DE112016006779T5

DE112016006779T5 - Arbeitsfahrzeug und Hydraulik-Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112016006779T5
Application number: DE112016006779.8T
Authority: DE
Inventors: Kiichirou Kouno; Tadashi Mori
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2036-09-22
Also published as: KR102123481B1; US20200325654A1; WO2018055696A1; JPWO2018055696A1; KR20180111982A; CN108779786A; CN108779786B; JP6807399B2; US11408145B2; DE112016006779B4

Abstract

Ein Arbeitsfahrzeug enthält einen Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (10), der zum Strömen eines von einer ersten Hydraulikpumpe (2) abgegebenen Hydrauliköls zum Antreiben eines Löffels eingerichtet ist, einen Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (11), der zum Strömen des von einer zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zum Antreiben eines Stiels eingerichtet ist, ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil (13), das zum Wechseln zwischen einer Zusammenführungs-Position, in der der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (10) und der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (11) miteinander in Verbindung gebracht werden, und einer Trenn-Position eingerichtet ist, in der der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (10) und der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal (11) voneinander getrennt werden. Das Arbeitsfahrzeug ist so eingerichtet, dass das Trenn-/Zusammenführungs-Ventil (13) von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position wechselt, wenn ein Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe (2) oder ein Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe (3) sich bei einem Aushubvorgang an einen vorgegebenen Wert angleicht. Das Arbeitsfahrzeug ist so eingerichtet, dass die erste Hydraulikpumpe (2) und die zweite Hydraulikpumpe (3) so gesteuert werden, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe (2) abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe (3) abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe auf oder über dem vorgegebenen Wert liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug sowie ein Hydraulik-Steuerungsverfahren für ein derartiges Arbeitsfahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Für Arbeitsfahrzeuge, wie beispielsweise Hydraulikbagger, sind Reduzierung von Kraftstoffkosten sowie bessere Bedienbarkeit erforderlich geworden.
Die Nationale Patentveröffentlichung Nr. 2014-522952 (Patentdokument 1) offenbart beispielsweise ein Hydraulik-Steuerungssystem, das darauf abzielt, Druckverluste an Hydraulikpumpen zu verhindern. Das Hydraulik-Steuerungssystem enthält eine erste Hydraulikpumpe, eine zweite Hydraulikpumpe, einen Stielzylinder, einen Löffelzylinder, eine Stiel-Betätigungsvorrichtung, eine Löffel-Betätigungsvorrichtung, ein erstes Stiel-Steuerungsventil, ein zweites Stiel-Steuerungsventil, ein Löffel-Steuerungsventil sowie ein Ventil zum Aufheben von Zusammenführung.
Das erste Stiel-Steuerungsventil befindet sich in einem Strömungskanal zwischen der ersten Hydraulikpumpe und dem Stielzylinder und ist so eingerichtet, dass es die Aktivierung, das Anhalten sowie den Richtungswechsel des Stielzylinders steuert, wenn das erste Stiel-Steuerungsventil durch Betätigen der Stiel-Betätigungsvorrichtung umgestellt wird. Das zweite Stiel-Steuerungsventil befindet sich in einem Strömungskanal zwischen der zweiten Hydraulikpumpe und dem Stielzylinder und ist so eingerichtet, dass es dem Stielzylinder den Förderstrom der zweiten Hydraulikpumpe durch Zusammenführen zuführt, indem es umgestellt wird, wenn ein durch Betätigen der Stiel-Betätigungsvorrichtung erzeugtes Steuerungs-signal einen Sollwert überschreitet.
Das Löffel-Steuerungsventil befindet sich in einem Strömungskanal zwischen der zweiten Hydraulikpumpe und dem Löffelzylinder und ist so eingerichtet, dass es die Aktivierung, das Anhalten sowie den Richtungswechsel des Löffelzylinders steuert, wenn das Löffel-Steuerungsventil durch Betätigen der Löffel-Betätigungsvorrichtung umgestellt wird. Das Ventil zum Aufheben von Zusammenführung befindet sich in einem Strömungskanal zwischen der zweiten Hydraulikpumpe und dem zweiten Stiel-Steuerungsventil.
Dieses Hydraulik-Steuerungssystem ist so eingerichtet, dass es die Zusammenführungs-Funktion bei kombinierten Betätigungsvorgängen aufhebt, mit denen der Stiel und der Löffel gleichzeitig betätigt werden, um Aushub-Vorgänge durchzuführen. So wird der Stielzylinder angetrieben, indem ihm von der ersten Hydraulikpumpe und der zweiten Hydraulikpumpe nur durch die erste Hydraulikpumpe ein Hydrauliköl zugeführt wird. Der Löffelzylinder wird angetrieben, indem ihm das Hydrauliköl nur von der zweiten Hydraulikpumpe zugeführt wird. Mit dieser Konstruktion wird in dem Hydraulik-Steuerungssystem ein Versuch unternommen, Druckverluste an den Hydraulikpumpen bei kombinierten Betätigungsvorgängen zu vermeiden.
Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-268604 (Patentdokument 2) offenbart eine Förderstrom-Zusammenführungseinrichtung für schwere Geräte, die eine erste Hydraulikpumpe und eine zweite Hydraulikpumpe enthalten. Die Förderstrom-Zusammenführungseinrichtung enthält ein Vorsteuer-Strömungskanal-Schaltventil, das so eingerichtet ist, dass es einen Vorsteuer-Strömungskanal entsprechend vorgegebener Signale von außen öffnet und schließt. Die Förderstrom-Zusammenführungseinrichtung ist so eingerichtet, dass sie in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Betätigungselementes für die zweite Hydraulikpumpe selektiv die Zusammenführungs-Funktion zum Zusammenführen eines Betätigungselementes für die zweite Hydraulikpumpe mit einem Betätigungselement für die erste Hydraulikpumpe durchführt. Mit dieser Konstruktion wird in der Förderstrom-Zusammenführungseinrichtung ein Versuch unternommen, kombinierte Betätigungsvorgänge mit den Betätigungselementen reibungslos durchzuführen und so die Bedienbarkeit des Gerätes zu verbessern.
WO2005/047709 (Patentdokument 3) offenbart eine Hydraulik-Steuerungsvorrichtung, mit der das Auftreten von Strömungsschwankungen vor und nach dem Umstellen eines Trenn/Zusammenführungs-Ventils eingeschränkt werden kann, um die Bedienbarkeit und den Arbeits-Wirkungsgrad zu verbessern. Diese Hydraulik-Steuerungsvorrichtung ist in der Lage, die Zeitpunkte zum Umstellen des Trenn/Zusammenführungs-Ventils genau zu bestimmen. Daher ist es mit der Hydraulik-Steuerungsvorrichtung möglich, Energieverluste aufgrund von Druckverlusten an Druckausgleich-Ventilen einzuschränken und den Arbeits-Wirkungsgrad bei kombinierten Betätigungsvorgängen mit mehreren Hydraulik-Betätigungselementen zu verbessern.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: Nationale Patentveröffentlichung Nr. 2014-522952
Patentdokument 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-268604
Patentdokument 3: WO2005/047709

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bei einem Aushubvorgang wird ein Löffel während der zweiten Hälfte des Vorgangs gedreht, und daher tritt während der zweiten Hälfte des Vorgangs häufig größere Last an dem Löffel auf. Daher kann, selbst wenn, wie in den Patentdokumenten 1 und 2, die Zusammenführungs-Funktion während des Aushubvorgangs unterbrochen wird, wenn die Menge des dem Stiel von einer Hydraulikpumpe zugeführten Hydrauliköls genauso groß ist wie die Menge des dem Löffel von der anderen Hydraulikpumpe zugeführten Hydrauliköls, die Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel nicht erhöht werden.
Die vorliegende Offenbarung berücksichtigt das oben dargestellte Problem und zielt darauf ab, ein Arbeitsfahrzeug zu schaffen, mit dem die Geschwindigkeit von Aushub mit einem Löffel erhöht werden kann, um Aushubvorgänge effizient durchzuführen, sowie darauf, eine Hydraulik-Steuerungsverfahren für dieses Arbeitsfahrzeug zu schaffen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Arbeitsfahrzeug geschaffen, das einen Löffel, einen Stiel, eine erste Hydraulikpumpe und eine zweite Hydraulikpumpe, die jeweils ein Hydrauliköl abgeben, einen ersten Hydrauliköl-Kanal, durch den das von der ersten Hydraulikpumpe abgegebene Hydrauliköl strömt, um den Löffel anzutreiben, einen zweiten Hydrauliköl-Kanal, durch den das von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebene Hydrauliköl strömt, um den Stiel anzutreiben, ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil, mit dem zwischen einer Zusammenführungs-Position, in der der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal miteinander in Verbindung gebracht werden, und einer Trenn-Position umgestellt wird, in der der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal voneinander getrennt sind, sowie eine Steuerungseinrichtung enthält, mit der eine Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, eine Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls sowie eine Funktion des Trenn/Zusammenführungs-Ventils gesteuert werden. Die Steuerungseinrichtung veranlasst das Trenn/Zusammenführungs-Ventil, von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu wechseln, wenn sich ein Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder ein Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe bei einem Aushubvorgang einem ersten vorgegebenen Wert angleicht. Die Steuerungseinrichtung steuert die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe auf oder über dem ersten vorgegebenen Wert liegt.
Bei der oben dargestellten Konstruktion werden, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe während eines Aushubvorgangs den ersten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal in einen Zustand versetzt, in dem sie voneinander getrennt sind. Des Weiteren ist, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe auf oder über dem ersten vorgegebenen Wert liegt, die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls. Daher ist die Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls größer als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls. Damit kann die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel verhindert werden. Dementsprechend ist es anders als bei Konstruktionen, die so eingerichtet sind, dass sie bewirken, dass die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls der Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls gleich ist, möglich, Aushubvorgänge effizient durchzuführen.
Vorzugsweise steuert die Steuerungseinrichtung die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe auf oder über einem zweiten vorgegebenen Wert liegt, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert.
Bei der oben dargestellten Konstruktion ist es, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe auf oder über dem zweiten vorgegebenen Wert liegt, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, möglich, die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel zu verhindern.
Vorzugsweise enthält das Arbeitsfahrzeug des Weiteren einen Sensor zum Erfassen des Pumpdrucks der ersten Hydraulikpumpe. Die Steuerungseinrichtung erhöht ein Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, wenn ein Wert eines Ergebnisses von Erfassung durch den Sensor zunimmt.
