximaldrehmomentpunkt, wo das Drehmoment des Motors 2 ein Extremum hat.
Nachstehend folgt eine Beschreibung einer erläuternden Situation, in der eine erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 als Maximalsollmotorgeschwindigkeit entsprechend einem Befehlswert der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt wird und ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 mit Durchgang durch den Maximalleistungspunkt K1 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 eingestellt wird.
Nachstehend folgt zudem eine Beschreibung einer erläuternden Situation, bei der die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 als Nennmotorgeschwindigkeit entsprechend dem Befehlswert der Kraftstoffwahlscheibe 4, siehe 1, eingestellt wird (Obwohl die Nennmotorgeschwindigkeit in 2 mit Nh bezeichnet ist, wird die Nennmotorgeschwindigkeit als erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 in 3 bezeichnet), und es wird der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 mit Durchgang durch den Maximalleistungspunkt K1 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 eingestellt.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Situation beschränkt, in der der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 mit Durchgang durch den Maximalleistungspunkt K1 eingestellt wird. Sogar dann, wenn beispielsweise ein beliebiger aus der Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitssteuerbereichen Fb, Fc und so weiter oder ein beliebiger von den Hochgeschwindigkeitssteuerbereichen, die zwischen den Hochgeschwindigkeitssteuerbereichen Fb, Fc und so weiter definiert sind, als Hochgeschwindigkeitssteuerbereich entsprechend der bestimmten ersten Sollmotorgeschwindigkeit in 2 eingestellt wird, wird die Erfindung auf den bestimmten Hochgeschwindigkeitssteuerbereich vorteilhafterweise angewendet.
3 zeigt ein Vergrößerungsmuster des Motorausgabedrehmomentes. Bei der Erfindung kann der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 eingestellt werden, die entsprechend dem Befehlswert der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt ist, die durch den Betreiber eingestellt wird. Auf dieselbe Weise wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 eingestellt, und es wird der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 entsprechend der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 eingestellt, wodurch mit dem Steuern des Antriebes des Motors auf Grundlage des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 begonnen wird. Die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 wird entsprechend einem Typ des zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination der zu betreibenden Hydraulikbetätiger gemäß nachstehender Beschreibung eingestellt.
Eine Steuerung 7 kann beispielsweise durch einen Computer bereitgestellt sein, der einen Speicher beinhaltet, der als Programmstreicher und als Arbeitsspeicher verwendet wird, und es führt eine CPU ein Programm aus. Der Speicher der Steuerung 7 speichert die Tabellen 1 bis 3 von 10A bis 10C, eine Beziehung gemäß 11 und eine Beziehung gemäß 12 und dergleichen mehr.
Als Nächstes wird das Steuern der Steuerung 7 anhand des Blockdiagramms von 4 beschrieben. Gemäß 4 empfängt ein Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 in der Steuerung 7 nicht nur einen Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4, sondern auch einen Befehlswert des Pumpdrehmomentes, das für die Hydraulikpumpe 6 benötigt wird und das von einem Pumpdrehmomentberechner 31 berechnet wird, eine Pumpkapazität entsprechend einem Taumelscheibenwinkel der Hydraulikpumpe 6 und ein Beurteilungsergebnis aus einem Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34.
Der Pumpdrehmomentberechner 31 empfängt einen Pumpdruck, der von der Hydraulikpumpe 6 abgegeben wird (Pumpabgabedruck) und der von einem Pumpdrucksensor 38 erfasst wird, und den Taumelscheibenwinkel der Hydraulikpumpe 6, die von einem Taumelscheibenwinkelsensor 39 erfasst wird. Der Pumpdruckberechner 31 berechnet ein Pumpdrehmoment (Motorausgabedrehmoment) aus dem eingegebenen Taumelscheibenwinkel und dem Pumpdruck der Hydraulikpumpe 6.
Insbesondere ist eine Beziehung in der Hydraulikpumpe 6 zwischen dem Pumpabgabedruck P (Pumpdruck P), der Abgabekapazität D (Pumpkapazität D) und dem Motorausgabedrehmoment T durch die Gleichung T = P·D/200π gegeben.
Der Pumpdrehmomentberechner 31, der Pumpdrucksensor 38 und der Taumelscheibenwinkelsensor 39 wirken als Detektor zum Erfassen des Motorausgabedrehmomentes. Darüber hinaus wirkt der Taumelscheibenwinkelsensor 39 als Detektor zum Erfassen der Pumpkapazität der Hydraulikpumpe.
Wird eine Mehrzahl von Betriebshebelvorrichtungen 11, wie in 5 gezeigt ist, betrieben, so empfängt der Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34 Signale, die jeweils angeben, dass die Drucksensoren 40 Pilotdrücke erfassen, die von den Betriebshebelvorrichtungen 11 ausgegeben werden, wodurch beurteilt wird, welche Hydraulikbetätiger von dem Betreiber betrieben werden.
Mit anderen Worten, es kann ein Typ des betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination aus selbigen dadurch bestimmt werden, dass beurteilt wird, welcher Betriebshebel 11a betrieben wird, wenn einer der Betriebshebel 11a allein betrieben wird, oder welche der Betriebshebel 11a in Kombination betrieben werden, wenn eine Mehrzahl von Betriebshebeln 11a betrieben wird. Gemäß 5 kann, obwohl der Drucksensor 40 den Pilotdruck erfasst, auch ein Potenziometer oder dergleichen zum Erfassen der Verschiebung des Betriebshebels 11a verwendet werden.
Auf Grundlage des Eingabesignals aus dem Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34 wählt in Reaktion auf das Eingabesignal aus dem Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34 der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 eine der Entsprechungstabellen zur Darstellung der Beziehungen zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2, wie in 6A bis 6C gezeigt ist. Der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 befiehlt dem Motor 12 einen Hochgeschwindigkeitssteuerbereichbefehlswert 33 zum Antreiben der Steuerung hiervon. Man beachte, dass die Entsprechungstabellen von 6A bis 6C als Beispiele gegeben sind und eine beliebige Entsprechungstabelle je nach Bedarf entsprechend der jeweiligen Baumaschine oder dergleichen verwendet werden kann.