Bei der oben dargestellten Konstruktion wird der Pumpdruck erhöht, wenn die Last an der Löffel-Seite zunimmt. Daher ist es, indem das Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls erhöht wird, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch den Sensor zunimmt, möglich, die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel zu verhindern, selbst wenn die Last an der Löffel-Seite allmählich zunimmt.
Vorzugsweise veranlasst die Steuerungseinrichtung das Trenn/Zusammenführungs-Ventil, von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position zu wechseln, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe einen dritten vorgegebenen Wert erreicht oder unterschreitet, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, nachdem das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Bei der oben dargestellten Konstruktion muss, nach Rückkehr von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position, um das erneute Wechseln von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu bewirken, der Pumpdruck um ein Maß erhöht werden, das der Differenz zwischen dem ersten vorgegebenen Wert und dem dritten vorgegebenen Wert entspricht. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass das Trenn/Zusammenführungs-Ventil sofort erneut an die Trenn-Position zurückgestellt wird, nachdem es von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position zurückgestellt wurde.
Vorzugsweise steuert die Steuerungseinrichtung die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, bis das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position umgestellt wird, nachdem das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Bei der oben dargestellten Konstruktion wird es, wenn sich der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal in dem Zustand befinden, in dem sie voneinander getrennt sind, möglich, dass die Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls größer ist als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls.
Vorzugsweise enthält das Arbeitsfahrzeug des Weiteren ein erstes Betätigungselement zum Antreiben des Löffels, ein zweites Betätigungselement zum Antreiben des Stiels, ein mit dem ersten Hydrauliköl-Kanal verbundenes erstes Haupt-Betätigungsventil zum Zuführen des Hydrauliköls zu dem ersten Betätigungselement, ein zweites Haupt-Betätigungsventil zum Zuführen des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu dem zweiten Betätigungselement über den ersten Hydrauliköl-Kanal, ein erstes Druckausgleichventil, das sich zwischen dem ersten Betätigungselement und dem ersten Haupt-Betätigungsventil befindet, sowie ein zweites Druckausgleichventil, das sich zwischen dem zweiten Betätigungselement und dem zweiten Haupt-Betätigungsventil befindet. Das zweite Druckausgleichventil führt einen Vorgang zum Vergrößern einer Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Druckausgleichventils durch, um zu bewirken, dass eine Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss des zweiten Haupt-Betätigungsventils und dem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Druckausgleichventils einer Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des ersten Haupt-Betätigungsventils gleich ist, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Haupt-Betätigungsventils die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss des ersten Haupt-Betätigungsventils unterschreitet.
Bei der oben dargestellten Konstruktion wird der Druckausgleich an dem zweiten Haupt-Betätigungsventil durchgeführt, wenn Steuerung durchgeführt wird, um zur bewirken, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls. So kann die Menge des dem zweiten Betätigungselement zugeführten Hydrauliköls reduziert werden. So kann die Verringerung der Menge des dem ersten Betätigungselement zugeführten Hydrauliköls verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hydraulik-Steuerungsverfahren geschaffen, das für ein Arbeitsfahrzeug ausgeführt wird, das ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil enthält, mit dem zwischen einer Position von einer Zusammenführungs-Position und einer Trenn-Position und der anderen Position von der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position gewechselt wird, wobei die Zusammenführungs-Position dazu dient, zu bewirken, dass ein erster Hydrauliköl-Kanal und ein zweiter Hydrauliköl-Kanal miteinander in Verbindung treten, die Trenn-Position dazu dient, den ersten Hydrauliköl-Kanal und den zweiten Hydrauliköl-Kanal voneinander zu trennen, der erste Hydrauliköl-Kanal ein Hydrauliköl-Kanal ist, durch den ein von einer ersten Hydraulikpumpe abgegebenes Hydrauliköl zum Antreiben eines Löffels strömt, und der zweite Hydrauliköl-Kanal ein Hydrauliköl-Kanal ist, durch den das von einer zweiten Hydraulikpumpe abgegebene Hydrauliköl zum Antreiben eines Stiels strömt. Das Hydraulik-Steuerungsverfahren schließt die Schritte ein, in denen das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wird, und die erste Hydraulikpumpe sowie die zweite Hydraulikpumpe so gesteuert werden, dass eine Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als eine Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls.
Bei der oben dargestellten Konstruktion werden, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe während eines Aushubvorgangs den ersten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal in den Zustand versetzt, in dem sie voneinander getrennt sind. Des Weiteren ist, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe auf oder über dem ersten vorgegebenen Wert liegt, die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls. Daher ist die Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls größer als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls. Damit kann die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel verhindert werden. Dementsprechend ist es anders als bei Konstruktionen, die so eingerichtet sind, dass sie bewirken, dass die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls der Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls gleich ist, möglich, Aushubvorgänge effizient durchzuführen.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Aushubvorgänge effizient durchzuführen, indem die Geschwindigkeit von Aushub mit dem Löffel erhöht wird.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Arbeitsfahrzeugs darstellt.
2 ist eine schematische Darstellung, die ein in das Arbeitsfahrzeug integriertes Hydrauliksystem zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, die das Hydrauliksystem im Detail zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die Logik zum Wechseln von Zusammenführen zu Trennen zeigt.
5 ist eine der Erläuterung dienende schematische Darstellung, anhand der ein Auslöser zum Wechseln zwischen einer Zusammenführungs-Position und einer Trenn-Position bei Aushubvorgängen beschrieben wird.
6 ist eine schematische Darstellung, die das Verhältnis einer Menge des von einer zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu einer Menge des von einer ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau des Hydrauliksystems darstellt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf der Verarbeitung für Hydrauliksteuerung in dem Hydrauliksystem darstellt.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Hydrauliksystem in allgemeiner Form zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die das Hydrauliksystem im Detail zeigt.
11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils des Hydrauliksystems.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Einzelteile mit den gleichen numerischen oder alphabetischen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die gleichen Einzelteile weisen die gleichen Bezeichnungen und die gleichen Funktionen auf. Dementsprechend werden diese gleichen Einzelteile nicht mehrfach ausführlich beschrieben.
Die ursprüngliche Absicht besteht darin, diese Konstruktionen gemäß den Ausführungsformen, wenn erforderlich, in Kombination einzusetzen. Darüber hinaus werden in einigen Fällen einige der Einzelteile nicht eingesetzt.
Im Folgenden wird ein Arbeitsfahrzeug unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind des Weiteren die Begriffe „oben“, „unten“, „vorn“, „hinten“, „links“ und „rechts“ Begriffe, die in Bezug auf eine Bedienungsperson definiert sind, die auf einem Fahrersitz in dem Arbeitsfahrzeug sitzt.
Erste Ausführungsform
Gesamtaufbau
1 ist eine Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild eines Arbeitsfahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform darstellt. In dem vorliegenden Beispiel repräsentiert, wie in 1 dargestellt, in der Beschreibung vorwiegend ein Hydraulikbagger das Arbeitsfahrzeug 100.
Arbeitsfahrzeug 100 enthält als Hauptbestandteile ein Fahr-Element 101, ein Dreh-Element 103 sowie eine Arbeitsausrüstung 104. Ein Hauptkörper des Arbeitsfahrzeugs besteht aus Fahr-Element 101 und Dreh-Element 103. Fahr-Element101 enthält ein aus einer linken und einer rechten Raupenkette bestehendes Paar. Dreh-Element 103 ist über einen Drehmechanismus drehbar an einem oberen Abschnitt von Fahr-Element 101 installiert.
Arbeitsausrüstung 104 ist an Dreh-Element 103 schwenkbar so gelagert, dass Arbeitsausrüstung 104 in der Aufwärts- sowie der Abwärts-Richtung arbeiten kann, und so führt Arbeitsausrüstung 104 Arbeitsvorgänge, wie beispielsweise Aushub von Kies, durch. Arbeitsausrüstung 104 enthält einen Ausleger 105, einen Stiel 106 und einen Löffel 107. Ausleger 105 hat einen Fußabschnitt, der beweglich mit Dreh-Element 103 gekoppelt ist. Stiel 106 ist beweglich mit dem vorderen Ende von Ausleger 105 gekoppelt. Löffel 107 ist beweglich mit dem vorderen Ende von Stiel 106 gekoppelt. Dreh-Element 103 schließt eine Fahrerkabine 108 und dergleichen ein.
Hydrauliksystem
2 ist eine schematische Darstellung, die ein in Fahrzeug 100 integriertes Hydrauliksystem 109 zeigt.
Hydrauliksystem 109 enthält, wie in 2 dargestellt, eine erste Hydraulikpumpe 2, eine zweite Hydraulikpumpe 3, Abgabe-Hydrauliköl-Kanäle 10 und 11 sowie einen Verbindungs-Kanal 12. Hydrauliksystem 109 enthält des Weiteren ein Haupt-Betätigungsventil 51 für den Ausleger, ein Haupt-Betätigungsventil 52 für die linke Raupenkette an Fahr-Element 101, ein Haupt-Betätigungsventil 5 für den Löffel, ein Haupt-Betätigungsventil 53 für den Ausleger Hi (High), ein Haupt-Betätigungsventil 61 für Drehungen, ein Haupt-Betätigungsventil 62 für die rechte Raupenkette an Fahr-Element 101, ein Haupt-Betätigungsventil 8 für den Stiel, Überdruck-Ventile 54 und 63, Entlastungs-Ventile 55 und 64 sowie ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13.
Die erste Hydraulikpumpe 2 ist an ihrem Abgabe-Anschluss über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 mit Einlassseiten-Anschlüssen der Haupt-Betätigungsventile 5 sowie 51 bis 53 verbunden. Die erste Hydraulikpumpe 2 gibt ein Hydrauliköl an Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 ab.
Die zweite Hydraulikpumpe 3 ist an ihrem Abgabe-Anschluss über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 mit Einlassseiten-Anschlüssen der Haupt-Betätigungsventile 8, 61 und 62 verbunden. Die zweite Hydraulikpumpe 3 gibt das Hydrauliköl an Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 ab.
Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 sind über Verbindungs-Kanal 12 miteinander verbunden. Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 befindet sich in der Mitte von Verbindungs-Kanal 12.
Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 wird zwischen einer Zusammenführungs-Position, in der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal miteinander in Verbindung gebracht werden, und einer Trenn-Position umgestellt, in der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 voneinander getrennt sind. Des Weiteren wird im Folgenden der Zustand, in dem Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Zusammenführungs-Position einnimmt, so dass Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 miteinander in Verbindung stehen, auch als ein „Zusammenführungs-Zustand“ bezeichnet. Des Weiteren wird der Zustand, in dem Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Trenn-Position einnimmt, so dass Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 voneinander getrennt sind, auch als ein „Trenn-Zustand“ bezeichnet.
Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 wird so gesteuert, dass es bei Arbeitsvorgängen mit geringer Last die Trenn-Position einnimmt. Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 wird so gesteuert, dass es, außer wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, bei Arbeitsvorgängen mit hoher Last die Zusammenführungs-Position einnimmt. Beispielsweise wird Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 bei Hub-Drehungen (hoisting revolutions) so gesteuert, dass es die Zusammenführungs-Position einnimmt. Die „vorgegebene Bedingung“ wird weiter unten erläutert.
Haupt-Betätigungsventil 53 für den Ausleger Hi leitet das Hydrauliköl zu einem nicht dargestellten Auslegerzylinder, wenn ein Bedienhebel zum Betätigen des Auslegers maximal betätigt worden ist. So wird das Hydrauliköl dem Auslegerzylinder über Haupt-Betätigungsventil 51 für den Ausleger und Haupt-Betätigungsventil 53 für den Ausleger Hi zugeführt und damit Ausleger 105 gesteuert.
Die Überdruck-Ventile 54 und 63 sind Sicherheitsventile, mit denen der Hydraulikdruck so gesteuert wird, dass verhindert wird, dass der Hydraulikdruck so ansteigt, dass er auf oder über einem Einstelldruck liegt. Die Entlastungs-Ventile 55 und 64 sind Ventile, die die Hydraulikpumpen veranlassen, Vorgänge ohne Last (Entlastung) durchzuführen, wenn der Hydraulikdruck einen festgelegten Druck erreicht hat.
Im Folgenden wird, um die Beschreibung zu vereinfachen, das Hydrauliksystem, das Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 sowie die Haupt-Betätigungsventile 5 und 51 bis 53 enthält, auch als ein „erstes Hydrauliksystem 95“ bezeichnet. Des Weiteren wird das Hydrauliksystem, das Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 sowie die Haupt-Betätigungsventile 8, 61 und 62 enthält, auch als ein „zweites Hydrauliksystem 96“ bezeichnet.
3 ist eine schematische Darstellung, die Hydrauliksystem 109 im Detail zeigt. Des Weiteren sind in 3 von mehreren in 2 dargestellten Haupt-Betätigungsventilen 5, 8, 51 bis 53, 61 und 62 Haupt-Betätigungsventil 5 für den Löffel sowie Haupt-Betätigungsventil 8 für den Stiel dargestellt, um den Fokus auf kombinierte Betätigungsvorgänge zum gleichzeitigen Betätigen von Stiel 106 und Löffel 107 beim Durchführen von Aushubvorgängen zu lenken.
Hydrauliksystem 109 enthält, wie in 3 dargestellt, neben den in 2 dargestellten Elementen des Weiteren einen Motor 1, eine Steuerungseinrichtung 14, Servo-Mechanismen 25 und 26, Druck-Sensoren 27 und 28, Bedienhebel 29 und 30, Sensoren 31 und 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung, Druckausgleichventile 6 und 9, einen Löffelzylinder 4, einen Stielzylinder 7, ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21, Wechselventile 15, 18 und 22, Hydrauliköl-Kanäle 16, 19, 23 und 24 zum Einleiten von Last-Druck sowie Hydrauliköl-Kanäle 17 und 20 zum Einleiten von Halte-Druck.
Löffelzylinder 4 ist dabei ein Beispiel für ein „erstes Betätigungselement“. Des Weiteren ist Stielzylinder 7 ein Beispiel für ein „zweites Betätigungselement“. Löffel 107 ist ein Beispiel für eine „erste Last“, die von dem ersten Betätigungselement angetrieben wird. Stiel 106 ist ein Beispiel für eine „zweite Last“, die von dem zweiten Betätigungselement angetrieben wird.
Die erste Hydraulikpumpe 2 enthält eine Taumelscheibe 2a. Die zweite Hydraulikpumpe 3 enthält eine Taumelscheibe 3a.
Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 enthält einen Elektromagneten 13a. Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 enthält einen Elektromagneten 21a.
Druckausgleichventil 6 enthält einen Druckaufnahme-Abschnitt 6a, dem ein Halte-Druck in Löffelzylinder 4 zugeführt wird, einen Druckaufnahme-Abschnitt 6b, dem ein Vorsteuer-Druck an der Auslassanschluss-Seite von Wechselventil 15 zugeführt wird, sowie eine Feder 6c, die sich an der gleichen Seite befindet wie Druckaufnahme-Abschnitt 6a.
Druckausgleichventil 9 enthält einen Druckaufnahme-Abschnitt 9a, dem ein Halte-Druck in Stielzylinder 7 zugeführt wird, einen Druckaufnahme-Abschnitt 9b, dem ein Vorsteuer-Druck an der Auslassanschluss-Seite von Wechselventil 18 zugeführt wird, sowie eine Feder 9c, die sich an der gleichen Seite befindet wie Druckaufnahme-Abschnitt 9a.
Im Folgenden werden Verbindungszustände und Funktionsvorgänge der jeweiligen Elemente beschrieben. Löffelzylinder 4 ist ein Betätigungselement zum Antreiben von Löffel 107. Löffelzylinder 4 wird von der ersten Hydraulikpumpe 2 angetrieben. Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Zusammenführungs-Position einnimmt, wird Löffelzylinder 4 von der ersten Hydraulikpumpe 2 und der zweiten Hydraulikpumpe 3 angetrieben.
Stielzylinder 7 ist ein Betätigungselement zum Antreiben von Stiel 106. Stielzylinder 7 wird von der zweiten Hydraulikpumpe 3 angetrieben. Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Zusammenführungs-Position einnimmt, wird Stielzylinder 7 von der ersten Hydraulikpumpe 2 und der zweiten Hydraulikpumpe 3 angetrieben.
Die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 werden von Motor 1 angetrieben.
Taumelscheibe 2a in der ersten Hydraulikpumpe 2 wird von Servo-Mechanismus 25 angetrieben. Servo-Mechanismus 25 bewegt Taumelscheibe 2a entsprechend einem Steuerungs-Signal von Steuerungseinrichtung 14 an eine Neigungsposition. Aufgrund der Änderung der Neigungsposition von Taumelscheibe 2a wird die Fördermenge der ersten Hydraulikpumpe 2 geändert. Dadurch ändert sich die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls.
Taumelscheibe 3a in der zweiten Hydraulikpumpe 3 wird von Servo-Mechanismus 26 angetrieben. Servo-Mechanismus 26 ist so eingerichtet, dass er Taumelscheibe 3a entsprechend einem Steuerungs-Signal von Steuerungseinrichtung 14 an eine Neigungsposition bewegt. Aufgrund der Änderung der Neigungsposition von Taumelscheibe 3a wird die Fördermenge der zweiten Hydraulikpumpe 3 geändert. Dadurch ändert sich die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls.
Haupt-Betätigungsventil 5 ist an seinem Auslassanschluss mit einem Einlassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 verbunden. Druckausgleichventil 6 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Löffelzylinder 4 verbunden. Das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl wird Haupt-Betätigungsventil 5 über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 zugeführt. Das durch Haupt-Betätigungsventil 5 geleitete Hydrauliköl wird Löffelzylinder 4 über Druckausgleichventil 6 zugeführt.
Haupt-Betätigungsventil 8 ist an seinem Auslassanschluss mit einem Einlassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 9 verbunden. Druckausgleichventil 9 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Stielzylinder 7 verbunden. Das von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebene Hydrauliköl wird Haupt-Betätigungsventil 8 über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 zugeführt. Das durch Haupt-Betätigungsventil 8 geleitete Hydrauliköl wird Stielzylinder 7 über Druckausgleichventil 9 zugeführt.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Zusammenführungs-Position einnimmt, wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl Löffelzylinder 4 und Stielzylinder 7 zugeführt, und auch das von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebene Hydrauliköl wird Löffelzylinder 4 und Stielzylinder 7 zugeführt.
Haupt-Betätigungsventil 5 wird über Bedienhebel 29 betätigt, der sich an der rechten Seite von Führerhaus 108 befindet. Wenn eine Bedienungsperson Bedienhebel 29 betätigt, werden Richtung und Förderstrom des Löffelzylinders 4 von Haupt-Betätigungsventil 5 zugeführten Hydrauliköls geändert. So wird Löffel 107 in einer Richtung, die dieser Betätigung entspricht, und mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die dieser Betätigung entspricht.
Haupt-Betätigungsventil 8 wird über Bedienhebel 30 betätigt, der sich an der linken Seite von Führerhaus 108 befindet. Wenn die Bedienungsperson Bedienhebel 30 betätigt, werden Richtung und Förderstrom des Stielzylinders 7 von Haupt-Betätigungsventil 8 zugeführten Hydrauliköls geändert. So wird Stiel 106 in einer Richtung, die dieser Betätigung entspricht, und mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die dieser Betätigung entspricht.
Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 kann auf gleiche Weise wie Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 eine Zusammenführungs-Position oder eine Trenn-Position einnehmen. Wenn es die Zusammenführungs-Position einnimmt, stehen Hydrauliköl-Kanal 16 zum Einleiten von Last-Druck und Hydrauliköl-Kanal 19 zum Einleiten von Last-Druck miteinander in Verbindung, und weiterhin strömt das Hydrauliköl über Hydrauliköl-Kanal 24 zum Einleiten von Last-Druck in Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 22 ein. Wenn es die Trenn-Position einnimmt, sind Hydrauliköl-Kanal 16 zum Einleiten von Last-Druck und Hydrauliköl-Kanal 19 zum Einleiten von Last-Druck voneinander getrennt, und weiterhin strömt das Hydrauliköl nicht über Hydrauliköl-Kanal 24 zum Einleiten von Last-Druck in Wechselventil 22 ein.
Druck-Sensor 27 erfasst den Druck des Hydrauliköls, das durch Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 strömt. Das Ergebnis der Erfassung durch Druck-Sensor 27 wird zu Steuerungseinrichtung 14 gesendet. Drucksensor 28 erfasst den Druck des Hydrauliköls, das durch Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 strömt. Das Ergebnis der Erfassung durch Druck-Sensor 28 wird zu Steuerungseinrichtung 14 gesendet.