7 zeigt eine Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 relativ zu der Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe. Das Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend einem Typ eines zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern wird nachstehend anhand 7 beschrieben.
Wird die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 beispielsweise auf 2100 UpM eingestellt, so folgt eine Beschreibung für diejenige erläuternde Situation, bei der die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1800 UpM eingestellt ist, ohne dass ein Typ und eine Kombination der zu betreibenden Hydraulikbetätiger berücksichtigt würde. Es wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 durch eine Kettenlinie dargestellt.
Eingestellt ist die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 hierbei auf 1800 UpM, wie in einem Kreis durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, bei einem Betrieb eines Verfahrhydraulikbetätigers (Hydraulikmotor) für ein Niedriggeschwindigkeitsverfahren, einen Vorgang des Schaufelbaggerns und einen Vorgang des Armbaggerns.
Man beachte, dass die Kreise mit der durchgezogenen Linie an der Kettenlinie zur Darstellung von 1800 UpM in 7 unterschiedlich positioniert sind. Dies rührt daher, dass die Pumpkapazität D, die zum Betreiben eines jeden der Hydraulikbetätiger benötigt wird, nämlich das Maximalströmungsvolumen in Abhängigkeit von den Hydraulikbetätigern, verschieden ist, wenn die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1800 UpM eingestellt wird.
Ein Druckölströmungsvolumen, das zum Betreiben des Verfahrhydraulikbetätigers für ein Niedriggeschwindkeitsverfahren benötigt wird, ist beispielsweise nicht so viel wie das Druckölströmungsvolumen, das für den Betrieb des Armbaggerns benötigt wird.
Bei der Erfindung wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf eine niedrigere Motorgeschwindigkeit entsprechend einem Typ eines zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern eingestellt. Mit anderen Worten, infolge des niedrigen Maximalströmungsvolumens, das zum Betreiben des Verfahrhydraulikbetätigers für ein Niedriggeschwindkeitsverfahren benötigt wird, weist die Pumpkapazität D, die für diesen Betrieb benötigt wird, einen Zulässigkeit wie in 7 auf. Entsprechend kann die Pumpkapazität D vergrößert werden. Durch Vergrößern der Pumpkapazität D kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1500 UpM, was niedriger als 1800 UpM ist (das heißt, die zweite. Sollmotorgeschwindigkeit N2 wird aus der Position des Kreises mit der durchgezogenen Linie zu einer Position des Kreises mit einer gepunkteten Linie, wie durch eine Pfeillinie gezeigt ist, verschoben), eingestellt werden. Die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 ist durch eine fette Linie dargestellt.
Demgegenüber kann die Pumpkapazität D beim Betrieb des Schaufelbaggers auch vergrößert werden. Gleichwohl ist die Pumpkapazität D, die für den Betrieb des Schaufelbaggers benötigt wird, nämlich das Maximalströmungsvolumen, größer als die Pumpkapazität D, die für den Betrieb des Niedriggeschwindigkeitsverfahrens benötigt wird. Aus diesem Grunde kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 nicht von 1800 UpM auf 1500 UpM verringert werden. Gleichwohl kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1600 UpM, was niedriger als 1800 UpM ist, eingestellt werden (das heißt, die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 kann von der Position mit der durchgezogenen Linie zu der Position des Kreises mit der gepunkteten Linie, wie durch die Pfeillinie gezeigt ist, verschoben werden). Mit anderen Worten, die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 wird durch eine feine Linie dargestellt.
Beim Betrieb des Armbaggerns und einem kombinierten Betrieb aus einem Schwenken und Auslegerabsenken ist dann, wenn die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf eine niedrigere Motorgeschwindigkeit eingestellt ist, die Pumpkapazität D, die für einen Betrieb zum Armbaggern und den kombinierten Betrieb aus Schwenken und Auslegerabsenken benötigt wird, gleichwertig zu oder größer als eine vorbestimmte erste Pumpkapazität D1. Entsprechend ist es nicht möglich, die Pumpkapazität D zu verringern und die zweite Motorsollgeschwindigkeit N2 auf die niedrigere Motorgeschwindigkeit einzustellen. Aus diesem Grund ist die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 nicht auf die niedrigere Motorgeschwindigkeit eingestellt, sondern wird bei 1800 UpM gehalten. Es wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 durch eine Kettenlinie dargestellt.
Nachstehend wird die erste Pumpkapazität D1 beschrieben. Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 (beispielsweise 1800 UpM in 7), wie in 3 gezeigt ist, ausgeführt, so wird die Antriebssteuerung des Motors 2 entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 ausgeführt, bis die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 eine vorbestimmte erste Pumpkapazität D1 erreicht (die erste Pumpkapazität D1 ist als erste Einstellposition B in 3 gezeigt).
Wird die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 gleichwertig zu oder größer als die erste Pumpkapazität D1, wie in 7 gezeigt ist, so wird die Sollmotorgeschwindigkeit N des Motors 2 auf Grundlage einer Beziehung zwischen der Pumpkapazität D und der Sollmotorgeschwindigkeit N berechnet. Wird die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 gleichwertig zu oder größer als eine zweite Pumpkapazität D2 (die zweite Pumpkapazität D2 ist als zweite Einstellposition A in 3 gezeigt), so wird die Antriebssteuerung des Motors 2 entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F1 ausgeführt.
In 3 fluktuieren die erste Einstellposition B und die zweite Einstellposition A in einer Richtung des Motorausgabedrehmomentes T (vertikale Richtung) entsprechend einem Pumpdruck P. Das Motorausgabedrehmoment T wird durch die Gleichung T = P·D/200π in Abhängigkeit von dem Pumpdruck P und der Pumpkapazität D ausgedrückt. Entsprechend fluktuiert die erste Einstellposition B, bei der die erste Pumpkapazität D1 erreicht wird, vertikal entsprechend dem Pumpdruck P, der entsprechend einer Last fluktuiert, die auf den Hydraulikbetätiger einwirkt. Dasselbe gilt für die zweite Einstellposition A, bei der die zweite Pumpkapazität D2 erreicht wird.