Sensor 31 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung erfasst das Maß, um das Bedienhebel 29 betätigt worden ist. Das Ergebnis der Erfassung durch Sensor 31 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung wird zu Steuerungseinrichtung 14 gesendet. Sensor 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung erfasst das Maß, um das Bedienhebel 30 betätigt worden ist. Das Ergebnis der Erfassung durch Sensor 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung wird zu Steuerungseinrichtung 14 gesendet.
Druckausgleich durch die Druckausgleichventile 6 und 9
Jedes Druckausgleichventil 6, 9 kann die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 oder 9 durch Bewegen eines Steuerkolbens im Inneren einer Buchse ändern.
Druckausgleichventil 6 gleicht die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 (im Folgenden als die „Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5“ bezeichnet) so aus, dass sie konstant ist. Druckausgleichventil 9 gleicht die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 (im Folgenden als die „Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8“ bezeichnet) so aus, dass sie konstant ist.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen, führen die Druckausgleichventile 6 und 9 die Im Folgenden beschriebenen Funktionsvorgänge durch.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8, bewegt Druckausgleichventil 6 den Steuerkolben in einer Richtung, in der die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 erhöht wird, um zu bewirken, dass die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 (im Folgenden auch als eine „scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5“ bezeichnet) der Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 gleich ist.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, bewegt Druckausgleichventil 9 den Steuerkolben in einer Richtung, in der die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 9 erhöht wird, um zu bewirken, dass die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 9 (im Folgenden auch als eine „scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8“ bezeichnet) der Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 gleich ist.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen, führen, wie oben beschrieben, die Druckausgleichventile 6 und 9 Druckausgleich über das erste Hydrauliksystem 95 und das zweite Hydrauliksystem 96 durch. Das heißt, die Druckausgleichventile 6 und 9 führen Druckausgleich in Bezug auf alle Haupt-Betätigungsventile durch, die in dem ersten Hydrauliksystem 95 und dem zweiten Hydrauliksystem 96 enthalten sind.
Wenn sich hingegen Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 an der Trenn-Position befinden, führt Druckausgleichventil 6 den Vorgang, durch den die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 angeglichen wird, selbst dann nicht durch, wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8. Des Weiteren führt Druckausgleichventil 6 den Vorgang, durch den die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 angeglichen wird, selbst dann nicht durch, wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Trenn-Position einnehmen, führt Druckausgleichventil 6 Druckausgleich innerhalb des ersten Hydrauliksystems 95 durch. Druckausgleichventil 9 führt Druckausgleich innerhalb des zweiten Hydraulik-Systems 96 durch.
Im Folgenden wird anhand von Funktionsvorgängen der Wechselventile 15, 18 und 22 der Druckausgleich für den Fall beschrieben, dass Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen.
Wechselventil 22 ist an einem Einlassseiten-Anschluss desselben über Hydrauliköl-Kanal 23 zum Einleiten von Last-Druck mit dem Hydrauliköl-Kanal zwischen dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 und dem Einlassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 verbunden. Wechselventil 22 ist an seinem anderen Einlassseiten-Anschluss über Hydrauliköl-Kanal 24 zum Einleiten von Last-Druck sowie Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 mit dem Hydrauliköl-Kanal zwischen dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 und dem Einlassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 9 verbunden.
Wechselventil 22 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss über Hydrauliköl-Kanal 16 zum Einleiten von Last-Druck mit einem Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 15 verbunden. Des Weiteren ist Wechselventil 22 an seinem Auslassseiten-Anschluss über Hydrauliköl-Kanal 19 zum Einleiten von Last-Druck sowie Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 mit einem Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 18 verbunden.
Wechselventil 15 ist an seinem anderen Einlassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 6a an Druckausgleichventil 6 verbunden. Des Weiteren ist der andere Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 15 mit dem Hydrauliköl-Kanal zwischen dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 und Löffelzylinder 4 verbunden. Wechselventil 15 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 6b an Druckausgleichventil 6 verbunden.
Wechselventil 18 ist an seinem anderen Einlassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 9a an Druckausgleichventil 9 verbunden. Des Weiteren ist der andere Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 18 mit dem Hydrauliköl-Kanal zwischen dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 9 und Stielzylinder 7 verbunden. Wechselventil 18 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 9b an Druckausgleichventil 9 verbunden.
Wechselventil 22 erfasst von dem Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 und dem Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 einen höheren Hydraulikdruck (im Folgenden auch als ein „ersthöchster Last-Druck“ bezeichnet). Wechselventil 22 gibt den ersthöchsten Last-Druck an die Hydrauliköl-Kanäle 16 und 19 zum Einleiten von Last-Druck aus.
Wechselventil 15 erfasst von dem ersthöchsten Hydraulikdruck und dem Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 (dem Halte-Druck an Löffelzylinder 4) einen höheren Hydraulikdruck (im Folgenden auch als ein „zweithöchster Last-Druck“ bezeichnet). Wechselventil 15 gibt den zweithöchsten Lastdruck an Druckaufnahme-Abschnitt 6b aus.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger ist als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8, gibt Wechselventil 22 den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 an Hydrauliköl-Kanal 16 zum Einleiten von Last-Druck aus. Wechselventil 15 gibt den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 an Druckaufnahme-Abschnitt 6b aus. So gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 an.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 niedriger ist als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, gibt Wechselventil 22 den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 an Hydrauliköl-Kanal 19 zum Einleiten von Last-Druck aus. Wechselventil 18 gibt den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 an Druckaufnahme-Abschnitt 9b aus. So gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an.
Des Weiteren kann Druckausgleichventil 6 auch so in Haupt-Betätigungsventil 5 integriert sein, dass Haupt-Betätigungsventil 5 und Druckausgleichventil 6 eine integrale Einheit bilden können. Desgleichen kann Druckausgleichventil 9 auch so in Haupt-Betätigungsventil 8 integriert sein, dass Haupt-Betätigungsventil 8 und Druckausgleichventil 9 eine integrale Einheit bilden können.
Inhalt der Steuerung durch Steuerungseinrichtung 14
Steuerungseinrichtung 14 steuert die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls sowie die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls. Steuerungseinrichtung 14 steuert die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls, indem sie die Neigungsposition von Taumelscheibe 2a steuert. Steuerungseinrichtung 14 steuert die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, indem sie die Neigungsposition von Taumelscheibe 3a steuert.
Steuerungseinrichtung 14 steuert die Funktion von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 sowie die Funktion von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21. Steuerungseinrichtung 14 gibt ein Steuerungs-Signal an Elektromagnet 13a aus, um zu veranlassen, dass der Zustand von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 zwischen der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position wechselt, wie sie oben dargestellt sind. Steuerungseinrichtung 14 gibt ein Steuerungs-Signal an Elektromagnet 21a aus, um zu veranlassen, dass der Zustand von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 zwischen der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position wechselt, wie sie oben dargestellt sind.
Steuerungseinrichtung 14 steuert die Neigungsposition von Taumelscheibe 2a, die Neigungsposition von Taumelscheibe 3a, die Funktion von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und die Funktion von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 auf Basis des Ergebnisses der Erfassung durch Druck-Sensor 27, des Ergebnisses der Erfassung durch Druck-Sensor 28, des Ergebnisses der Erfassung durch Sensor 31 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung sowie des Ergebnisses der Erfassung durch Sensor 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung.
Steuerungseinrichtung 14 steuert, wie weiter unten beschrieben, die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wird.
Dabei sind Haupt-Betätigungsventil 5, Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10, Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11, Löffelzylinder 4, Stielzylinder 7, Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13, Druckausgleichventil 6, Druck-Sensor 27 und 28 sowie Steuerungseinrichtung 14 Beispiele für ein „erstes Haupt-Betätigungsventil“, einen „ersten Hydrauliköl-Kanal“, einen „zweiten Hydrauliköl-Kanal“, das „erste Betätigungselement“, das „zweite Betätigungselement“, ein „Trenn/Zusammenführungs-Ventil“, ein „erstes Druckausgleichventil“, einen „Sensor“ bzw. eine „Steuerungseinrichtung“.
Wechsel zwischen Trenn-Position und Zusammenführungs-Position
Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 wird, wie oben beschrieben, so gesteuert, dass es, außer wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, bei Arbeitsvorgängen mit hoher Last die Zusammenführungs-Position einnimmt. Die „vorgegebene Bedingung“ bezeichnet einen Zustand, in dem der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 oder der zweiten Hydraulikpumpe 3 bei Aushubvorgängen einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist, stellt, wie oben beschrieben, Arbeitsfahrzeug 100 Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position um. Im Folgenden wird die vorgegebene Bedingung ausführlich erläutert.
Im Weiteren wird als ein Beispiel davon ausgegangen, dass Steuerungseinrichtung 14 den Wert des Drucks des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls (auch als der „Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2“ bezeichnet) verwendet. Das heißt, es wird davon ausgegangen, dass die Steuerungseinrichtung 14 das Ergebnis der Erfassung durch Druck-Sensor 27 verwendet. Steuerungseinrichtung 14 kann anstelle des Wertes des Drucks des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls auch den Wert des Drucks des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls verwenden.
4 ist eine schematische Darstellung, die Logik zum Wechseln von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zeigt. Steuerungseinrichtung 14 stellt, wie in 4 dargestellt, fest, ob der Stiel-Aushub-PPC-Druck (der Vorsteuer-Druck) R1 kg/cm² oder mehr beträgt (Im Folgenden auch als eine „erste Bedingung“ bezeichnet), und auch, ob der Löffel-Aushub-PPC-Druck R2 kg/cm² oder mehr beträgt (Im Folgenden auch als eine „zweite Bedingung“ bezeichnet), um festzustellen, ob das Arbeitsfahrzeug einen Aushubvorgang durchführt. Des Weiteren sind R1 und R2 Schwellenwerte (konstante Werte).
Des Weiteren stellt, wenn der Stiel-Aushub-PPC-Druck R1 kg/cm² oder mehr beträgt und auch der Löffel-Aushub-PPC-Druck R2 kg/cm² oder mehr beträgt (wenn die erste Bedingung und die zweite Bedingung erfüllt sind), Steuerungseinrichtung 14 fest, ob der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 B kg/cm² oder mehr beträgt (Im Folgenden auch als eine „dritte Bedingung“ bezeichnet). Des Weiteren ist B ein Schwellenwert (konstanter Wert).
Wenn die erste Bedingung, die zweite Bedingung und die dritte Bedingung erfüllt sind, veranlasst Steuerungseinrichtung 14 Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu wechseln. Desgleichen veranlasst Steuerungseinrichtung 14, wenn die erste Bedingung, die zweite Bedingung und die dritte Bedingung erfüllt sind, Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu wechseln. Des Weiteren wird die angeführte Feststellung als gültig betrachtet, wenn sich das Arbeitsfahrzeug nicht dreht.
5 ist eine der Erläuterung dienende schematische Darstellung, anhand der Auslöser zum Wechseln zwischen der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position bei Aushubvorgängen beschrieben wird. Wenn die erste und die zweite Bedingung erfüllt sind, veranlasst, wie in 5 dargestellt, die Steuerungseinrichtung 14, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 B kg/cm² erreicht oder übersteigt, dass der Zustand der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position zu der Trenn-Position wechselt.
Anschließend veranlasst Steuerungseinrichtung 14, wenn die erste und die zweite Bedingung erfüllt sind und der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 A (<B) kg/cm² erreicht oder unterschreitet, dass der Zustand der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Trenn-Position zu der Zusammenführungs-Position wechselt. Des Weiteren ist A ein Schwellenwert (konstanter Wert).
Der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 ist, wie oben beschrieben, so eingestellt, dass er beim Wechseln von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position höher ist als der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 beim erneuten Wechseln von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position. Der Grund dafür wird weiter unten beschrieben.
Des Weiteren sind die Werte „B kg/cm²“ und „A kg/cm²“ des Pumpdrucks Beispiele für einen „ersten vorgegebenen Wert“ bzw. einen „dritten vorgegebenen Wert“.
Ändern des Förderstrom-Verhältnisses
Steuerungseinrichtung 14 steuert die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls genauso groß ist wie die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, wenn die Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen.
Wenn die Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt werden, steuert, da die oben aufgeführten drei Bedingungen erfüllt sind, Steuerungseinrichtung 14 die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 verschiebt die Drehmoment-Verteilung an der Trenn-Position von einem ausgeglichenen Zustand zu einem Zustand, in dem durch die Löffel-Seite stärkeres Drehmoment absorbiert wird als durch die Stiel-Seite. Im Folgenden wird diese Steuerung ausführlich beschrieben.
6 ist eine schematische Darstellung, die das Verhältnis der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zeigt. Die Kurve in 6 kommt zum Einsatz, wenn die Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt worden sind, da die in 4 dargestellte Logik zum Wechseln erfüllt ist.
Des Weiteren stellt die Kurve in 6 das Verhältnis des Förderstroms des der Stiel-Seite zugeführten Hydrauliköls zu dem Förderstrom des der Löffel-Seite zugeführten Hydrauliköls dar. Das heißt, da sich Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 in dem Zustand befindet, in dem es die Trenn-Position einnimmt, stellt die Kurve in 6 das Verhältnis des Förderstroms des dem ersten Hydrauliksystem 95 zugeführten Hydrauliköls zu dem Förderstrom des dem zweiten Hydrauliksystem 96 zugeführten Hydrauliköls dar. Des Weiteren wird dieses Verhältnis im Folgenden auch als ein „Förderstrom-Verhältnis R“ bezeichnet.
Die Kurve in 6 zeigt den Förderstrom an der Stiel-Seite, wobei davon ausgegangen wird, dass der Förderstrom an der Löffel-Seite „1“ ist. Wie unter Bezugnahme auf diese Kurve zu sehen ist, ist Förderstrom-Verhältnis R kleiner als 1, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 in dem Bereich von Q1 (2P<Q1<3P) kg/cm² bis 8P kg/cm² liegt. Innerhalb dieses Bereiches ist die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls. Dabei ist P ein konstanter Wert.
Bei Aushubvorgängen findet der Wechsel von der Zusammenführungs-Position zu der Trenn-Position statt, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 genauso hoch ist wie oder höher als B (=5P) kg/cm². Des Weiteren findet der erneute Wechsel von der Trenn-Position zu der Zusammenführungs-Position statt, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 genauso hoch ist wie oder niedriger als A (=4P) kg/cm². Daher verwendet Steuerungseinrichtung 14 in der Kurve in 6 Förderstrom-Verhältnis R in dem Bereich, in dem der Pumpdruck auf oder über 4P kg/cm² liegt.
Steuerungseinrichtung 14 steuert, wie durch das Förderstrom-Verhältnis R in dem oben erwähnten Bereich angedeutet, die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, bis die Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position umgestellt werden, nachdem der Zustand der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von den Zusammenführungs-Positionen an die Trenn-Positionen umgestellt worden ist.
Bei einem Aushubvorgang hingegen wird Löffel 107 während der zweiten Hälfte des Vorgangs gedreht, und daher ist die Last an Löffel 107 während der zweiten Hälfte des Vorgangs häufig größer. Um dem entgegenzuwirken, kann die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 verhindert werden, wenn dem Löffelzylinder 4 von der ersten Hydraulikpumpe 2 eine Menge an Hydrauliköl zugeführt wird, die größer ist als die Menge des Stielzylinders 7 von der zweiten Hydraulikpumpe 3 zugeführten Hydrauliköls. Dementsprechend ist es mit Arbeitsfahrzeug 100 möglich, Aushubvorgänge mit höherer Effizienz durchzuführen.
Nach dem Wechsel der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position reduziert Steuerungseinrichtung 14 Förderstrom-Verhältnis R allmählich, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch Druck-Sensor 27 zunimmt. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 reduziert, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch Druck-Sensor 27 zunimmt, Förderstrom-Verhältnis R allmählich, wenn das Ergebnis von Erfassung durch Druck-Sensor 27 in dem Bereich von 5P (=B) kg/cm² bis Q2 kg/cm² (5P<Q2<6P) liegt. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 erhöht das Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls.
Bei Aushubvorgängen steigt, wenn die Last an Löffel 107 zunimmt, der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2. Um dem entgegenzuwirken, kann, indem Förderstrom-Verhältnis R reduziert wird, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch Druck-Sensor 27 zunimmt, die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 verhindert werden, selbst wenn die Last an Löffel 107 allmählich zunimmt.
Dabei ist der Wert „Q1 kg/cm²“ des Pumpdrucks ein Beispiel für den „zweiten vorgegebenen Wert“.
Funktionaler Aufbau
7 ist ein Blockdiagramm, das den funktionalen Aufbau von Hydrauliksystem 109 darstellt.
Hydrauliksystem 109 enthält, wie in 7 dargestellt, Steuerungseinrichtung 14, Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21, Drucksensoren 27 und 28, Sensoren 31 und 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung, Servo-Mechanismen 25 und 26 sowie Taumelscheiben 2a und 3a.
Steuerungseinrichtung 14 enthält einen Feststellungs-Abschnitt 141, einen Abschnitt 142 zur Steuerung der Trenn/Zusammenführungs-Ventile, einen Abschnitt 143 zur Steuerung der Taumelscheiben sowie einen Speicher-Abschnitt 144. Der Speicher-Abschnitt 144 speichert Schwellenwert-Informationen 1441 sowie Daten-Tabelle 1442.
Die Schwellenwert-Informationen 1441 schließen den Schwellenwert „R1 kg/cm²“ für den Stiel-Aushub-PPC-Druck, den Schwellenwert „R2 kg/cm²“ für den Löffel-Aushub-PPC-Druck sowie den Schwellenwert „B kg/cm²“ für den Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2, die in Zusammenhang mit der Logik zum Wechseln in 4 beschrieben worden sind. Des Weiteren ist als Schwellenwert-Information 1441 der Schwellenwert „A kg/cm²“ für den Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 gespeichert, der zum Wechseln von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position verwendet wird.
Daten-Tabelle 1442 besteht aus Daten, die die Kurve in 6 bilden. In der Daten-Tabelle sind Pumpdrücke sowie Förderstrom-Verhältnisse R miteinander verknüpft gespeichert.
Feststellungs-Abschnitt 141 stellt auf Basis der Ergebnisse von Erfassung durch die Druck-Sensoren 27 und 28, der Ergebnisse von Erfassung durch die Sensoren 31 und 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung sowie der Schwellenwert-Informationen 1441 fest, ob die in 4 dargestellte Logik zum Wechseln erfüllt ist. Wenn Feststellungs-Abschnitt 141 feststellt, dass die Logik zum Wechseln erfüllt ist (wenn er feststellt, dass Wechseln von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position durchgeführt werden sollte), sendet Feststellungs-Abschnitt 141 Befehle an Abschnitt 142 zur Steuerung der Trenn/Zusammenführungs-Ventile sowie Abschnitt 143 zur Steuerung der Taumelscheiben.
Beim Empfangen des Befehls von Feststellungs-Abschnitt 141 führt Abschnitt 142 zur Steuerung der Trenn/Zusammenführungs-Ventile Wechsel der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position durch.
Abschnitt 143 zur Steuerung der Taumelscheiben veranlasst unter Bezugnahme auf Daten-Tabelle 1442 Servo-Mechanismus 25, die Neigungsposition von Taumelscheibe 2a zu steuern, und veranlasst des Weiteren Servo-Mechanismus 26 die Neigungsposition von Taumelscheibe 3a zu steuern, so dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls.
Steuerungs-Struktur
8 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf von Verarbeitung für Hydrauliksteuerung in Hydrauliksystem 109 darstellt.
In Schritt S2 stellt, wie in 8 dargestellt, Steuerungseinrichtung 14 fest, ob das Arbeitsfahrzeug Hub-Drehung durchführt. Wenn festgestellt wird, dass das Arbeitsfahrzeug keine Hub-Drehung durchführt (NEIN in Schritt S2), stellt Steuerungseinrichtung 14 in Schritt S4 fest, ob Bedienhebel 29 betätigt worden ist. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 stellt fest, ob der Löffel-Aushub-PPC-Druck R2/cm² erreicht oder überschritten hat. Wenn festgestellt wird, dass das Arbeitsfahrzeug Hub-Drehung durchführt (JA in Schritt S2), geht die Verarbeitung zu Schritt S16 über.
Wenn festgestellt wird, dass Bedienhebel 29 nicht betätigt worden ist (NEIN in Schritt S4), führt Steuerungseinrichtung 14 die Verarbeitung zu Schritt S16 weiter. Wenn festgestellt wird, dass Bedienhebel 29 betätigt worden ist (JA in Schritt S4), stellt Steuerungseinrichtung 14 in Schritt S6 fest, ob Bedienhebel 30 betätigt worden ist. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 stellt fest, ob der Stiel-Aushub-PPC-Druck R1 kg/cm² erreicht oder überschritten hat.