Die erste Pumpkapazität D1 wird weiter anhand 7 beschrieben. Es folgt eine Beschreibung einer erläuternden Situation, in der der Verfahrhydraulikbetätiger für ein Niedriggeschwindigkeitsverfahren betrieben wird und in der der Betrieb zum Armbaggern ausgeführt wird. In Bezug auf die erste Pumpkapazität D1 wird ein Wert der ersten Pumpkapazität D1', wenn der Verfahrhydraulikbetätiger für ein Verfahren mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, auf einen Wert eingestellt, der niedriger als ein Wert der ersten Pumpkapazität D1 beim Betrieb zum Armbaggern ist.
Bei dieser Einstellung kann die Motorgeschwindigkeit schnell in Reaktion auf eine Vergrößerung der Pumpkapazität sogar dann vergrößert werden, wenn die Antriebssteuerung des Motors 2 entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 auf diejenige entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F1 geändert wird und die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1500 UpM, was niedriger als 1800 UpM ist, eingestellt wird.
Mit anderen Worten, der Wert der ersten Pumpkapazität D1, bei der die Sollmotorgeschwindigkeit N über die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 vergrößert wird, wird derart eingestellt, dass er kleiner wird, wenn ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 zu der zweiten Sollmotorgeschwindkeit N2 großer wird.
Bei der Erfindung wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf eine niedrigere Motorgeschwindigkeit eingedenk der Pumpkapazität D eingestellt, die für den Hydraulikbetätiger oder die Kombination aus mehreren Hydraulikbetätigern (beispielsweise Maximalströmungsvolumen) entsprechend dem Typ des zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder der Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern eingestellt wird.
Darüber hinaus kann eingedenk der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 ein Verringerungsbereich zum Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 ist, entsprechend einem Typ des Hydraulikbetätigers oder einer Kombination der mehreren von dem Betriebshebel 11a zu betreibenden Hydraulikbetätiger bei der Erfindung bestimmt werden. Entsprechend können derartige Entsprechungstabellen, wie sie in 6A bis 6C gezeigt sind, aufgestellt werden.
Die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 sind in den Entsprechungstabellen von 6A bis 6C gemäß nachstehender Beschreibung auf die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2, siehe 7, bezogen.
Wenn beispielsweise die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 in der Entsprechungstabelle von 6A gleichwertig zu der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 (2100 UpM) in 7 ist, so wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 in der Entsprechungstabelle von 6A gleichwertig zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 (1800 UpM) in 7.
Jede der Entsprechungstabellen von 6A bis 6C zeigt eine Beziehung zwischen einer veränderlich eingestellten ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der entsprechenden zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2, wenn die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 durch Betreiben der Kraftstoffwahlscheibe 4 geändert wird, nachdem die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 in den entsprechenden Tabellen von 6A bis 6C gleichwertig zu der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 (2100 UpM) und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 (1800 UpM, 1600 UpM oder 1500 UpM) in 7 gemacht worden sind.
Wenn beispielsweise die Einstellung der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 von 2100 UpM auf 1700 UpM durch die Kraftstoffwahlscheibe 4 geändert wird, so wird, wenn die Entsprechungstabelle von 6C ausgewählt wird, die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 (1600 UpM) entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 (1700 UpM) ausgewählt. Mit anderen Worten, es wird möglich, einen Verringerungsbereich zum Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 auszuwählen, die noch niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 ist, die bei einer niedrigen Motorgeschwindigkeit eingestellt wird.
Die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 gemäß Einstellung durch die Kraftstoffwahlscheibe 4 kann durch Auswählen der entsprechenden Tabelle entsprechend einem Typ eines zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern eingestellt werden.
Wie in 4 gezeigt ist, stellt auf Grundlage einer ausgewählten von den Entsprechungstabellen von 6A bis 6C der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 ein, die in Reaktion auf den Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt wird. Entsprechend arbeitet der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 als erste Einstelleinheit, die die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1, die in Reaktion auf den Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt ist, einstellt.
Eine Entsprechungstabelle kann unter den Entsprechungstabellen von 6A bis 6C in Abhängigkeit von Fällen ausgewählt werden, so beispielsweise für einen unabhängigen Betrieb nur zum Armbaggern, einen gleichzeitigen Betrieb zum Armbaggern und Schaufelbaggern und einen unabhängigen Betrieb nur zum Schaufelbaggern.
Die Verwendung der Entsprechungstabellen ermöglicht ein Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 ist. Kann ein Hydraulikbetätiger mit einer Hydraulikpumpe betrieben werden, die eine Pumpkapazität aufweist, die bei 85% oder weniger der Maximalpumpkapazität liegt, so kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 bei einer noch niedrigeren Motorgeschwindigkeit beispielsweise auf Grundlage der Entsprechungstabelle von 6C eingestellt werden.
8 zeigt ein weiteres Beispiel. In 8 zeigt die Abszissenachse ein Verhältnis einer Pumpkapazität D relativ zur Maximalpumpkapazität der Hydraulikpumpe 6, die in 7 nicht gezeigt ist. 8 zeigt eine Beziehung des Verhältnisses der Pumpkapazität D relativ zu der Maximalpumpkapazität bei der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2.
Obwohl sich dies teilweise mit der Beschreibung von 7 überschneidet, wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 ebenfalls anhand von 8 beschrieben. 8 zeigt exemplarisch eine Situation, in der zum Betreiben eines Hydraulikbetätigers die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1800 UpM eingestellt ist, wenn die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 unabhängig von einem Typ und einer Kombination der Hydraulikbetätiger eingestellt ist.
Wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 auf 1800 UpM eingestellt, so wird davon ausgegangen, dass die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe, die für diesen Betrieb benötigt wird, die Pumpkapazität D in einer Position eines Kreises mit einer durchgezogenen Linie bei der 1800-UpM-Linie ist. Mit anderen Worten, dieser Betrieb kann durchgeführt werden, wenn die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe bei etwa 85% der Maximalpumpkapazität liegt. Hierbei beginnt die Sollmotorgeschwindigkeit N von 2100 UpM (erste Sollmotorgeschwindigkeit N1) zu sinken, wenn die Pumpkapazität D bei 95% liegt (zweite Pumpkapazität D2).
Wenn entsprechend die Pumpkapazität D der hydraulischen Pumpe 6, bei der nur etwa 85% der Maximalpumpkapazität zum Einsatz kommt, auf beispielsweise 88% angehoben wird, so kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 beispielsweise von 1800 UpM auf 1700 UpM gesenkt werden.
Bei dem Beispiel von 8 ist die Linie, die die erste Pumpkapazität D1 und die zweite Pumpkapazität D2 beschreibt, stark geneigt, damit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit auf einen noch niedrigeren Wert eingestellt werden kann. Mit anderen Worten, sogar dann, wenn die zweite Sollmotorgeschwindigkeit auf einen noch niedrigeren Wert eingestellt wird, wird der Wert der ersten Pumpkapazität D1 nicht gesenkt, sondern im Wesentlichen gleich gehalten.
Bei dem Beispiel von 8 ist wichtig, die zweite Sollmotorgeschwindigkeit auf einen noch niedrigeren Wert im Vergleich zu dem Beispiel von 7 einzustellen.
Als Nächstes folgt eine Beschreibung des Steuerablaufes von 9.
Bei Schritt S1 von 9 liest die Steuerung 7 Information aus dem Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34 auf Grundlage eines Erfassungssignals an dem zu betreibenden Betriebshebel, und der Prozess geht zu Schritt S2 über.
Bei Schritt S2 wird auf Grundlage der Information aus dem Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt 34 eine Entsprechungstabelle aus Tabelle 1 von 10A oder Kandidatenentsprechungstabellen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 von 6A bis 6C ausgewählt.
Wenn beispielsweise die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 bei einer Nennmotorgeschwindigkeit fixiert ist, so kann die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 entsprechend dem Typ des zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern, wie in 7 gezeigt ist eingestellt werden. Wenn beispielsweise die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 niedriger als die Nennmotorgeschwindigkeit des Motors 2 durch Betreiben der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt wird, so kann ein Verringerungsbereich zum Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 niedriger als die veränderliche erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 unter Verwendung von Tabelle 1 von 10A oder den Entsprechungstabellen von 6A bis 6C ausgewählt werden. Man beachte, dass 6A bis 6C eine vergrößerte Ansicht von Tabelle 1 aus 10A sind.
Mit anderen Worten, die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend der veränderlichen ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 kann durch Auswählen der Entsprechungstabelle entsprechend einem Typ eines zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern ausgewählt werden. Nachdem die Entsprechungstabelle ausgewählt ist, geht der Prozess zu Schritt S3 über.
Bei Schritt S3 liest die Steuerung 7 den Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4. Der Prozess geht sodann zu Schritt S4 über.
Bei Schritt S4 stellt die Steuerung 7 die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 in Entsprechung zu dem Lesebefehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4 ein, wodurch der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 eingestellt wird.
Obwohl vorstehend beschrieben worden ist, dass die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 des Motors 2 anfänglich in Reaktion auf den Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt ist, kann der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 anfänglich eingestellt werden, und es kann die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 entsprechend dem eingestellten Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 eingestellt werden. Alternativ können sowohl die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 gleichzeitig in Reaktion auf den gelesenen Befehlswert 37 der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt werden.
Wie in 3 gezeigt ist, geht, wenn die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 eingestellt sind, der Prozess zu Schritt S5 über.
Bei Schritt S5 werden auf Grundlage der Entsprechungstabelle von Tabelle 1 aus 10A oder einer der Entsprechungstabellen gemäß Auswahl unter denjenigen von 6A bis 6C die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 sowie der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 und der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 entsprechend der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 ausgewählt.
Man beachte, dass die Werte der Motorgeschwindigkeit gemäß Darstellung in Tabelle 1 von 10A oder den Entsprechungstabellen von 6A bis 6C als Beispiele angegeben sind und ein beliebiger Wert je nach Bedarf entsprechend der jeweiligen Baumaschine eingestellt werden kann.
Bestimmt die Steuerung 7 den Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2, so geht der Prozess zu Schritt S6 über.
Bei Schritt S6 werden Tabelle 2 (10B) zum Einstellen der Sollmotorgeschwindigkeit N auf Grundlage der Pumpkapazität D und Tabelle 3 (10C) zum Einstellen der Sollmotorgeschwindigkeit N auf Grundlage des Motorausgabedrehmomentes T folgendermaßen berichtigt.
In Tabelle 2 von 10B und Tabelle 3 von 10C wird die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 der Sollmotorgeschwindigkeit N als oberer Grenzwert eingestellt, und es wird die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 hiervon als untere Grenze eingestellt. Infolgedessen werden Tabelle 2 von 10B und Tabelle 3 von 10C derart berichtigt, dass eine Beziehung gegeben ist, wie sie in 11 und 12 gezeigt ist, und zwar entsprechend einem Typ von zu betreibenden Hydraulikbetätigern oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern.
Bei Schritt S7 wird mit der Antriebssteuerung des Motors 2 in dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 entsprechend der eingestellten zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 begonnen, woraufhin der Prozess zu Schritten S8 oder Schritt S11 übergeht.
Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 bei der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D ausgeführt, so werden Schritte S8 bis Schritt S10 ausgeführt. Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 bei der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T ausgeführt, so werden Schritte S11 bis Schritt S14 ausgeführt.
Es erfolgt zunächst die Beschreibung von Schritten S8 bis Schritt S10 als Steuerschritte zum Ermitteln der Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der erfassten Pumpkapazität.
Bei Schritt S8 liest der Taumelscheibenwinkelsensor 39 die erfasste Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 aus. Nach dem Lesen der Pumpkapazität D in Schritt S8 geht der Prozess zu Schritt S9 über.
Es folgt eine kurze Beschreibung des Prozesses bei Schritt S9 zum Ermitteln der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D. Wie in 11 gezeigt ist, geht, wenn die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 ausgeführt wird, die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 weiter, bis die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 die vorbestimmte erste Pumpkapazität D1 erreicht.
Wird die erfasste Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 gleichwertig zu oder größer als die erste Pumpkapazität D1, so erhält man die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D auf Grundlage der voreingestellten Beziehung zwischen der Pumpkapazität D und der Sollmotorgeschwindigkeit N, wie in 11 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Antrieb des Motors 2 derart gesteuert, dass der Motor 2 bei der ermittelten Sollmotorgeschwindigkeit Nn angetrieben wird.
Bis die Sollmotorgeschwindigkeit Nn die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 oder die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 erreicht, wird die Sollmotorgeschwindigkeit Nn entsprechend der erfassten Pumpkapazität Dn konstant erhalten. Die Antriebssteuerung des Motors 2 wird sodann konstant bei der erhaltenen Sollmotorgeschwindigkeit Nn ausgeführt. Bei dieser Steuerung funktioniert der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 als zweite Einstelleinheit, die die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität gemäß Erfassung durch den Detektor einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat.
Ist die aktuell bestimmte Pumpkapazität D die Pumpkapazität Dn, so erhält man die Sollmotorgeschwindigkeit N als Sollmotorgeschwindigkeit Nn. Bei Erfassung einer Vergrößerung von der Pumpkapazität Dn zu einer Pumpkapazität Dn + 1, wird die Sollmotorgeschwindigkeit Nn + 1 entsprechend der Pumpkapazität Dn + 1 erneut entsprechend 11 ermittelt. Der Antrieb des Motors 2 wird sodann derart gesteuert, dass der Motor 2 mit dieser neu ermittelten Sollmotorgeschwindigkeit Nn + 1 angetrieben wird.
Erreicht die erfasste Pumpkapazität D die vorbestimmte zweite Pumpkapazität D2, so wird die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 ausgeführt. Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorsteuerung N1 ausgeführt, so geht die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 weiter, bis die Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6 gleichwertig zu oder kleiner als die zweite Pumpkapazität D2 wird.
Wie wiederum in 9 gezeigt ist, wird nunmehr die Beschreibung der Steuerung von Schritt S9 fortgesetzt. Bei Schritt S9 wird die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D auf Grundlage der voreingestellten Beziehung zwischen der Pumpkapazität D und der Sollmotorgeschwindigkeit N, wie in Tabelle 2 von 10B gezeigt ist, ermittelt, woraufhin der Prozess zu Schritt S10 übergeht. Bei Schritt S10 wird der Wert der Sollmotorsteuerung N entsprechend der Änderungsrate der Pumpkapazität der Hydraulikpumpe 6, der Änderungsrate des Pumpabgabedruckes oder der Änderungsrate des Motorausgabedrehmomentes T berichtigt. Sind diese Änderungsraten (das heißt die Vergrößerungsraten) hoch, so wird es zudem möglich, die Sollmotorgeschwindigkeit N auf eine höhere Geschwindigkeit zu berichtigen.
Schritt S10, der einen Steuerschritt zum Berichtigen des Wertes der Sollmotorgeschwindigkeit N beschreibt, kann ausgelassen werden.
Als Nächstes folgt eine Beschreibung von Schritt S11 bis Schritt S14 als Steuerschritte zur Ermittlung der Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend einem erfassten Motorausgabedrehmoment.
Bei Schritt S11 werden die Erfassungssignale aus dem Pumpkapazitätssensor 39 und dem Pumpdrucksensor 38 ausgelesen, woraufhin der Prozess zu Schritt S12 übergeht.
Bei Schritt S12 wird das Motorausgabedrehmoment T auf Grundlage der Erfassungssignale an der Pumpkapazität und dem Pumpdruck gemäß Auslesen bei Schritt S11 berechnet. Nachdem das Motorausgabedrehmoment T berechnet ist, geht der Prozess zu Schritt S13 über.
Es folgt eine kurze Beschreibung des bei Schritt S13 gegebenen Prozesses zum Ermitteln der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T. Wie in 12 gezeigt ist, geht, wenn die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 ausgeführt wird, die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 weiter, bis das erfasste Motorausgabedrehmoment T ein vorbestimmtes erstes Motorausgabedrehmoment T1 erreicht.
Wird das erfasste Motorausgabedrehmoment T gleichwertig zu oder größer als das erste Motorausgabedrehmoment T1, so wird die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T auf Grundlage der voreingestellten Beziehung zwischen dem Motorausgabedrehmoment T und der Sollmotorgeschwindigkeit N, wie in 12 gezeigt ist, ermittelt. Der Antrieb des Motors 2 wird derart gesteuert, dass der Motor 2 mit der ermittelten Sollmotorgeschwindigkeit N angetrieben wird.
Bis die Sollmotorgeschwindigkeit N die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 oder die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 erreicht, wird die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T als konstant ermittelt, wodurch die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der Sollmotorgeschwindigkeit N ermittelt wird. Bei dieser Steuerung wirkt der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 als zweite Einstelleinheit, die die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Motorausgabegeschwindigkeit gemäß Erfassung durch den Detektor einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat.