Wenn festgestellt wird, dass Bedienhebel 30 nicht betätigt worden ist (NEIN in Schritt S8), führt Steuerungseinrichtung 14 die Verarbeitung zu Schritt S16 weiter. Wenn festgestellt wird, dass Bedienhebel 30 betätigt worden ist (JA in Schritt S8), trennt Steuerungseinrichtung 14 in Schritt S10 Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 über Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 voneinander. Das heißt, Steuerungseinrichtung 14 veranlasst die Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21, von der Zusammenführungs-Position zu der Trenn-Position zu wechseln.
In Schritt S12 steuert Steuerungseinrichtung 14 die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls. In Schritt S14 stellt Steuerungseinrichtung 14 fest, ob der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 A (= 4P) kg/cm² erreicht oder unterschritten hat.
Wenn festgestellt wird, dass der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 A kg/cm² erreicht oder unterschritten hat (JA in Schritt S14), geht die Verarbeitung zu Schritt S16 über. Wenn festgestellt wird, dass der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 A kg/cm² nicht erreicht oder unterschritten hat (NEIN in Schritt S14), führt Steuerungseinrichtung 14 die Verarbeitung zu Schritt S12 weiter.
In Schritt S16 steuert Steuerungseinrichtung 14 die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls genauso groß ist wie die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls.
Zusammenfassung
Der Aufbau von Arbeitsfahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowie die mit diesem Aufbau erbrachten Vorteile werden im Folgenden zusammengefasst.
1) Arbeitsfahrzeug 100 enthält Löffel 107, Stiel 106, die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3, die jeweils das Hydrauliköl abgeben, Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10, durch den das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl zum Antreiben von Löffel 107 strömt, Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11, durch den das von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebene Öl zum Antreiben von Stiel 106 strömt, Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13, mit dem zwischen der Zusammenführungs-Position, in der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 miteinander in Verbindung gebracht werden, und der Trenn-Position gewechselt wird, in der Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 voneinander getrennt sind, sowie Steuerungseinrichtung 14, mit der die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls, die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls sowie die Funktion des Trenn/Zusammenführungs-Ventils 13 gesteuert werden. Wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe 3 bei Aushubvorgängen B (=5P) kg/cm² erreicht oder überschreitet, veranlasst Steuerungseinrichtung 14 Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position zu der Trenn-Position zu wechseln. Nach dem Wechsel von Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position steuert Steuerungseinrichtung 14 die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls.
Mit dieser Konstruktion werden, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe bei Aushubvorgängen B kg/cm² erreicht oder überschreitet, Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 in den Zustand versetzt, in dem sie voneinander getrennt sind. Des Weiteren ist, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 auf oder über B kg/cm² liegt, die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls. Daher ist die Menge des der Seite von Löffel 107 zugeführten Öls größer als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls. Damit kann die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 verhindert werden. Damit ist es möglich, gegenüber Konstruktionen, die so eingerichtet sind, dass die Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls genauso groß ist wie die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls, Aushubvorgänge effizient durchzuführen.
2) Steuerungseinrichtung 14 steuert die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe 3 auf oder über Q1 kg/cm² liegt, der kleiner ist als B (=5P) kg/cm². Mit dieser Konstruktion ist es, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe 3 auf oder über Q1 kg/cm² liegt, der kleiner ist als B (=5P) kg/cm², möglich, die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 zu verhindern.
3) Arbeitsfahrzeug 100 enthält des Weiteren Druck-Sensor 27 zum Erfassen des Pumpdrucks der ersten Hydraulikpumpe 2. Steuerungseinrichtung 14 reduziert allmählich das Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch Druck-Sensor 27 zunimmt.
Mit dieser Konstruktion wird der Pumpdruck erhöht, wenn die Last an der Löffel-Seite zunimmt. Daher ist es, indem das Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls (der Kehrwert von Förderstrom-Verhältnis R) allmählich erhöht wird, wenn der Wert des Ergebnisses von Erfassung durch Druck-Sensor 27 zunimmt, möglich, die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 zu verhindern, selbst wenn die Last an der Löffel-Seite allmählich zunimmt.
4) Steuerungseinrichtung 14 veranlasst das Trenn/Zusammenführungs-Ventil, von der Trenn-Position zu der Zusammenführungs-Position zu wechseln, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe 2 oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe 3 auf oder unter A kg/cm² abnimmt, nachdem das Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Mit dieser Konstruktion muss nach Rückkehr von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position um das erneute Wechseln von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu bewirken, der Pumpdruck um die Differenz zwischen B und A ((B-A) kg/cm²) erhöht werden. Daher ist es nach Rückkehr von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position möglich, unmittelbares Zurückkehren an die Trenn-Position zu verhindern. Wenn die Hysterese wie oben beschrieben festgelegt wird, kann sogenanntes klappern beim Wechseln vermieden werden.
5) Steuerungseinrichtung 14 steuert die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, bis der Zustand von Trenn/Zusammenführungs-Ventil13 von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position umgestellt wird, nachdem Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Mit dieser Konstruktion wird es, wenn Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 und Abgabe-Hydraulik-Kanal 11 voneinander getrennt sind (während des Trenn-Zustandes), ermöglicht, dass die Menge des der Löffel-Seite zugeführten Öls größer ist als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls. Das heißt, unmittelbar vor dem Wechseln an die Zusammenführungs-Position (unmittelbar bevor das Hydrauliksystem in den Zusammenführungs-Zustand versetzt wird), wird es ermöglicht, dass die Mängel des der Löffel-Seite zugeführten Öls größer ist als die Menge des der Stiel-Seite zugeführten Öls.
Abwandlung
Hydrauliksystem 109 ist unter Verwendung der Konstruktion eines sogenannten Closed-Center-Load-Sensing-Systems (CLSS) als Beispiel beschrieben worden, jedoch ist Hydrauliksystem 109 nicht darauf beschränkt. Die Konstruktion, die eingesetzt wird, um die erste Hydraulikpumpe 2 und die zweite Hydraulikpumpe 3 so zu steuern, dass in dem Zustand, in dem die zwei Hydrauliksysteme voneinander getrennt sind, die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, kann auch bei sogenannten Open-Center-Load-Sensing-Systemen (OLSS) eingesetzt werden.
Zweite Ausführungsform
In der vorliegenden Ausführungsform setzt eine Steuerungseinrichtung 14 gleichfalls Logik zum Wechseln (4), die der der ersten Ausführungsform gleicht, sowie einen Auslöser zum Wechseln zwischen einer Zusammenführungs-Position und einer Trenn-Position (5) ein. Des Weiteren führt Steuerungseinrichtung 14 Verarbeitung zum Ändern eines Förderstrom-Verhältnisses (6) auf Basis der Logik zum Wechseln und des Auslösers aus. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf Konstruktionen, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden, und die Konstruktionen, die denen der ersten Ausführungsform gleichen, werden nicht erneut beschrieben.
Hydrauliksystem
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Hydrauliksystem 109A gemäß der vorliegenden Ausführungsform in allgemeiner Form zeigt.
Hydrauliksystem 109A enthält, wie in 9 dargestellt, eine erste Hydraulikpumpe 2, eine zweite Hydraulikpumpe 3, Abgabe-Hydrauliköl-Kanäle 10 und 11 sowie einen Verbindungs-Kanal 12. Hydrauliksystem 109 enthält des Weiteren ein Haupt-Betätigungsventil 51 für einen Ausleger, ein Haupt-Betätigungsventil 52 für eine linke Raupenkette an Fahr-Element 101, ein Haupt-Betätigungsventil 5 für einen Löffel, ein Haupt-Betätigungsventil 82 für einen Stiel Hi, ein Haupt-Betätigungsventil 53 für den Ausleger Hi (High), ein Haupt-Betätigungsventil 61 für Drehungen, ein Haupt-Betätigungsventil 62 für eine rechte Raupenkette an Fahr-Element 101, ein Haupt-Betätigungsventil 8 für den Stiel, Überdruck-Ventile 54 und 63, Entlastungs-Ventile 55 und 64 sowie ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13.
Hydrauliksystem 109A gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich, wie oben beschrieben, von Hydrauliksystem 109 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass es Haupt-Betätigungsventil 82 für den Stiel Hi enthält.
Haupt-Betätigungsventil 53 für den Stiel Hi leitet ein Hydrauliköl zu einem Stielzylinder 7, wenn ein Bedienhebel 30 zum Betätigen des Stiels maximal betätigt worden ist. So wird das Hydrauliköl Stielzylinder 7 über Haupt-Betätigungsventil 8 für den Stiel und Haupt-Betätigungsventil 82 für den Stiel Hi zugeführt und damit Stiel 106 angetrieben.
Im Folgenden wird, um die Beschreibung zu vereinfachen, das Hydrauliksystem, das Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 sowie die Haupt-Betätigungsventile 5, 51 bis 53 und 82 enthält, auch als ein „erstes Hydrauliksystem 95A“ bezeichnet. Des Weiteren wird das Hydrauliksystem, das Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 11 sowie Haupt-Betätigungsventile 8, 61 und 62 enthält, auch als ein „zweites Hydrauliksystem 96“ bezeichnet.
10 ist eine schematische Darstellung, die Hydrauliksystem 109A im Detail zeigt. Des Weiteren sind in 10 von mehreren in 8 dargestellten Haupt-Betätigungsventilen 5, 8, 51 bis 53, 61 und 82 Haupt-Betätigungsventil 5 für den Löffel, Haupt-Betätigungsventil 8 für den Stiel sowie Haupt-Betätigungsventil 82 für den Stiel Hi dargestellt, um Konzentration auf kombinierte Betätigungsvorgänge zum gleichzeitigen Betätigen von Stiel 106 und Löffel 107 beim Durchführen von Aushubvorgängen zu ermöglichen.
Hydrauliksystem 109A enthält, wie in 10 dargestellt, neben den in 9 dargestellten Elementen des Weiteren einen Motor 1, eine Steuerungseinrichtung 14, Servo-Mechanismen 25 und 26, Druck-Sensoren 27 und 28, Bedienhebel 29 und 30, Sensoren 31 und 32 zur Erfassung eines Maßes der Betätigung, Druckausgleichventile 6, 9 und 83, einen Löffelzylinder 4, einen Stielzylinder 7, ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21, Wechselventile 15, 18, 22 und 84, Hydrauliköl-Kanäle 16, 19, 23 und 24 zum Einleiten von Last-Druck sowie Hydrauliköl-Kanäle 17 und 20 zum Einleiten von Halte-Druck.
Hydrauliksystem 109A unterscheidet sich von Hydrauliksystem 109 (siehe 3) der ersten Ausführungsform dadurch, dass es Haupt-Betätigungsventil 82, Druckausgleichventil 83 sowie Wechselventil 84 enthält, die dieses nicht enthält.
Haupt-Betätigungsventil 82 ist an seinem Einlassseiten-Anschluss über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 mit der ersten Hydraulikpumpe 2 verbunden. Haupt-Betätigungsventil 82 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit einem Einlassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 verbunden. Druckausgleichventil 83 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Stielzylinder 7 verbunden. Das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl wird den Haupt-Betätigungsventilen 5 und 82 über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 zugeführt. Das durch Haupt-Betätigungsventil 82 geleitete Hydrauliköl wird Stielzylinder 7 über Druckausgleichventil 83 zugeführt.
Haupt-Betätigungsventil 82 wird wie Haupt-Betätigungsventil 8 über Bedienhebel 30 betätigt. Wenn Bedienhebel 30 maximal betätigt worden ist, wird das Hydrauliköl von Haupt-Betätigungsventil 82 Stielzylinder 7 zugeführt.
Druckausgleichventil 83 enthält einen Druckaufnahme-Abschnitt 83a, dem ein Halte-Druck in Stielzylinder 7 zugeführt wird, einen Druckaufnahme-Abschnitt 83b, dem ein Vorsteuer-Druck an der Auslassanschluss-Seite von Wechselventil 84 zugeführt wird, sowie eine Feder 83c, die sich an der gleichen Seite befindet wie Druckaufnahme-Abschnitt 83a.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Zusammenführungs-Position einnimmt, wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl Löffelzylinder 4 und Stielzylinder 7 zugeführt, und auch das von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebene Hydrauliköl wird Löffelzylinder 4 und Stielzylinder 7 zugeführt.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 die Trenn-Position einnimmt, wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl Löffelzylinder 4 zugeführt, und weiterhin wird das von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebene Hydrauliköl Stielzylinder 7 zugeführt.
Wenn Bedienhebel 30 an der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position maximal betätigt worden ist, wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl Stielzylinder 7 über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10, Haupt-Betätigungsventil 82 und Druckausgleichventil 83 zugeführt.
Des Weiteren ist Druckausgleichventil 83 über einen Hydrauliköl-Kanal 91 mit Stielzylinder 7 verbunden. Druckausgleichventil 9 ist über einen Hydrauliköl-Kanal 92 mit Stielzylinder 7 verbunden.
11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils von Hydrauliksystem 109A.
Das durch Druckausgleichventil 83 geleitete Hydrauliköl wird, wie unter Bezugnahme auf 11 zu sehen ist, Stielzylinder 7 über Hydrauliköl-Kanal 91 sowie über einen Zusammenführungs-Block 99 am unteren Abschnitt von Stielzylinder 7 zugeführt. Das durch Druckausgleichventil 9 geleitete Hydrauliköl wird Stielzylinder 7 über Hydrauliköl-Kanal 92 und Zusammenführungs-Block 99 zugeführt. Das Stielzylinder 7 zugeführte Hydrauliköl wird über Hydrauliköl-Kanal 93 zu einem nicht dargestellten Hydrauliköl-Behälter zurückgeleitet.
Druckausgleich durch die Druckausgleichventile 6, 9 und 83
Der Druckausgleich gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter erneuter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Druckausgleichventil 83 kann auf gleiche Weise wie die Druckausgleichventile 6 und 9 die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 durch Bewegen eines Steuerkolbens im Inneren einer Buchse ändern. Druckausgleichventil 83 gleicht die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 82 (im Folgenden als die „Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82“ bezeichnet) so aus, dass sie konstant ist. Des Weiteren kann Druckausgleichventil 83 auch so in Haupt-Betätigungsventil 82 integriert werden, dass Haupt-Betätigungsventil 82 und Druckausgleichventil 83 eine integrale Einheit bilden können.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen, führen die Druckausgleichventile 6, 9 und 83 die im Folgenden aufgeführten Funktionsvorgänge durch.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, so bewegt Druckausgleichventil 83, bei Konzentration auf Druckausgleichventil 6 und Druckausgleichventil 83, den Steuerkolben in einer Richtung, in der die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 größer wird, so dass die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 82 und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 (im Folgenden auch als eine „scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82“ bezeichnet) der Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 gleich ist.
Wenn hingegen die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82, führt Druckausgleichventil 6 den Vorgang zum Bewegen des Steuerkolbens in einer Richtung, in der die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 größer wird, nicht durch. Daher gleicht sich die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 (eine scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5) nicht an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8, so bewegt Druckausgleichventil 83, bei Konzentration auf Druckausgleichventil 9 und Druckausgleichventil 83, den Steuerkolben, um die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 anzugleichen.
Wenn hingegen die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 für Druckausgleichventil 9 keinen Vorgang zum Bewegen des Steuerkolbens durch. Daher gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 nicht an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an.
Des Weiteren ist die Verarbeitung bei Konzentration auf Druckausgleichventil 6 und Druckausgleichventil 9 in der ersten Ausführungsform beschrieben worden und wird daher im Folgenden nicht erneut beschrieben.
An der Zusammenführungs-Position führen, wie oben beschrieben, die Druckausgleichventile 6 und 9 Druckausgleich über das erste Hydrauliksystem 95A und das zweite Hydrauliksystem 96 durch. Das heißt, die Druckausgleichventile 6 und 9 führen Druckausgleich in Bezug auf alle Haupt-Betätigungsventile durch, die in dem ersten Hydrauliksystem 95A und dem zweiten Hydrauliksystem 96 enthalten sind. Druckausgleichventil 83 führt jedoch keinen Druckausgleich für die anderen Haupt-Betätigungsventile neben Haupt-Betätigungsventil 82 durch.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Zusammenführungs-Position einnehmen, führen die Druckausgleichventile 6, 9 und 83 die Im Folgenden aufgeführten Funktionsvorgänge durch.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, gleicht Druckausgleichventil 83, bei Konzentration auf Druckausgleichventil 6 und Druckausgleichventil 83, ähnlich wie im Fall der Zusammenführungs-Position, die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an.
Wenn hingegen die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82, führt Druckausgleichventil 6, ähnlich wie in dem Fall der Zusammenführungs-Position, den Vorgang zum Bewegen des Steuerkolbens in einer Richtung, in der die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 größer wird, nicht durch. Daher gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 nicht an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an.
Wenn Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Trenn-Position einnehmen, führt Druckausgleichventil 6 Druckausgleich innerhalb des ersten Hydrauliksystems 95 durch. Druckausgleichventil 9 führt Druckausgleich innerhalb des zweiten Hydraulik-Systems 96 durch. So wird an der Zusammenführungs-Position kein Druckausgleich zwischen dem ersten Hydrauliksystem 95A und dem zweiten Hydrauliksystem 96 durchgeführt. Daher wird, selbst wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8, kein Vorgang zum Angleichen der scheinbaren Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 8 durchgeführt.
Beschrieben wird im Folgenden unter Konzentration auf die Wechselventile 15, 22 und 84 Druckausgleich in dem Fall, in dem Trenn/Zusammenführungs-Ventil 13 und Trenn/Zusammenführungs-Ventil 21 die Trenn-Position einnehmen.
Wechselventil 22 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss über Hydrauliköl-Kanal 16 zum Einleiten von Last-Druck mit einem Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 15 und mit einem Einlassseiten-Anschluss von Wechselventil 84 verbunden. Wechselventil 84 ist an seinem anderen Einlassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 83a an Druckausgleichventil 83 verbunden. Wechselventil 84 ist an seinem Auslassseiten-Anschluss mit Druckaufnahme-Abschnitt 83b an Druckausgleichventil 83 verbunden.
Wechselventil 22 ist an seinem Einlassseiten-Anschluss nicht mit dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 82 verbunden. Des Weiteren erfasst Wechselventil 22 an der Trenn-Position den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 8 nicht. Daher erfasst Wechselventil 22 den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 als einen ersthöchsten Last-Druck. Wechselventil 22 gibt den ersthöchsten Last-Druck an die Hydrauliköl-Kanäle 16 und 19 zum Einleiten von Last-Druck aus.
Wechselventil 15 erfasst, wie oben beschrieben, von dem ersthöchsten Last-Druck und dem Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 6 (dem Halte-Druck an Löffelzylinder 4) einen höheren Hydraulikdruck (einen zweithöchsten Last-Druck). Wechselventil 15 gibt den zweithöchsten Lastdruck an Druckaufnahme-Abschnitt 6b aus.
Wechselventil 84 erfasst von dem ersthöchsten Last-Druck und dem Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 (dem Halte-Druck an Stielzylinder 7) einen höheren Hydraulikdruck (im Folgenden als ein „dritthöchster Last-Druck“ bezeichnet). Wechselventil 84 gibt den dritthöchsten Lastdruck an Druckaufnahme-Abschnitt 83b aus.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger ist als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, gibt Wechselventil 84 den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 an Druckaufnahme-Abschnitt 83b aus. So gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 an.
Daher wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl verglichen mit Fällen, in denen kein Druckausgleich durchgeführt wird, weniger leicht Stielzylinder 7 zugeführt. Dementsprechend ist es möglich, die Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 gegenüber Fällen zu erhöhen, in denen kein Druckausgleich durchgeführt wird.
Wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger ist als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82, gibt Wechselventil 15 den Hydraulikdruck an dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 an Druckaufnahme-Abschnitt 6b aus. Daher gleicht sich die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 nicht an die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 an. Mit dieser Konstruktion wird an der Trenn-Position, selbst wenn die Druckdifferenz überhaupt-Betätigungsventil 82 die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 übersteigt, kein Ausgleich für Haupt-Betätigungsventil 5 durchgeführt, und wird daher die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 nicht vergrößert.
Daher wird das von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebene Hydrauliköl eher Löffelzylinder 4 als Stielzylinder 7 zugeführt. Dementsprechend ist es möglich, die Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 im Vergleich zu Konstruktionen zu erhöhen, die so eingerichtet sind, dass die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 vergrößert wird, wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 (Konstruktionen, die zum Durchführen von Ausgleich eingerichtet sind).
Hingegen führt Hydrauliksystem 109A Wechsel der Trenn/Zusammenführungs-Ventile 13 und 21 von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position durch und bewirkt des Weiteren, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck bei Aushubvorgängen B kg/cm² erreicht oder überschreitet. Indem auf diese Weise Löffelzylinder 4 eine größere Menge des Hydrauliköls zugeführt wird, kann die Verringerung der Geschwindigkeit von Aushub mit Löffel 107 verhindert werden.