Wenn beispielsweise das aktuell erfasste Motorausgabedrehmoment T als Motorausgabedrehmoment Tn definiert ist, so wird die Sollmotorgeschwindigkeit N als Sollmotorgeschwindigkeit Nn definiert. Durch Erfassen, dass das Motorausgabedrehmoment T von dem Motordrehmoment Tn zu einem Motordrehmoment Tn + 1 verändert wird, wird die Sollmotorgeschwindigkeit Nn + 1 entsprechend dem Motorausgabedrehmoment Tn + 1 erneut ermittelt. Die Antriebssteuerung des Motors 2 wird sodann derart ausgeführt, dass der Motor 2 mit dieser neu ermittelten Sollmotorgeschwindigkeit Nn + 1 angetrieben wird.
Erreicht das erfasste Motorausgabedrehmoment T das vorbestimmte zweite Motorausgabedrehmoment T2, so wird die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 ausgeführt. Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 ausgeführt, so geht die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 weiter, bis die erfasste Motorausgabegeschwindigkeit T gleichwertig zu oder kleiner als das zweite Motorausgabedrehmoment T2 wird.
Infolgedessen wird die Antriebssteuerung des Motors 2 durch Ermittlung der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T ausgeführt, wodurch die Motorausgabedrehmomentlinie durch den Maximalleistungspunkt K1 des Motors 2, wie in 13 gezeigt ist, gehen kann.
Wie in 9 gezeigt ist, wird nunmehr die Beschreibung mit Steuerschritt S13 fortgesetzt. Bei Schritt S13 wird die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T auf Grundlage von Tabelle 3 (10C) ermittelt, wo die voreingestellte Beziehung zwischen dem Motorausgabedrehmoment T und der Sollmotorgeschwindigkeit N gezeigt ist, woraufhin der Prozess zu Schritt S14 übergeht.
Bei Schritt S14 wird der Wert der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der Änderungsrate der Pumpkapazität der Hydraulikpumpe 6, der Änderungsrate des Pumpabgabedruckes oder der Änderungsrate des Motorausgabedruckes T berichtigt. Mit anderen Worten, wenn diese Änderungsraten (beispielsweise Vergrößerungsraten) hoch sind, wird es zudem möglich, die Sollmotorgeschwindigkeit N auf einen höheren Wert zu berichtigen.
Schritt S14, der vorstehend als Steuerschritt zum Berichtigen des Wertes der Sollmotorgeschwindigkeit N beschrieben worden ist, kann ausgelassen werden.
Wird ein höherer Wert zwischen der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D und der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T verwendet, so werden sowohl die Steuerprozesse von Schritten S8 bis S10 wie auch von Schritten S11 bis S14 durchgeführt. In diesem Fall wird eine Steuerung bei Schritt S15 nach Schritt S10 und Schritt S14 ausgeführt.
Wird die Antriebssteuerung des Motors 2 auf Grundlage der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D oder der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motordrehmoment T ausgeführt, so wird die Steuerung von Schritt S15 ausgelassen, und der Prozess geht zu Schritt S16 über. Mit anderen Worten, wenn nur eines von der Steuerung von Schritten S8 bis S11 und der Steuerung von Schritten S12 bis S14 durchgeführt wird, wird die Steuerung von Schritt S15 ausgelassen, und der Prozess geht zu Schritt S16 über.
Bei Schritt S16 wird ein höherer Wert der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D und der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem erfassten Motorausgabedrehmoment T ausgewählt. Nachdem die höhere Sollmotorgeschwindigkeit N ausgewählt ist, geht der Prozess zu Schritt S16 über.
Bei Schritt S15 gibt der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 den Hochgeschwindigkeitssteuerbereichbefehlswert 33, wie in 4 gezeigt ist, derart aus, dass die Antriebssteuerung des Motors unter Verwendung der Sollmotorgeschwindigkeit N ausgeführt wird. Bei dieser Steuerung wirkt der Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner 32 als Steuerung, die einen Kraftstoffeinspritzer 3 derart steuert, dass die durch die zweite Einstelleinheit ermittelte Sollmotorgeschwindigkeit bereitgestellt wird. Wird die Steuerung von Schritt S16 ausgeführt, so kehrt der Prozess zu Schritt S1 zur Wiederholung der Steuerung zurück.
Als Nächstes folgt eine kurze Beschreibung einer Steuerung im Betrieb unter Bezugnahme auf 1. Insbesondere folgt die Beschreibung einer Steuerung, die durch Erfassen der Pumpkapazität D durchgeführt wird, wenn ein Betreiber den Betriebshebel 11a stark bewegt, um die Geschwindigkeit des Arbeitsgerätes eines Hydraulikbaggers zu beschleunigen. Die Beschreibung einer Steuerung, die durch Erfassen des Motorausgabedrehmomentes T durchgeführt wird, wird ausgelassen, da sie ähnlich zu der Steuerung ist, die durch Erfassen der Pumpkapazität D durchgeführt wird.
Wird der Betriebshebel 11a, wie in 1 gezeigt ist, stark bewegt, sodass das Steuerventil 9 beispielsweise in die (I)-Position umgestellt wird, so wird der Öffnungsbereich 9a des Steuerventils 9 in der (I)-Position vergrößert, und es wird ein Differenzialdruck zwischen dem Pumpabgabedruck in dem Ölabgabeweg 25 und dem Lastdruck in dem Pilotölweg 28 verringert. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Pumpsteuervorrichtung 8, die als Lasterfassungsteuervorrichtung ausgestaltet ist, im Sinne einer Vergrößerung der Pumpkapazität D der Hydraulikpumpe 6.
Entsprechend wird das Strömungsvolumen, das in dem zu betreibenden Hydraulikbetätiger benötigt wird, entsprechend dem Öffnungsbereich 9a des Steuerventils 9 in Reaktion auf den Betriebshebel 11a bestimmt. Entsprechend wird das Maximalströmungsvolumen, das in dem zu betreibenden Hydraulikbetätiger benötigt wird, entsprechend dem Maximalöffnungsbereich des Steuerventils 9 in Reaktion auf den Betriebshebel 11a bestimmt. Darüber hinaus kann das Strömungsvolumen, das in mehreren zu betreibenden Hydraulikbetätigern benötigt wird, entsprechend der Gesamtheit der Öffnungsbereiche 9a der mehreren Steuerventile 9 in Reaktion auf einen Betriebshebel 11a oder die mehreren Betriebshebel 11a bestimmt werden. Das Maximalströmungsvolumen, das bei den mehreren zu betreibenden Hydraulikbetätigern benötigt wird, wird entsprechend der Gesamtheit der Öffnungsbereiche der zu betreibenden mehreren Steuerventile 9 bestimmt.
Die erste Pumpkapazität D1 kann niedriger als die Maximalpumpkapazität der Hydraulikpumpe 6 eingestellt werden. Die nachstehende Beschreibung betrifft eine erläuternde Situation, in der eine vorbestimmte Pumpkapazität als erste Pumpkapazität D1 eingestellt ist. Wird die Pumpkapazität der Hydraulikpumpe 6 auf die erste Pumpkapazität D1 vergrößert, so wird die Sollmotorgeschwindigkeit N dahingehend gesteuert, dass sie sich von der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 zu der Sollmotorgeschwindigkeit N1 entsprechend der erfassten Pumpkapazität D, wie in 11 gezeigt ist, ändert.
Die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweite Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 können durch Einstellen der Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt werden. Eine Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 (das heißt der Nennmotorgeschwindigkeit) und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 kann entsprechend einem Typ von zu betreibendem Hydraulikbetätiger oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern durch den Betriebshebel 11a eingestellt werden.
Wenn ein Typ von Hydraulikbetätiger oder eine Kombination von Hydraulikbetätigern dafür, von dem Betriebshebel 11a betrieben werden, bestimmt wird und die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 durch Einstellen der Kraftstoffwahlscheibe 4 ausgewählt ist, kann ein Verringerungsbereich auf die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 unter Verwendung der Entsprechungstabelle in Tabelle 1 von 10A eingestellt werden.
Auf Grundlage der so bestimmten Beziehung zwischen der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 kann die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 und die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 in Tabelle 2 von 10B und Tabelle 3 von 10C berichtigt werden.
Die Antriebssteuerung des Motors kann entlang des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 entsprechend der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 ausgeführt werden. Bewegt ein Betreiber den Betriebshebel 11a noch weiter, nachdem die Pumpkapazität der Hydraulikpumpe 6 die erste Pumpkapazität D1 in dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 erreicht hat, so wird die Antriebssteuerung des Motors 2 derart ausgeführt, dass der Motor 2 mit der Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend der erfassten Pumpkapazität D, die in 12 gezeigt ist, ausgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Steuerung sequenziell ausgeführt, um den Hochgeschwindigkeitssteuerbereich zu einem optimalen Bereich innerhalb eines Bereiches zwischen dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 und dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 zu verschieben.
Die Werte der ersten Pumpkapazität D1 und der zweiten Pumpkapazität D2 können entsprechend einem Typ eines zu betreibenden Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von zu betreibenden Hydraulikbetätigern eingestellt werden. Der Wert der ersten Pumpkapazität D1 kann entsprechend dem größeren Verringerungsbereich zum Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2, die niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 ist, erstellt werden.
Wird die Last des Hydraulikbetätigers 10 vergrößert, nachdem die Verschiebung zu dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 erfolgt ist, so wird das Motorausgabedrehmoment vergrößert. Wird die Last des Hydraulikbetätigers 10 in dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 vergrößert, so wird das Motorausgabedrehmoment bis zu dem Maximalleistungspunkt K1 vergrößert. Nachdem die Last des Hydraulikbetätigers 10 vergrößert wird und das Motorausgabedrehmoment T die Maximaldrehmomentlinie R zwischen dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 und dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 erreicht oder den Maximalleistungspunkt K1 in dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 erreicht, werden die Motorgeschwindigkeit und das Motorausgabedrehmoment anschließend an die Maximaldrehmomentlinie R angepasst.
Da der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich, wie vorstehend beschrieben worden ist, verschiebbar ist, ist das Arbeitsgerät in der Lage, die Maximalleistung immer zu verbrauchen, wenn die Verschiebung zu dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 erfolgt ist.
Mit anderen Worten, wenn die Verschiebung von dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 zu dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 erfolgt ist, wird das Motorausgabedrehmoment hin zu der Maximaldrehmomentlinie R1 entlang einer gepunkteten Linie L1, wie in 3 gezeigt ist, erhöht. Die gepunktete Linie L2 stellt ein Muster der Vergrößerung direkt hin zu der Maximaldrehmomentlinie R1 in dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fn gemäß Definition in der Mitte der Verschiebung von dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 zu dem Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 dar. Die gepunktete Linie L3 stellt ein herkömmliches Muster dar, bei dem eine Steuerung durchgeführt wird, während der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 fest ist. Da die Sollmotorgeschwindigkeit N entsprechend dem Wert der erfassten Pumpkapazität D oder dem erfassten Motorausgabedrehmoment T veränderlich ist, ist der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich Fn ebenfalls veränderlich.
Bei dem vorbeschriebenen Beispiel ist die Hydraulikschaltung durch eine Schaltung beispielhaft dargestellt, die die Lasterfassungssteuervorrichtung beinhaltet. Dasselbe gilt indes auch für eine Hydraulikschaltung vom Open-Center-Typ.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann bei der Erfindung die Antriebssteuerung des Motors auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 oder des Hochgeschwindigkeitssteuerbereiches F2 mit verbesserter Kraftstoffeffizienz des Motors gestartet werden, wenn der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 entsprechend der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 in Reaktion auf den Befehlswert durch die Kraftstoffwahlscheibe 4 eingestellt wird, wobei die zweite Sollmotorgeschwindigkeit N2 und der Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F2 der Niedriggeschwindigkeitsseite vorab jeweils entsprechend der eingestellten ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 und dem eingestellten Hochgeschwindigkeitssteuerbereich F1 eingestellt werden.
Des Weiteren kann ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit N1 zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 unter Verwendung der Entsprechungstabellen eingestellt werden, die vorab entsprechend einem Typ des von dem Betreiber betriebenen Betriebshebels 11a oder einer Kombination von von dem Betriebshebel 11a betriebenen Hydraulikbetätigern erstellt werden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist bei der Erfindung die Motorgeschwindigkeit auf Grundlage der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 der Niedriggeschwindigkeitsseite in einem Bereich, in dem eine große Pumpkapazität nicht erforderlich ist, oder einem Bereich, in dem ein hohes Motorausgabedrehmoment nicht erforderlich ist, steuerbar. Des Weiteren kann ein Verringerungsbereich zum Einstellen der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit N2 niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit N1 entsprechend einem Typ eines von dem Betriebshebel 11a betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination von von dem Betriebshebel 11a gleichzeitig betriebenen Hydraulikbetätigern ausgewählt werden. Bei dieser Anordnung kann die Kraftstoffeffizienz des Motors stark verbessert werden.
Demgegenüber wird in einem Bereich, in dem eine große Pumpkapazität oder ein hohes Motorausgabedrehmoment erforderlich sind, die Antriebssteuerung des Motors derart ausgeführt, dass der Motor mit der Sollmotorgeschwindigkeit N gemäß Vorabbestimmung entsprechend der erfassten Pumpkapazität D oder dem erfassten Motorausgabedrehmoment T angetrieben wird, wodurch eine ausreichende Betriebsgeschwindigkeit ermittelt wird, die zum Betreiben eines Arbeitsgerätes erforderlich ist.
Um die Pumpkapazität D aus einer Situation heraus, in der die Pumpkapazität D groß ist, zu verringern oder um das Motorausgabedrehmoment T aus einer Situation heraus, in der die Motorausgabe groß ist, zu verringern, wird die Antriebssteuerung des Motors derart ausgeführt, dass der Motor mit der Sollmotorgeschwindigkeit N angetrieben wird, die vorab entsprechend der erfassten Pumpkapazität D oder dem erfassten Motorausgabedrehmoment T bestimmt wird, was zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz führt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der technische Gehalt der Erfindung ist bei einer Motorsteuerung eines Motors einer Baumaschine anwendbar.
Bezugszeichenliste

2: Motor
3: Kraftstoffeinspritzer
4: Kraftstoffwahlscheibe (Befehlseinheit)
6: veränderliche Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpe
7: Steuerung
8: Pumpsteuervorrichtung
9: Steuerventil
10: Hydraulikbetätiger
11: Betriebshebelvorrichtung
11a: Betriebshebel
12: Servozylinder
17: LS-Ventil
32: Hochgeschwindigkeitssteuerbereichauswahlberechner
34: Hydraulikbetätigertyp/Kombinationsbeurteilungsabschnitt
40: Drucksensor
F1, F2, Fa–Fc: Hochgeschwindigkeitssteuerbereich
A: zweite Einstellposition
B: erste Einstellposition
Nh: Nennmotorgeschwindigkeit
K1: Maximalleistungspunkt
K3: Maximaldrehmomentpunkt
R: Maximaldrehmomentlinie
M: Kraftstoffverbrauchskarte

Claims

Motorsteuervorrichtung, umfassend: eine veränderliche Verdrängung aufweisende Hydraulikpumpe, die von einem Motor angetrieben wird; eine Mehrzahl von Hydraulikbetätigern, die von einem Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe angetrieben werden; eine Mehrzahl von Steuerventilen, die das Abgabedrucköl aus der Hydraulikpumpe derart steuern, dass das Abgabedrucköl der Mehrzahl von Hydraulikbetätigern zugeführt wird; wenigstens einen Betriebshebel, der die Mehrzahl von Steuerventilen steuert; einen Detektor, der eine Pumpkapazität der Hydraulikpumpe erfasst; einen Kraftstoffeinspritzer, der einen dem Motor zugeführten Kraftstoff steuert; eine Befehlseinheit, die einen Befehlswert aus veränderlichen Befehlswerten auswählt und den Befehlswert befiehlt; eine erste Einstelleinheit, die eine erste Sollmotorgeschwindigkeit in Reaktion auf den von der Befehlseinheit befohlenen Befehlswert und eine zweite Sollmotorgeschwindigkeit auf Grundlage der ersten Sollmotorgeschwindigkeit einstellt, wobei die zweite Sollmotorgeschwindigkeit niedriger als die erste Sollmotorgeschwindigkeit ist; eine zweite Einstelleinheit, die eine Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat; und eine Steuerung, die den Kraftstoffeinspritzer derart steuert, dass die von der zweiten Einstelleinheit eingestellte Sollmotorgeschwindigkeit bereitgestellt wird, wobei ein Verringerungsbereich von der ersten Sollmotorgeschwindigkeit zu der zweiten Sollmotorgeschwindigkeit in der ersten Einstelleinheit entsprechend einem Typ des von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers oder einer Kombination der Mehrzahl von von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt wird.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: ein Wert des Verringerungsbereiches entsprechend einem Maximalströmungsvolumen, das von dem Typ des von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigers benötigt wird, oder entsprechend der Kombination der Mehrzahl von von dem Betriebshebel betriebenen Hydraulikbetätigern eingestellt wird.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: ein Wert einer Pumpkapazität, bei der die Sollmotorgeschwindigkeit über die zweite Sollmotorgeschwindigkeit vergrößert wird, in der zweiten Einstelleinheit derart eingestellt wird, dass er kleiner wird, wenn der größere Verringerungsbereich größer wird.
Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend einen Detektor, der ein Motorausgabedrehmoment erfasst, wobei: die zweite Einstelleinheit die Sollmotorgeschwindigkeit entsprechend der Pumpkapazität oder dem Motorausgabedrehmoment einstellt, wobei die Sollmotorgeschwindigkeit die zweite Sollmotorgeschwindigkeit als untere Grenze hat.