Mit dieser Konstruktion wird, mit Blick auf Zufuhr einer größeren Menge des Hydrauliköls zu Löffelzylinder 4, die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 aufgrund von für Haupt-Betätigungsventil 5 durchgeführtem Druckausgleich vorzugsweise nicht vergrößert.
Jedoch wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, selbst wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82, kein Druckausgleich für Haupt-Betätigungsventil 5 durchgeführt, und wird daher die scheinbare Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5 nicht vergrößert. Des Weiteren wird, wenn die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 82 niedriger wird als die Druckdifferenz über Haupt-Betätigungsventil 5, Druckausgleich für Haupt-Betätigungsventil 82 durchgeführt, wodurch die Zufuhr des Hydrauliköls zu Stielzylinder 7 verglichen mit Fällen, in denen kein derartiger Druckausgleich durchgeführt wird, eingeschränkt wird.
Daher ist es mit Hydrauliksystem 109A möglich, Löffelzylinder 5 eine größere Menge des Hydrauliköls als mit Konstruktionen zuzuführen, die zum Durchführen von Druckausgleich an Haupt-Betätigungsventil 5 eingerichtet sind. Dementsprechend ist es in Fällen, in denen Steuerung durchgeführt wird, durch die bewirkt wird, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, möglich, Verringerung der Menge des Löffelzylinder 4 zugeführten Hydrauliköls aufgrund von an Haupt-Betätigungsventil 5 durchgeführtem Druckausgleich zu verhindern.
Weiterhin sind Haupt-Betätigungsventil 82 und Druckausgleichventil 83 Beispiele für das „zweite Haupt-Betätigungsventil“ bzw. das „zweite Druckausgleichventil“.
Zusammenfassung
Der Aufbau von Arbeitsfahrzeug 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowie die mit diesem Aufbau erbrachten Vorteile werden im Folgenden zusammengefasst. Dabei gilt der Inhalt der Beschreibung in dem Abschnitt „Zusammenfassung“ der ersten Ausführungsform auch für die vorliegende Ausführungsform, so dass die Beschreibung nicht wiederholt wird.
Arbeitsfahrzeug 100 enthält des Weiteren Löffelzylinder 4 zum Antreiben von Löffel 107, Stielzylinder 7 zum Antreiben von Stiel 106, Haupt-Betätigungsventil 5, das mit Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10 verbunden ist und dazu dient, das Hydrauliköl Löffelzylinder 4 zuzuführen, Haupt-Betätigungsventil 82 zum Zuführen des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zu Stielzylinder 7 über Abgabe-Hydrauliköl-Kanal 10, Druckausgleichventil 6, das sich zwischen Löffelzylinder 4 und Haupt-Betätigungsventil 5 befindet, sowie Druckausgleichventil 83, das sich zwischen Stielzylinder 7 und Haupt-Betätigungsventil 82 befindet. Das Druckausgleichventil 83 führt einen Vorgang zum Vergrößern der Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 durch, um die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 82 und dem Auslassseiten-Anschluss von Druckausgleichventil 83 an die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 anzugleichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 82 unter die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss von Haupt-Betätigungsventil 5 fällt.
Mit dieser Konstruktion wird in Fällen, in denen Steuerung durchgeführt wird, mit der bewirkt wird, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe 3 abgegebenen Hydrauliköls, Druckausgleich an Haupt-Betätigungsventil 82 durchgeführt So wird die Menge des Stielzylinder 7 zugeführten Hydrauliköls reduziert. So kann Verringerung der Menge des Löffelzylinder 4 zugeführten Hydrauliköls verhindert werden.
Die hier offenbarten Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf den oben dargestellten Inhalt beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert, und alle Veränderungen innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereiches der Ansprüche sollen daher darin eingeschlossen sein.
Bezugszeichenliste
1: Motor, 2: erste Hydraulikpumpe, 2a, 3a: Taumelscheibe, 3: zweite Hydraulikpumpe, 4: Löffelzylinder, 5, 8, 51, 52, 53, 61, 62, 82: Haupt-Betätigungsventil, 6, 9, 83: Druckausgleichventil, 6a, 6b, 9a, 9b, 83a, 83b: Druckaufnahme-Abschnitt, 6c, 9c, 83c: Feder, 7: Stielzylinder, 10, 11: Abgabe-Hydraulikfluid-Kanal, 12: Verbindungs-Kanal, 13, 21: Trenn/Zusammenführungs-Ventil, 13a, 21a: Elektromagnet, 14: Steuerungseinrichtung, 15, 18, 22, 84:Wechselventil, 16, 19, 23, 24: Hydrauliköl-Kanal zum Einleiten von Last-Druck, 17, 20: Hydrauliköl-Kanal zum Einleiten von Halte-Druck, 25, 26: Servo-Mechanismus, 27, 28: Druck-Sensor, 29, 30: Bedienhebel, 31, 32: Sensor zur Erfassung eines Maßes der Betätigung, 54, 63: Überdruck-Ventil, 55, 64: Entlastungs-Ventil, 91, 92, 93: Hydrauliköl-Kanal, 95, 95a: erstes Hydrauliksystem, 96: zweites Hydrauliksystem, 99: Zusammenführungs-Block, 100: Arbeitsfahrzeug, 101: Fahr-Element, 103: Dreh-Element, 104: Arbeitsausrüstung, 105: Ausleger, 106: Stiel, 107: Löffel, 109, 109a: Hydrauliksystem
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 9268604 [0007, 0008]
WO 2005/047709 [0008]

Claims

Arbeitsfahrzeug, das umfasst: einen Löffel; einen Stiel eine erste Hydraulikpumpe und eine zweite Hydraulikpumpe, die jeweils ein Hydrauliköl abgeben; einen ersten Hydrauliköl-Kanal, durch den das von der ersten Hydraulikpumpe abgegebene Hydrauliköl strömt, um den Löffel anzutreiben; einen zweiten Hydrauliköl-Kanal, durch den das von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebene Hydrauliköl strömt, um den Stiel anzutreiben; ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil, das so ausgeführt ist, dass es zwischen einer Zusammenführungs-Position, in der der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal miteinander in Verbindung gebracht werden, und einer Trenn-Position umgestellt wird, in der der erste Hydrauliköl-Kanal und der zweite Hydrauliköl-Kanal voneinander getrennt sind; sowie eine Steuerungseinrichtung, die so ausgeführt ist, dass sie eine Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, eine Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls sowie eine Funktion des Trenn/Zusammenführungs-Ventils steuert; wobei die Steuerungseinrichtung das Trenn/Zusammenführungs-Ventil veranlasst, von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position zu wechseln, wenn ein Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder ein Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe bei einem Aushubvorgang sich einem ersten vorgegebenen Wert angleicht, und die Steuerungseinrichtung die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so steuert, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe auf oder über dem ersten vorgegebenen Wert liegt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so steuert, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe auf oder über einem zweiten vorgegebenen Wert liegt, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, das des Weiteren einen Sensor umfasst, der so ausgeführt ist, dass er den Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe erfasst, wobei die Steuerungseinrichtung ein Verhältnis der Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu der Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls erhöht, wenn ein Wert eines Ergebnisses von Erfassung durch den Sensor zunimmt.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinrichtung das Trenn/Zusammenführungs-Ventil veranlasst, von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position zu wechseln, wenn der Pumpdruck der ersten Hydraulikpumpe oder der Pumpdruck der zweiten Hydraulikpumpe auf oder unter einen dritten vorgegebenen Wert abnimmt, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert, nachdem das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung die erste Hydraulikpumpe und die zweite Hydraulikpumpe so steuert, dass die Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als die Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls, bis das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Trenn-Position an die Zusammenführungs-Position umgestellt wird, nachdem das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wurde.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das des Weiteren umfasst: ein erstes Betätigungselement zum Antreiben des Löffels; ein zweites Betätigungselement zum Antreiben des Stiels; ein mit dem ersten Hydrauliköl-Kanal verbundenes erstes Haupt-Betätigungsventil, das zum Zuführen des Hydrauliköls zu dem ersten Betätigungselement ausgeführt ist; ein zweites Haupt-Betätigungsventil, das zum Zuführen des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zu dem zweiten Betätigungselement über den ersten Hydrauliköl-Kanal ausgeführt ist; ein erstes Druckausgleichventil, das sich zwischen dem ersten Betätigungselement und dem ersten Haupt-Betätigungsventil befindet; sowie ein zweites Druckausgleichventil, das sich zwischen dem zweiten Betätigungselement und dem zweiten Haupt-Betätigungsventil befindet, wobei das zweite Druckausgleichventil einen Vorgang zum Vergrößern einer Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Druckausgleichventils durchführt, um zu bewirken, dass eine Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss des zweiten Haupt-Betätigungsventils und dem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Druckausgleichventils der Druckdifferenz zwischen einem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des ersten Haupt-Betätigungsventils gleich ist, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und einem Auslassseiten-Anschluss des zweiten Haupt-Betätigungsventils unter die Druckdifferenz zwischen dem Einlassseiten-Anschluss und dem Auslassseiten-Anschluss des ersten Haupt-Betätigungsventils fällt.
Hydraulik-Steuerungsverfahren für ein Arbeitsfahrzeug, wobei das Arbeitsfahrzeug ein Trenn/Zusammenführungs-Ventil enthält, das zum Wechseln zwischen einer Position von einer Zusammenführungs-Position und einer Trenn-Position und der anderen Position von der Zusammenführungs-Position und der Trenn-Position ausgeführt ist, wobei die Zusammenführungs-Position dazu dient, zu bewirken, dass ein erster Hydrauliköl-Kanal und ein zweiter Hydrauliköl-Kanal miteinander in Verbindung treten, die Trenn-Position dazu dient, den ersten Hydrauliköl-Kanal und den zweiten Hydrauliköl-Kanal voneinander zu trennen, der erste Hydrauliköl-Kanal zum Strömen eines von einer ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zum Antreiben eines Löffels eingerichtet ist, und der zweite Hydrauliköl-Kanal zum Strömen des von einer zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls zum Antreiben eines Stiels eingerichtet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte einschließt, in denen: das Trenn/Zusammenführungs-Ventil von der Zusammenführungs-Position an die Trenn-Position umgestellt wird; und die erste Hydraulikpumpe sowie die zweite Hydraulikpumpe so gesteuert werden, dass eine Menge des von der ersten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls größer ist als eine Menge des von der zweiten Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls.