DE60223606T2 - Hydraulisch betriebenes fahrzeug - Google Patents

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Yukihiro 300-0013 Tsuchiura-shi TATSUNO
Kazuhiro Chiyoda-machi Niihari-gun ICHIMURA
Hidetoshi Ishioka-shi SATAKE
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Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisch angetriebenes Fahrzeug, wie einen hydraulischen Radbagger mit einem Verfahrmotor mit variabler Verdrängung.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Bei einem hydraulischen Radbagger mit einem Verfahrmotor mit variabler Verdrängung gemäß der verwandten Technik wird die Verdrängung des Motors durch Antreiben eines Motorreglers entsprechend dem Antriebsdruck am Verfahrmotor gesteuert. Bei einem derartigen hydraulischen Radbagger nimmt die Verdrängung des Motors zu, wenn der Antriebsdruck zum Antreiben des Motors mit einer niedrigen Drehzahl bei einem hohen Drehmoment ansteigt, und die Verdrängung des Motors nimmt ab, wenn der Antriebsdruck zum Antreiben des Motors mit einer hohen Drehzahl bei niedrigem Drehmoment niedriger wird.
  • Genauer ist die Verdrängung des Motors über einen vorgegebenen niedrigen Motorantriebsdruckbereich auf einen konstanten Wert (beispielsweise eine minimale Verdrängung) festgelegt, um das Ausmaß zu minimieren, in dem sich die Fahrgeschwindigkeit aufgrund von Schwankungen des Motorantriebsdrucks beim Fahren auf flachem Grund oder bergab ändert, wogegen die Verdrängung des Motors erhöht wird, wenn der Motorantriebsdruck über den vorgegebenen Bereich hinaus zunimmt, um das Drehmoment des Motors während einer Beschleunigung oder bei einer Aufwärtsfahrt des Fahrzeugs zu erhöhen.
  • Wird entweder die Vorderseite (zu den Zehen) oder die Hinterseite (zur Ferse) des Gaspedals eines hydraulischen Radbaggers niedergedrückt, kann das Gaspedal nach vorne/hinten gedreht werden. Werden die Vorder- oder Hinterseite des Gaspedals herabgedrückt, wird das Steuerventil aus der neutralen Stellung in eine Vorwärtsfahrtstellung oder eine Rückwärtsfahrtstellung, und dem Verfahrmotor wird zur Erzeugung eines Motorantriebsdrucks von einer Hydraulikpumpe mit Druck beaufschlagtes Öl zugeführt. Wenn das Gaspedal während der Fahrt freigegeben wird, wird das Steuerventil in die neutrale Stellung umgeschaltet, wodurch die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Öl von der Hydraulikpumpe zum Verfahrmotor unterbrochen wird. Anschließend fährt das Fahrzeug durch eine Trägheitskraft, und die Funktion des Verfahrmotors wird von der Motorfunktion auf eine Pumpenfunktion umgeschaltet. Der Motorantriebsdruck nimmt zu diesem Zeitpunkt ab, und wenn das Fahrzeug mit einer großen Motorverdrängung angetrieben wurde, wird die Motorverdrängung verringert, wogegen die minimale Motorverdrängung beibehalten wird, wenn das Fahrzeug mit der minimalen Verdrängung angetrieben wurde. Dadurch wird die zum Drehen des Verfahrmotors erforderliche Menge des Ölzulaufs verringert, um das Auftreten einer Kavitation zu verhindern.
  • Wenn jedoch während der Fahrt des Fahrzeugs am Gaspedal eine ein Rückwärtsbetrieb ausgeführt wird, d. h. wenn die hintere Seite des Gaspedals niedergedrückt wird, während das Fahrzeug vorwärts fährt, wird das Steuerventil in die Rückwärtsfahrtstellung umgeschaltet, und dadurch steigt der Motorantriebsdruck in einem Zustand, in dem das Fahrzeug mit einer Trägheitskraft fährt. Dementsprechend nimmt die Verdrängung des Motors zu, was zu einer Erhöhung der für die Motordrehung zum Fahren erforderlichen Menge des Ölzulaufs führt, was die Gefahr einer Kavitation zur Folge hat.
  • Aus der gattungsmäßigen EP-A-0791771 sind ein Verfahren zur Steuerung einer Drehzahländerung einer hydraulischen Antriebsvorrichtung für Fahrzeuge und eine Drehzahländerungsvorrichtung bekannt. Das bekannte Verfahren umfasst das Ausführen einer Steuerung durch Unterscheiden zwischen zumindest einem Leistungslauf und einem Bremslauf anhand einer Größe einer Beschleunigung und einer Drehzahl eines Hydraulikmotors.
  • Überdies ist aus der US-A-6112521 eine Gegendrucksteuerschaltung bekannt, die einen Gegendruck einer hydraulischen Vorrichtung zur Zufuhr von durch eine Hydraulikpumpe abgegebenem, unter Druck stehendem Öl zu einem hydraulischen Verfahrmotor eins verfahrbaren Fahrzeugs des hydraulisch angetriebenen Typs und zum Antreiben des Motors steuern kann.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisch angetriebenes Fahrzeug zu schaffen, das zum Verhindern des Auftretens einer Kavitation beim Ausführen einer Rückwärtsbetätigung eines Gaspedals geeignet ist.
  • Ein hydraulisch angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hydraulikpumpe, einen Hydraulikmotor mit variabler Verdrängung, um sich angetrieben durch mit Druck beaufschlagtes Öl von der Hydraulikpumpe zu bewegen, ein Motorverdrängungs-Steuermittel, um eine Verdrängung des Hydraulikmotors in Übereinstimmung mit einem Antriebsdruck an dem Hydraulikmotor einzustellen, ein Arbeitsorgan, von dem ein Vorwärtsbewegungsbefehl und ein Rückwärtsbewegungsbefehl für das Fahrzeug ausgegeben werden, eine Steuereinrichtung, die in Reaktion auf einen Betrieb des Arbeitselements angetrieben wird, um den Fluss von mit Druck beaufschlagtem Öl von der Hydraulikpumpe zu dem Hydraulikmotor zu steuern, ein Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel, um einen Rückwertsbetrieb des Arbeitsorgans zu detektieren, der in einer Rückwärtsrichtung erfolgt, die zu einer Richtung, in der sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, entgegengesetzt ist, und ein Kavitationsverhinderungsmittel, das arbeitet, um das Auftreten einer Kavitation bei dem Hydraulikmotor zu verhindern, wenn durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel der Rückwärtsbetrieb an dem Arbeitsorgan detektiert wird.
  • Auf diese Weise kann das Auftreten einer Kavitation verhindert werden, wenn ein Gaspedal in einer einer Richtung, in der sich ein Fahrzeug bewegt, entgegengesetzten Richtung niedergedrückt wird.
  • Das Kavitationsverhinderungsmittel kann so konfiguriert sein, dass es eine Zunahme der Verdrängung des Hydraulikmotors verhindert. Es kann so konfiguriert sein, dass es ein Betriebssignal von dem Arbeitsorgan blockiert. Es kann auch so konfiguriert sein, dass es den Fluss von mit Druck beaufschlagtem Öl von der Hydraulikpumpe zu dem Hydraulikmotor unterbricht. Stattdessen kann der Antriebsdruck reduziert werden.
  • Vorzugsweise wird das Auftreten einer Kavitation verhindert, wenn die Drehzahl des Hydraulikmotors einen Referenzwert übersteigt und der Rückwärtsbetrieb am Arbeitsorgan detektiert wird. Es ist möglich, eine Kavitation entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern.
  • In diesem Fall kann ein Referenzwert der Motordrehzahl kleiner eingestellt werden, wenn eine auf das Fahrzeug einwirkende Trägheitskraft größer wird. Ein Anstieg der Fahrbahnoberfläche oder ein Fahrzeuggewicht kann detektiert werden, um die Trägheitskraft zu detektieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Außenansicht eines hydraulischen Radbaggers, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird;
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die elektromagnetisch gesteuerte Wegeventile gemäß 2 steuert;
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von einer in 3 gezeigten Steuereinheit ausgeführt werden kann;
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 7 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung die ein Vorwärts-/Rückwärtsschalten eines Ventils gemäß 6 steuert;
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von einer in 7 gezeigten Steuereinheit ausgeführt werden kann;
  • 9 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform;
  • 10 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die ein elektromagnetisch gesteuertes Wegeventil gemäß 9 steuert;
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung, die von einer in 10 gezeigten Steuereinheit ausgeführt werden kann;
  • 12 zeigt ein Beispiel der Referenzdrehzahleinstellung, die beim Umschalten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils verwendet werden kann; und
  • 13 zeigt ein weiteres Beispiel der Referenzdrehzahleinstellung, die beim Umschalten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils verwendet werden kann.
  • BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • – Erste Ausführungsform –
  • Das Folgende ist eine Erläuterung einer ersten Ausführungsform, die durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf einen hydraulischen Radbagger realisiert wird, unter Bezugnahme auf die 1 bis 4.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst der hydraulische Radbagger ein Fahrgestell 1 und eine schwenkbare obere Struktur 2, die drehbar auf dem verfahrbaren Aufbau 1 montiert ist. Eine Bedienerkabine 3 und ein vorderer Arbeitsaufsatz 4, der aus einem Ausleger 4a, einem Arm 4b und einer Schaufel 4c besteht, sind auf der drehbaren oberen Struktur 2 angeordnet. Der Ausleger 4a wird angehoben, wenn ein Auslegerzylinder 4d angetrieben wird, der Arm 4b wird angehoben, wenn ein Armzylinder 4e angetrieben wird, und die Schaufel 4c wird zu einem Hebe- oder Senkvorgang veranlasst, wenn ein Schaufelzylinder 4f angetrieben wird. Ein hydraulisch angetriebener hydrauli scher Verfahrmotor 5 mit variabler Verdrängung ist an dem verfahrbaren Aufbau 1 installiert.
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulischen Radbaggers. Wie in 2 gezeigt, wird von einer von einem Motor 10 angetriebenen Hauptpumpe 11 mit variabler Verdrängung abgegebenes Öl, dessen Richtung und Strömungsrate durch ein Steuerventil 12 gesteuert werden, über ein Bremsventil 14 mit einem eingebauten Ausgleichsventil 13 einem Verfahrmotor 5 mit variabler Verdrängung zugeführt. Die Drehzahl des Verfahrmotors wird durch ein Getriebe 7 verändert, das zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses über beispielsweise zwei Stufen, d. h. niedrig und hoch, geeignet ist. Nach dem Gangwechsel wird die Drehung über die Antriebswelle 8 und Achsen 9 auf die Reifen 6 übertragen, wodurch der hydraulische Radbagger in die Fahrbewegung versetzt wird.
  • Der Verdrängungswinkel der Hauptpumpe 11 wird durch einen Pumpenregler 11A eingestellt. Der Pumpenregler 11A umfasst eine Drehmomentbegrenzungseinheit, an die der Pumpenförderdruck zurückgeführt wird, um eine Pferdestärkensteuerung zu ermöglichen. Der Begriff „Pferdestärkensteuerung" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine Steuerung der Verdrängung der Pumpe, die implementiert wird, um sicherzustellen, dass die entsprechend dem Förderdruck der Pumpe und der Verdrängung der Pumpe bestimmte Last die Motorleistung nicht übersteigt. Zudem umfasst der Regler 11A eine Einheit zur Begrenzung der maximalen Verdrängung, die die maximale Strömungsrate der Hauptpumpe 11 bestimmt.
  • Die Richtung, in der das Steuerventil 12 umgeschaltet wird, und die Hubmenge am Steuerventil 12 werden entsprechend einem von einer Steuerschaltung zugeführten Steuerdruck gesteuert, und durch Einstellen der Hubmenge kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert. Die Steuerschaltung umfasst eine Steuerpumpe 21, zwei Fahrsteuerventile 23A und 23B, die einen sekundären Steuerdruck erzeugen, wenn ein Gaspedal 22 niedergedrückt wird, zwei Rückstromverlangsamungsventile 24A und 24B, die zur jeweiligen Verlangsamung des zu den Steuerventilen 23A und 23B zurückgeleiteten Öls an einer Stufe auf der Rückseite der Steuerventile 23A und 23B angeschlossen sind, und zwei elektromagnetisch gesteuerte Wegeventile 25A und 25B, die die Erzeugung eines Fahrsteuerdrucks entweder zulassen oder verhindern.
  • Wenn die Vorderseite des Gaspedals 22 niedergedrückt wird (Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite) oder wenn die hintere Seite des Gaspedals 22 niedergedrückt wird (Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite), wird eine Drehung des Gaspedals 22 in der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung zugelassen. Als Reaktion auf den Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 wird das Steuerventil 23A angetrieben, wogegen als Reaktion auf den Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 das Steuerventil 23B angetrieben wird. Wenn das Steuerventil 23A oder 23B angetrieben wird, wird ein Steuerdruck erzeugt, der ein Niveau erreicht, das dem Ausmaß entspricht, in dem das Gaspedal 22 betätigt wurde. Der Steuerdruck wird von einem Drucksensor 41A oder 41B als Betätigungssignal Pf oder Pr vom Gaspedal 22 erfasst.
  • Ein Regler des Motors 10 ist mit einem (nicht gezeigten) Impulsmotor verbunden, und wenn sich der Impulsmotor dreht, wird der Regler angetrieben. Die Drehung des Impulsmotors wird entsprechend dem Ausmaß gesteuert, mit dem das Gaspedal 22 betätigt wird. Daher nimmt die Motordrehzahl zu, wenn das Gaspedal 22 in einem größeren Ausmaß betätigt wird, und wenn das Gaspedal 22 in einem geringeren Ausmaß betätigt wird, wird die Motordrehzahl geringer. Nach der Freigabe des Gaspedals 22 wird die Motordrehzahl in eine Lehrlaufdrehzahl überführt. Es wird darauf hingewiesen, dass sich der Motor unabhängig von dem Ausmaß, in dem das Gaspedal 22 betätigt wird, mit einer konstanten Drehzahl drehen kann.
  • Der Verfahrmotor 5 umfasst eine Vorrichtung mit einer mit einem Antriebsdruck in Beziehung stehenden automatischen Verdrängungssteuerung, und seine Verdrängung wird erhöht, wenn der Antriebsdruck ansteigt, so dass er mit einer niedrigen Drehzahl und einem hohen Drehmoment angetrieben wird, wogegen seine Verdrängung verringert wird, wenn der Antriebsdruck niedriger wird, so dass er mit einer hohen Drehzahl und einem niedrigen Drehmoment angetrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verdrängung des Motors selbst dann unverändert bleibt, wenn der Antriebsdruck des Motors über einen vorgegebenen, relativ niedrigen Motorantriebsdruckbereich schwankt, um die minimale Verdrängung beizubehalten, und dass die Verdrängung des Motors entsprechend dem Anstieg des Antriebsdrucks erhöht wird, wenn der Motorantriebsdruck einmal auf ein Niveau jenseits des vorgegebenen Bereichs ansteigt. Wenn das Fahrzeug auf ebenem Grund oder bergab fährt, wobei sich der Motorantriebsdruck auf einem relativ niedrigen Niveau befindet, wird dadurch eine Veränderung der Fahrgeschwindigkeit aufgrund von Schwankungen des Motorantriebsdrucks minimiert, doch während einer Beschleunigung oder bei einer Bergauffahrt des Fahrzeugs, wenn der Motorantriebsdruck ein hohes Niveau aufweist, wird ein hohes Drehmoment erzielt. Der Antriebsdruck wird von einem Wechselventil 16 im Bremsventil 14 auf einen Steuerkolben 17 und einen Servokolben 18 des Verfahrmotors 5 aufgebracht.
  • Wenn beispielsweise ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wird, während sich die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B beide in einer Position „a" befinden, wie in der Figur gezeigt, wird der Steuerdruck von der Hauptpumpe 21 auf einen der Steueranschlüsse des Steuerventils 12 aufgebracht, und das Steuerventil 12 wird von dem Steuerdruck in eine Position F geschaltet. Ist das Steuerventil 12 derart umgeschaltet, wird das von der Hauptpumpe 11 abgegebene Öl über das Steuerventil 12, eine zentrale Verbindung 15 und das Bremsventil 14 zum Verfahrmotor 5 geleitet und auch als Steuerdruck auf das Ausgleichsventil 13 aufgebracht, wodurch das Ausgleichsventil 13 aus der neutralen Position umgeschaltet wird. Dadurch wird der Verfahrmotor 5 so angetrieben, dass er den hydraulischen Radbagger in eine Vorwärtsfahrtbewegung versetzt.
  • Wenn die Betätigung des Gaspedals 22 in diesem Zustand eingestellt wird, wird das mit Druck beaufschlagte Öl von der Steuerpumpe 21 vom Steuerventil 23A unterbrochen, und ein Auslassanschluss wird mit einem Reservoir verbunden. Dadurch wird veranlasst, dass das mit Druck beaufschlagte Öl, mit dem der Steueranschluss des Steuerventils 12 beaufschlagt wurde, über das Rückflussverlangsamungsventil 24A und das Steuerventil 23A zum Reservoir zurückgeleitet wird. Da das zurückströmende Öl an einer Drossel des Rückflussverlangsamungsventil 24A komprimiert wird, wird das Steuerventil 12 allmählich in die neutrale Position umgeschaltet. Ist das Steuerventil einmal in die neutrale Position geschaltet, kann das von der Hauptpumpe 11 abgegebene Öl in das Reservoir zurückströmen, die Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Antriebsöl zum Verfahrmotor 5 wird unterbrochen, und das Ausgleichsventil 13 wird gemäß der Figur ebenfalls in die neutrale Position umgeschaltet.
  • In diesem Zustand fährt die Fahrzeugkarosserie durch eine Trägheitskraft weiter, und der Verfahrmotor 5 schaltet von der Motorfunktion auf eine Pumpenfunktion um, wobei ein Anschluss B und ein Anschluss A gemäß der Figur jeweils die Einlassseite und die Auslassseite bilden. Da das mit Druck beaufschlagte Öl von dem Verfahrmotor 5 in der neutralen Position des Ausgleichsventils 13 an einer Drossel (einer neutralen Drossel) komprimiert wird, steigt der Druck zwischen dem Ausgleichsventil 13 und dem Verfahrmotor 5 und wirkt als Bremsdruck auf den Verfahrmotor 5 ein. Als Reaktion wird am Verfahrmotor 5 ein Bremsdrehmoment zum Aufbringen einer Bremswirkung auf die Fahrzeugkarosserie erzeugt. Da in dieser Situation zudem der Antriebsdruck (der Druck auf der Seite des Anschlusses B) am Verfahrmotor 5 abnimmt, wird die Motorverdrängung kleiner, sofern die Verdrängung des Motors 5 nicht bereits auf dem minimalen Verdrängungsniveau war, und die minimale Verdrängung wird beibehalten, wenn die Verdrängung des Motors bereits auf dem minimalen Verdrängungsniveau war. Dementsprechend wird auch die zum Drehen des Verfahrmotors 5 erforderliche Menge des Ölzulaufs geringer. Wenn die Menge des Ölzulaufs unzureichend wird, während der Motor als Pumpe fungiert, wird dem Verfahrmotor 5 von einem Zusatzanschluss 19 zusätzliches Öl zugeführt. Der maximale Bremsdruck wird durch Entlastungsventile 20A und 20B geregelt. Das zurückströmende Öl an den Entlastungsventilen 20A und 20B wird zur Einlassseite des Verfahrmotors 5 geleitet.
  • Wenn hingegen ein Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 (eine Rückwärtsbetätigung) ausgeführt wird, während das Fahrzeug als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 fährt, wird der Verfahrmotor 5 durch die Trägheitskraft der Fahrzeugkarosserie angetrieben, und die Funktion des Verfahrmotors 5 wird auf ähnliche Weise, wie vorstehend beschrieben, von der Motorfunktion auf die Pumpenfunktion umgeschaltet. Da das Steuerventil 12 als Reaktion auf einen Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 in eine Position R umgeschaltet wird, schaltet der von der Hauptpumpe 11 auf der Seite des Anschlusses A erzeugte Antriebsdruck das Ausgleichsventil 13 in die gemäß der Figur rechte Position, und durch das von dem als Pumpe fungierenden Verfahrmotor 5 abgegebene, mit Druck beaufschlagte Öl und das von dem von der Hauptpumpe 11 abgegebene, mit Druck beaufschlagte Öl wird ein drastischer Anstieg des Drucks in der Leitung auf der Seite des Anschlusses A veranlasst. Daher nimmt der Druck in der Leitung auf der Seite des Anschlusses A (der Motorantriebsdruck) als Reaktion auf den Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 zu, das mit einem hohen Druck beaufschlagte Öl wird von dem Wechselventil 16 zur Erhöhung der Verdrängung des Motors zu den Kolben 17 und 18 geleitet, und die zum Drehen des Verfahrmotors 5 erforderliche Menge des Ölzulaufs nimmt ebenfalls zu. Dies gibt Anlass zur Sorge hinsichtlich des Auftretens einer Kavitation aufgrund eines unzureichenden Ölnachschubs zum Verfahrmotor 5. Zum Verhindern des Auftretens einer Kavitation werden bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B gesteuert.
  • 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B steuert. Die Druckschalter 41A und 41B und ein Drehzahlsensor 42, der die Drehzahl des Verfahrmotors 5 erfasst, sind an die Steuereinheit 40 angeschlossen, die von einer CPU und dergleichen gebildet wird. In der Steuereinheit 40 wird auf der Grundlage von durch die Druckschalter und den Drehzahlsensor in sie eingegebenen Signalen eine spezifische Verarbeitung ausgeführt, und die Steuereinheit 40 gibt dann Steuersignale für die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventi le 25A und 25B aus. Zudem ist ein neutraler Schalter 43 an die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B angeschlossen. Wird der neutrale Schalter 43 eingeschaltet, werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B unabhängig von dem von der Steuereinheit 40 ausgegebenen Steuersignal jeweils in einen Position „b" geschaltet.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von der Steuereinheit 40 ausgeführt werden kann. In einem Schritt S1 wird entschieden, ob die vom Drehzahlsensor 42 erfasste Drehzahl N des Verfahrmotors 5 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Referenzdrehzahl N1 ist oder nicht. Diese Entscheidung erfolgt zur Beurteilung der Wahrscheinlichkeit einer Kavitation. Da nämlich die Trägheitskraft des Fahrzeugs zunimmt, wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 hoch wird, muss nach einer Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 eine größere Menge an Öl in den Verfahrmotor 5 aufgenommen werden, was Anlass zu einer gesteigerten Sorge bezüglich einer Kavitation gibt. Dementsprechend wird eine Drehzahl des Verfahrmotors 5, bei der es Anlass zur Sorge bezüglich einer Kavitation gibt, vorab als Referenzdrehzahl N1 (von beispielsweise 1.000 min–1 eingestellt), und die Referenzdrehzahl N1 wird im Schritt S1 mit der tatsächlichen Drehzahl N verglichen.
  • Wird im Schritt S1 festgestellt, dass die Drehzahl N des Motors höher als die Referenzdrehzahl N1 ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S2 fortgesetzt, um einen Flaggenwert sicherzustellen. Die Flagge ist im anfänglichen Zustand auf 0 gesetzt und wird auf 1 gesetzt, wenn die Drehzahl N des Motors einmal die Referenzdrehzahl N1 übersteigt. Wird im Schritt S2 entschieden, dass die Flagge auf 0 gesetzt ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S3 fortgesetzt, wogegen der Vorgang zurückgesetzt wird, wenn festgestellt wird, dass die Flagge auf 1 gesetzt ist. Im Schritt 3 wird auf der Grundlage eines vom Druckschalter 41A zugeführten Signals entschieden, ob ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde oder nicht. Wird im Schritt S3 eine bestätigende Entscheidung getroffen, wird der Vorgang mit einem Schritt S4 fortgesetzt, um ein Steuersignal zum Umschalten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 25B in die Position „b" an das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 25B auszugeben. Anschließend wird die Flagge im Schritt S5 auf 1 gesetzt, bevor der Vorgang zurückgesetzt wird.
  • Wird im Schritt S3 andererseits eine negative Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S6 fortgesetzt, um auf der Grundlage eines vom Druckschalter 41B zugeführten Signals zu entscheiden, ob ein Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde oder nicht. Wenn im Schritt S6 eine bestätigende Entscheidung gefällt wird, wird der Vorgang mit einem Schritt S7 fortgesetzt, wogegen der Vorgang zurückgesetzt wird, wenn im Schritt S6 eine negative Entscheidung getroffen wird. Im Schritt S7 wird ein Steuersignal an einen Elektromagneten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 25A ausgegeben, um das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 25A auf die Position „b" umzuschalten, bevor der Vorgang mit dem Schritt S5 fortgesetzt wird.
  • Wenn im Schritt S1 entschieden wird, dass die Drehzahl N des Motors kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S8 fortgesetzt. Im Schritt S8 wird ein Steuersignal die Elektromagneten der beiden elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B ausgegeben, um die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B auf die Position „a" umzuschal ten. Als Nächstes wird die Flagge in einem Schritt S9 auf 0 gesetzt, bevor der Vorgang zurückgesetzt wird.
  • Nachstehend wird der Vorgang beschrieben, der die erste Ausführungsform kennzeichnet, für die die vorstehend beschriebene Struktur verwendet wird.
  • Wird der neutrale Schalter 43 eingeschaltet, werden die beiden elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B auf die Position „b" umgeschaltet, wodurch die Zufuhr des Steuerdrucks zum Steuerventil 12 unterbrochen wird. In diesem Zustand wird das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe selbst dann nicht zu dem Verfahrmotor 5 geleitet, wenn das Gaspedal 22 betätigt wird, und das Fahrzeug kann weder in Vorwärtsrichtung noch in Rückwärtsrichtung fahren.
  • Wird der neutrale Schalter 43 abgeschaltet, werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B als Reaktion auf das von der Steuereinheit 40 gelieferte Steuersignal umgeschaltet. Befindet sich das Fahrzeug in einem stationären Zustand, ist die Drehzahl N des Motors 0, und dementsprechend werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B auf die Position „a" umgeschaltet, und die Flagge wird auf 0 gesetzt (Schritte S8 und S9). Wenn das Getriebe auf niedrig oder hoch geschaltet und in diesem Zustand ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wird, wird das Steuerventil 12 auf die Position F umgeschaltet, und das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe 11 wird zu der Leitung auf der Seite des Anschlusses B geleitet. Dadurch beginnt der Antrieb des Verfahrmotors 5, und das Fahrzeug beginnt, sich vorwärts zu bewegen.
  • Wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 die Referenzdrehzahl N1 übersteigt, wird das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 25B auf die Position „b" umgeschaltet, und die Flagge wird auf 1 gesetzt (Schritte S4 und S5). Dadurch wird der Steueranschluss am Steuerventil 12 über das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 25B mit dem Reservoir verbunden. Wird in diesem Zustand ein Rückwärtsbetrieb (ein Vorgang eines Niederdrückens der hinteren Seite) des Gaspedals 22 ausgeführt, wird das mit Druck beaufschlagte Öl von der Steuerpumpe 21 von dem elektromagnetisch gesteuerten Wegeventil 25B abgeschnitten, wodurch die Zufuhr des Steuerdrucks zum Steuerventil 12 beendet und damit das Steuerventil in die Position N geschaltet wird. Anschließend wird durch das Ausgleichsventil 13 auf ähnliche Weise, wie bei der Erzeugung eines Bremsdrucks beim Aussetzen der Betätigung des Gaspedals 22, in der Leitung auf der Seite des Anschlusses A ein Bremsdruck erzeugt, und während sich das Fahrzeug durch eine Trägheitskraft vorwärts bewegt, wird eine hydraulische Bremskraft aufgebracht, so dass sich die Drehzahl des Motors verlangsamt. Dadurch wird der Antriebsdruck des Motors verringert, wie bei einem normalen Verlangsamungsvorgang, der durch das Wechselventil 16 zu den Kolben 17 und 18 geleitete Antriebsdruck wird verringert, und daher wird keine Zunahme der Verdrängung des Motors zugelassen. Dementsprechend wird das Ausmaß, in dem die Menge des erforderlichen Ölzulaufs am Motor zunimmt, minimiert, und das Auftreten einer Kavitation wird verhindert. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis die Drehzahl N des Motors kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 wird.
  • Wird die Drehzahl des Motors einmal kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1, werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B jeweils auf die Position „a" umgeschaltet (Schritt S8). Dementsprechend wird der Steuerdruck auf das Steuerventil 12 aufgebracht, wodurch das Steuerventil 12 auf die Position R umgeschaltet wird, um das mit Druck beaufschlagte Öl von der Haupt pumpe 11 in die Leitung auf der Seite des Anschlusses A zu leiten. Dies führt zu einer Erhöhung des zu den Kolben 17 und 18 geleiteten Antriebsdrucks, wodurch wiederum die Verdrängung des Motors erhöht wird. Während die Verdrängung des Motors in dieser Situation als Reaktion auf den Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 zunimmt, ist die Drehzahl N des Motors niedrig, und aus diesem Grund benötigt der Verfahrmotor 5 keine große Menge an Ölzulauf, und eine Verknappung der Menge des Ölzulaufs kann vollständig durch das vom Zusatzanschluss 19 zugeführte Öl ergänzt werden.
  • Indem, wie vorstehend beschrieben, als Reaktion auf den Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 eine Zunahme der Verdrängung des Motors zugelassen wird, wenn die Drehzahl des Motors kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 ist, wird es möglich, den Verfahrmotor 5 unmittelbar nach dem Anhalten des Verfahrmotors 5 in eine Rückwärtsdrehung mit einem hohen Drehmoment zu versetzen. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs kann durch Zulassen einer Steigerung der Verdrängung des Motors auf diese Weise effizienter umgeschaltet werden, als durch Ausführen eines Vorgangs des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 nach dem Anhalten des Verfahrmotors 5.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass eine ähnliche Veränderung der Verdrängung des Motors durchlaufen wird, wenn eine umgekehrte oder entgegengesetzte Betätigung (ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite) des Gaspedals 22 erfolgt, während sich das Fahrzeug als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 bewegt.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die bei der ersten Ausführungsform realisierte Fahrsteuerschaltung die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B, und wenn die Drehzahl des Ver fahrmotors 5 größer als die Referenzdrehzahl N1 ist, wird die Erzeugung eines Fahrsteuerdrucks als Reaktion auf einen Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 verhindert. Dadurch wird das Steuerventil auf die neutrale Position umgeschaltet, wodurch eine Zunahme der Verdrängung des Motors und damit das Auftreten einer Kavitation verhindert werden. Wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 ist, wird zudem die Erzeugung des Fahrsteuerdrucks als Reaktion auf einen Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 zugelassen, und damit können die Vorwärts- und die Rückwärtsfahrtrichtung mit einer geringen Drehzahl effizient umgeschaltet werden. Da die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B in der Fahrsteuerschaltung installiert sind, müssen sie nur niedrigen Drücken standhalten können, und die Hydraulikschaltung kann zu niedrigen Kosten bereitgestellt werden. Da das Steuerventil 12 als Reaktion auf einen Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 in die neutrale Stellung umgeschaltet wird, wird das von der Hauptpumpe 11 abgegebene Öl nicht zu der Antriebsschaltung für den Verfahrmotor 5 geleitet, und aus diesem Grund wird keine unnötige Last auf die Pumpe 11 aufgebracht. Da der neutrale Schalter 43, der einen Befehl für einen neutralen Fahrzustand ausgibt, vorgesehen ist und der Befehl für den neutralen Zustand die Steuerung durch die Steuereinheit 40 außer Kraft setzt, so dass ein Umschalten der elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B verhindert wird, kann ein stabiler neutraler Fahrzustand aufrechterhalten werden.
  • – Zweite Ausführungsform –
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 5 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm einer bei der zweiten Ausführungsform realisierten hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulischen Radbaggers. Es wird darauf hingewiesen, dass Bauteilen, die mit den in 2 gezeigten identisch sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind und dass sich die folgende Erläuterung auf die abweichenden Merkmale konzentriert.
  • Während bei der ersten Ausführungsform zwei elektromagnetisch gesteuerte Wegeventile 25A und 25B in der Fahrsteuerschaltung installiert sind, umfasst die zweite Ausführungsform ferner zwei elektromagnetisch gesteuerte Wegeventile 26A und 26B, die zwischen dem Steuerventil 12 und dem Bremsventil 14 angeordnet sind. Durch Umschalten der elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 26A und 26B wird, wie später beschrieben, das Strömen des mit Druck beaufschlagten Öls von der Hauptpumpe 11 zum Bremsventil 14 entweder zugelassen oder verhindert, während die Erzeugung eines Fahrsteuerdrucks selbst, anders als bei der ersten Ausführungsform, zugelassen wird.
  • Die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B sind nicht mit der Steuereinheit 40, sondern nur mit dem neutralen Schalter 43 verbunden, um als Reaktion auf eine Betätigung des neutralen Schalters 43 umgeschaltet zu werden. Die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B werden als Reaktion auf einen Einschaltvorgang am neutralen Schalter 43 nämlich jeweils in die Position „b" umgeschaltet, und sie werden als Reaktion auf einen Ausschaltvorgang am neutralen Schalter jeweils in die Position „a" umgeschaltet.
  • Die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 26A und 26B werden durch die von der Steuereinheit 40 ausgeführte Verarbeitung auf eine ähnliche Weise umgeschaltet, wie unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben. Das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 26B wird nämlich in die Position „b" umgeschaltet, wenn die Drehzahl N des Motors als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 einmal die Referenzdrehzahl N1 übersteigt, und das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 26A wird in die Position „b" umgeschaltet, wenn die Drehzahl N des Motors als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 die Referenzdrehzahl N1 übersteigt. Wird die Drehzahl N des Motors nach einer Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1, werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 26A und 26B einzeln auf die Position „a" umgeschaltet.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird beim Ausführen einer Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 durch Niederdrücken der hinteren Seite nach der Überscheitung der Referenzdrehzahl N1 durch die Drehzahl N des Motors als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 der Steuerdruck auf das Steuerventil 12 aufgebracht, wodurch das Steuerventil aus der Position F auf die Position R umgeschaltet wird. Da das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 26B zu diesem Zeitpunkt auf die Position „b" umgeschaltet wird, wird das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe 11 nicht dem Bremsventil 14 zugeführt, wodurch ein Verbleiben des Ausgleichsventils 13 in der neutralen Position zugelassen wird, und der Motorantriebsdruck wird verringert, wie bei einem normalen Verlangsamungsvorgang, wie vorstehend beschrieben. Dadurch wird die Zunahme der Verdrängung des Motors minimiert, um das Auftreten einer Kavitation zu verhindern.
  • Wenn die Drehzahl N des Motors nach einer Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 wird, werden die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 26A und 26B in die Position „a" umgeschaltet, und das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe 11 wird zum Bremsventil 14 geleitet. Dadurch nehmen der Motorantriebsdruck und auch die Verdrängung des Motors zu. Da die Drehzahl N des Motors in dieser Situation niedrig ist, besteht kein Anlass zur Besorgnis hinsichtlich des Auftretens einer Kavitation, und die Vorwärtsfahrtrichtung und die Rückwärtsfahrtrichtung können effizient umgeschaltet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird bei der zweiten Ausführungsform mit den zwischen dem Steuerventil 12 und dem Bremsventil 14 angeordneten elektromagnetisch gesteuerten Wegeventilen 26A und 26B die Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Öls zum Bremsventil 14 als Reaktion auf eine Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 verhindert, wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 höher als die Referenzdrehzahl N1 ist, und wenn die Drehzahl des Verfahrmotors kleiner oder gleich der zulässigen Referenzdrehzahl N1 ist, wird die Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Öls zugelassen. Dadurch kann das Auftreten einer Kavitation mit einem hohen Grad an Effizienz verhindert werden.
  • – Dritte Ausführungsform –
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer gemäß der dritten Ausführungsform realisierten hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulischen Radbaggers. Es wird darauf hingewiesen, dass Bauteilen, die mit den in 2 gezeigten identisch sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet sind, und dass sich die folgende Erläuterung auf die abweichenden Merkmale konzentriert.
  • Eine Fahrsteuerschaltung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform. Während bei der ersten Ausführungsform zwei Steuerventile 23A und 23B und zwei Rückflussverlangsamungsventile 24A und 24B vorgesehen sind und die Steuerventile 23A und 23B als Reaktion auf einen Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite und einen Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 einzeln angetrieben werden, werden bei der dritten Ausführungsform nämlich ein einziges Steuerventil 23 und ein einziges Rückflussverlangsamungsventil 24 verwendet, und das Steuerventil 23 wird als Reaktion auf eine Betätigung des Gaspedals 22 angetrieben.
  • Ein Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 ist neben dem Rückflussverlangsamungsventil 24 angeschlossen. Wenn ein Elektromagnet 27F des Vorwärts-/Rückwärtsschaltventils 27 erregt wird, wird das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf eine Position F umgeschaltet, wenn ein Elektromagnet 27R des Vorwärts-/Rückwärtsschaltventils 27 erregt wird, wird das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf eine Position R umgeschaltet, und wenn die Elektromagnete 27F und 27R entmagnetisiert werden, wird das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf eine Position N umgeschaltet. Wenn das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 in die Position F oder in die Position R umgeschaltet wird, während das Gaspedal 22 niedergedrückt wird, wird ein Steuerdruck auf einen Steueranschluss des Steuerventils 22 aufgebracht, wodurch das Steuerventil 12 auf die Position F oder auf die Position R umgeschaltet wird. Wenn das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf die Position N umgeschaltet wird, wird kein Steuerdruck auf das Steuerventil 12 aufgebracht, und das Steuerventil 12 wird auf die Position N umgeschaltet.
  • 7 ist ein Blockdiagramm der Steuerschaltung, die das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 steuert. Es wird darauf hingewiesen, dass den Bauteilen, die mit den in 3 gezeigten identisch sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind. Der Drehzahlsensor 42 und ein Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 sind mit einer Steuereinheit 50 verbunden. Der Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 ist in der Bedienerkabine 3 installiert und kann in eine Position F, eine Position N oder eine Position R gebracht werden, um einen Befehl für ein Vorwärtsfahren des Fahrzeugs, für sein Rückwärtsfahren oder für die Einnahme eines neutralen Zustands auszugeben. Ein Kontaktpunkt F des Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalters ist über ein Relais 52 mit dem Elektromagneten 27F des Vorwärts-/Rückwärtsschaltventils 27 verbunden, wogegen ein Kontaktpunkt R des Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalters über ein Relais 53 mit dem Elektromagneten 27R verbunden ist. Die Steuereinheit 50 führt die nachstehend beschriebene Verarbeitung durch und gibt ein Steuersignal an Spulen der Relais 52 und 53 aus.
  • 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von der Steuereinheit 50 ausgeführt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass Schritten, die mit den in 4 gezeigten identisch sind, die gleichen Schrittnummern zugeordnet sind und dass sich die Erläuterung auf die abweichenden Merkmale konzentrieret. Nachdem im Schritt S2 festgestellt wurde, dass die Flagge auf 0 gesetzt ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S14 fortgesetzt, um eine Entscheidung zu fällen, ob der Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 gegenwärtig auf die Position F gesetzt ist oder nicht. Wird im Schritt S14 eine bestätigende Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S15 fortgesetzt, um der Spule des Relais 53 Strom zuzuführen. Als Reaktion wird das Relais 53 auf einen Kontaktpunkt „b" umgeschaltet, wodurch verhindert wird, dass der Elektromagnet 27R erregt wird. Wird im Schritt S14 andererseits eine negative Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S17 fortgesetzt, in dem entschieden wird, ob der Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 gegenwärtig auf die Position R gesetzt ist oder nicht. Wird im Schritt S17 eine bestätigende Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S18 fortgesetzt, um der Spule des Relais 52 Strom zuzuführen. Als Reaktion wird das Relais auf einen Kontaktpunkt „b" geschaltet, wodurch verhindert wird, dass der Elektromagnet 27F erregt wird. Befindet sich der Schalter in der Position N, wird im Schritt S17 eine negative Entscheidung gefällt, und der Vorgang wird zurückgesetzt.
  • Der Vorgang wird mit einem Schritt S19 fortgesetzt, nachdem im Schritt S1 bestimmt wurde, dass die Drehzahl N des Motors kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 ist. Im Schritt S19 wird die Stromzufuhr zu den Spulen der Relais 52 und 53 unterbrochen. Als Reaktion werden die beiden Relais 52 und 53 auf die Kontaktpunkte „a" umgeschaltet.
  • Wird bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform der Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 auf die Position F gestellt, während sich das Fahrzeug beispielsweise in einem stationären Zustand befindet und das Gaspedal 22 niedergedrückt wird, werden die Relais 52 und 53 auf die Position „a" umgeschaltet, und der Elektromagnet 27F wird erregt (Schritt S19). Dadurch wird das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf die Position F umgeschaltet, der Steuerdruck wird auf das Steuerventil 12 aufgebracht, und das Steuerventil 12 wird wiederum auf die Position F umgeschaltet. Bei so umgeschaltetem Steuerventil wird das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe 11 zum Verfahrmotor 5 geleitet, und das Fahrzeug beginnt, sich vorwärts zu bewegen.
  • Übersteigt die Drehzahl des Verfahrmotors 5 einmal die Referenzdrehzahl N1, wird das Relais 53 in die Position „b" umgeschaltet, und die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten 27R wird beendet (Schritt S15). In diesem Zustand wird der Elektromagnet 27R selbst dann nicht erregt, wenn der Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 auf die Position R bewegt wird, d. h. wenn ein Rückwärtsbetrieb am Schalter 51 ausgeführt wird, und das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 wird auf die Position N umgeschaltet. Die Erzeugung eines Fahrsteuerdrucks wird so verhindert, das Steuerventil 12 wird in die neutrale Position umgeschaltet, und auch das Ausgleichsventil 13 wird in die neutrale Position umgeschaltet, was zu einer Verringerung des Motorantriebsdrucks aufgrund der normalen Bremsfunktion führt, wodurch eine Zunahme der Verdrängung des Motors verhindert wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird das Relais 53 auf die Position „a" umgeschaltet, wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 nach einem Einstellen des Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalters 51 auf die Position R einmal kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 wird, und der Elektromagnet 27R wird erregt (Schritt S19). Als Reaktion wird das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27 auf die Position R umgeschaltet, und das Steuerventil 12 wird ebenfalls auf die Position R umgeschaltet. Dadurch nimmt der Motorantriebsdruck zu, wodurch die Verdrängung des Motors erhöht wird. Da die Drehzahl N des Motors jedoch niedrig ist, tritt keine Kavitation auf.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Fahrsteuerschaltung gemäß der dritten Ausführungsform das Vorwärts-/Rückwärtsschaltventil 27, das durch einen Schaltvorgang umgeschaltet werden kann, und wenn die Drehzahl des Verfahrmotors 5 höher als die Referenzdrehzahl N1 ist, wird ein Umschalten des Vor wärts-/Rückwärtsschaltventils 27 als Reaktion auf eine Rückwärtsbetätigung des Schalters 51 verhindert, um die Erzeugung eines Fahrsteuerdrucks zu verhindern. Da keine Zunahme der Verdrängung des Motors zugelassen wird, wird dementsprechend das Auftreten einer Kavitation verhindert.
  • – Vierte Ausführungsform –
  • Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben.
  • 9 ist ein Schaltungsdiagramm einer bei der vierten Ausführungsform realisierten hydraulischen Verfahrschaltung des hydraulischen Radbaggers. Es wird darauf hingewiesen, dass Bauteilen, die mit den in 2 gezeigten identisch sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind und dass sich die folgende Erläuterung auf die abweichenden Merkmale konzentriert.
  • Während bei der ersten Ausführungsform zwei elektromagnetisch gesteuerte Wegeventile 25A und 25B in der Fahrsteuerleitung installiert sind, umfasst die vierte Ausführungsform ferner ein in einer Antriebsdruckzufuhrleitung, die sich vom Wechselventil 16 zum Steuerkolben 17 und zum Servokolben 18 erstreckt, installiertes, elektromagnetisch gesteuertes Wegeventil 28. Wie in 9 gezeigt, wird ein Antriebsdruck zu den Kolben 17 und 18 geleitet, wenn das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 auf die Position „a" umgeschaltet wird, und die Verdrängung des Motors nimmt einen Wert an, der dem Antriebsdruck entspricht. Wenn das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 in eine Position „b" umgeschaltet wird, wird die Zufuhr des Antriebsdrucks vom Wechselventil 16 zu den Kolben 17 und 18 eingestellt, wodurch die Verdrängung des Motors auf den minimalen Wert eingestellt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B nicht an eine Steuereinheit 60 angeschlossen sind und als Reaktion auf eine Betätigung des neutralen Schalters 43 umgeschaltet werden, wie bei der zweiten Ausführungsform.
  • 10 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 steuert. Es wird darauf hingewiesen, dass den Bauteilen, die mit den in 3 gezeigten identisch sind, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind. Der Drehzahlsensor 42 und die Druckschalter 41A und 41B sind mit der Steuereinheit 60 verbunden. Die Steuereinheit 60 führt als Reaktion auf von dem Drehzahlsensor und den Druckschaltern in sie eingegebene Signale die folgende Verarbeitung durch und gibt ein Steuersignal an einen Elektromagneten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 28 aus.
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von der Steuereinheit 60 ausgeführt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass den Schritten, die mit den in 4 gezeigten identisch sind, die gleichen Schrittnummern zugewiesen sind und dass sich die folgende Erläuterung auf die abweichenden Merkmale konzentriert. Der Vorgang wird mit einem Schritt S21 fortgesetzt, nachdem im Schritt S1 eine negative Entscheidung getroffen wurde, und im Schritt S21 wird der Wert einer Flagge F sichergestellt. Die Flagge F wird auf 1 gesetzt (Schritt S24), wenn die Drehzahl des Motors nach einem Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 die Referenzdrehzahl N1 übersteigt. Wird im Schritt S21 bestimmt, dass der Wert der Flagge 0 ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S22 fortgesetzt, um den Wert einer Flagge R sicherzustellen. Die Flagge R wird auf 1 gesetzt (Schritt S26), wenn die Drehzahl des Motors nach einem Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals die Referenzdrehzahl N1 übersteigt. Wird im Schritt S22 bestimmt, dass der Wert der Flagge R 0 ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S23 fortgesetzt.
  • Im Schritt S23 wird auf der Grundlage eines von dem Druckschalter 41A gelieferten Signals eine Entscheidung gefällt, ob ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde oder nicht. Wird im Schritt S23 eine bestätigende Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S24 fortgesetzt, um die Flagge F auf 1 zu setzen, bevor der Vorgang zurückgestellt wird. Wird im Schritt S23 eine negative Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S25 fortgesetzt, um auf der Grundlage eines von dem Druckschalter 41B gelieferten Signals eine Entscheidung zu fällen, ob ein Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde. Der Vorgang wird mit einem Schritt S26 fortgesetzt, wenn im Schritt S25 eine bestätigende Entscheidung gefällt wird, wogegen der Vorgang zurückgestellt wird, wenn im Schritt S25 eine negative Entscheidung gefällt wird. Im Schritt S26 wird die Flagge R auf 1 gesetzt, und dann wird der Vorgang zurückgestellt.
  • Wird im Schritt S21 bestimmt, dass die Flagge F auf 1 gesetzt ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S27 fortgesetzt, um auf der Grundlage eines vom dem Druckschalter 41B gelieferten Signals eine Entscheidung zu fällen, ob ein Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde oder nicht. Wird im Schritt S27 eine bestätigende Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S29 fortgesetzt, um ein Steuersignal an den Elektromagneten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 28 auszugeben und das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 in die Position „b" umzuschalten. Wird im Schritt S27 eine negative Entscheidung gefällt, wird der Vorgang mit einem Schritt S30 fortgesetzt, um ein Steuersignal an den Elektromagneten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 28 auszugeben und das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 auf die Position „a" umzuschalten.
  • Wird im Schritt S22 andererseits entschieden, dass die Flagge R auf 1 gesetzt ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S28 fortgesetzt, um auf der Grundlage eines von dem Druckschalter 41A gelieferten Signals zu entscheiden, ob ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wurde oder nicht. Der Vorgang wird mit dem Schritt S29 fortgesetzt, wenn im Schritt S28 eine bestätigende Entscheidung getroffen wird, wogegen der Vorgang mit dem Schritt S30 fortgesetzt wird, wenn im Schritt S28 eine negative Entscheidung gefällt wird.
  • Wenn im Schritt S1 bestimmt wird, dass die Drehzahl N des Motors kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1 ist, wird der Vorgang mit einem Schritt S31 fortgesetzt. Im Schritt S31 wird ein Steuersignal an den Elektromagneten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils 28 ausgegeben, wodurch das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 auf die Position „a" umgeschaltet wird. Dann wird die Flagge F in einem Schritt S32 auf 0 gesetzt, und die Flagge R wird in einem Schritt S33 auf 0 gesetzt.
  • Wenn bei der vierten Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Struktur beispielsweise ein Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite des Gaspedals 22 ausgeführt wird, wird das Steuerventil 12 in die Position F umgeschaltet, und das mit Druck beaufschlagte Öl von der Hauptpumpe 11 veranlasst eine Drehung des Verfahrmotors 5. Zu diesem Zeitpunkt wird das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 mittels der vorstehend beschriebenen Ver arbeitung (Schritt S31) auf die Position „a" umgeschaltet, der Antriebsdruck wird zu den Kolben 17 und 18 geleitet, und die Verdrängung des Motors nimmt einen Wert an, der dem Antriebsdruck entspricht.
  • Während die Flagge F auf 1 gesetzt wird (Schritt S24), wenn die Drehzahl des Motors die Referenzdrehzahl N1 einmal übersteigt, bleibt das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 in der Position „a" (Schritt S30), solange kein Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 ausgeführt wird. Wird in diesem Zustand ein Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 ausgeführt, wird das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 auf die Position „b" umgeschaltet (Schritt S29). Die Zufuhr des Antriebsdrucks zu den Kolben 17 und 18 wird damit unterbrochen, und da die Verdrängung des Motors auf den minimalen Wert eingestellt wird, wird das Auftreten einer Kavitation verhindert.
  • Wird die Drehzahl des Motors nach einem Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 kleiner oder gleich der Referenzdrehzahl N1, wird das elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 auf die Position „a" umgeschaltet (Schritt S31). Als Reaktion wird der Antriebsdruck den Kolben 17 und 18 zugeführt, wodurch die Verdrängung des Motors erhöht wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird bei der vierten Ausführungsform, die das in der Antriebsdruckzufuhrleitung, die sich vom Wechselventil 16 zu den Kolben 17 und 18 erstreckt, installierte elektromagnetisch gesteuerte Wegeventil 28 umfasst, eine Zunahme der Verdrängung des Motors durch Verhindern der Zufuhr des Antriebsdrucks zu den Kolben 17 und 18 verhindert, wenn in einem Zustand, in dem die Drehzahl des Verfahrmotors 5 höher als die Referenzdrehzahl N1 ist, eine Rückwärtsbetätigung des Gaspedals 22 ausgeführt wird. Dadurch kann das Auftreten einer Kavitation verhindert werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Trägheitskraft ebenso in Wechselbeziehung zu dem Anstieg der Fahrbahnoberfläche und dem Fahrzeuggewicht sowie der Drehzahl des Motors steht, obwohl gemäß der vorstehenden Erläuterung eine Zunahme der Verdrängung des Motors entsprechend der Drehzahl des Verfahrmotors 5 zugelassen oder verhindert wird. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Referenzdrehzahl N1 unter Berücksichtigung auch dieser Faktoren einzustellen, um das Auftreten einer Kavitation zuverlässig zu verhindern.
  • Wenn der Anstieg der Fahrbahnoberfläche berücksichtigt werden soll, kann beispielsweise ein Neigungssensor an dem Fahrzeug montiert sein, um den Anstieg der Fahrbahnoberfläche zu erfassen, und die Referenzdrehzahl N1 sollte auf einen kleineren Wert eingestellt werden, wenn der Neigungswinkel größer wird, d. h. wenn die Trägheitskraft zunimmt, wie in 12 dargestellt.
  • Soll das Fahrzeuggewicht berücksichtigt werden, sollte auf der Grundlage einer vorgegebenen Beziehung, wie der in 13(a) gezeigten, eine dem Neigungswinkel einer Abwärtsneigung entsprechende Solldrehzahl NA für den Verfahrmotor 5 berechnet werden. Dann wird auf der Grundlage einer Beziehung, wie der in 13(b) gezeigten, bestimmt, dass das Fahrzeuggewicht größer ist, wenn die Differenz zwischen der Solldrehzahl NA und der tatsächlichen Drehzahl N größer wird, und die Referenzdrehzahl N1 sollte bei einem schwereren Fahrzeug auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden.
  • Statt einer Erfassung der Drehzahl des Verfahrmotors 5 kann eine physikalische Größe erfasst werden, die mit der Drehzahl des Motors in Wechselbeziehung steht. So kann beispielsweise die Dreh zahl der Ausgangswelle des Getriebes 7 erfasst werden, und die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A, 25B, 26A, 26B und 28 und die Relais 52 und 56 können abhängig davon umgeschaltet werden, ob der erfasste Wert eine Referenzdrehzahl N1 übersteigt oder nicht. In diesem Fall sollte die Referenzdrehzahl N1 für die Ausgangswelle entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes eingestellt werden. Die Referenzdrehzahl sollte nämlich im Vergleich zum Einlegen des hohen Gangs (einem kleinen Übersetzungsverhältnis) auf einen geringeren Wert eingestellt werden, wenn der niedrige Gang eingelegt ist (das Übersetzungsverhältnis groß ist).
  • Obwohl über einen Vorgang des Niederdrückens der vorderen Seite bzw. einen Vorgang des Niederdrückens der hinteren Seite des Gaspedals 22 oder über an dem Gaspedal 22 und dem Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 ausgeführte Vorgänge ein Vorwärtsbewegungsbefehl bzw. ein Rückwärtsbewegungsbefehl ausgegeben wird, können diese Befehle stattdessen über ein anderes Betätigungselement (beispielsweise einen Hebel) ausgegeben werden.
  • Obwohl ein Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 über die Druckschalter 41A und 41B oder den Vorwärts-/Rückwärts-Auswahlschalter 51 erfasst wird, kann ein Rückwärtsbetrieb des Gaspedals 22 stattdessen durch einen Grenzwertschalter oder dergleichen erfasst werden.
  • Obwohl die elektromagnetisch gesteuerten Wegeventile 25A und 25B und dergleichen bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein- und ausgeschaltet werden, wenn die Drehzahl des Motors einmal die Referenzdrehzahl N1 übersteigt, können sie stattdessen entsprechend der Drehzahl des Motors schrittweise umgeschaltet werden.
  • Obwohl der Selbstdruckverdrängungssteuerungsmechanismus des Verfahrmotors 5 die Verdrängung des Motors über einen vorgegebenen, relativ niedrigen Motorantriebsdruckbereich auf dem minimalen Verdrängungsniveau hält, kann die Verdrängung des Motors stattdessen ohne ein Einstellen eines derartigen vorgegebenen Bereichs entsprechend dem Motorantriebsdruck eingestellt werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Während vorstehend ein Beispiel erläutert wurde, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen hydraulischen Radbagger angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auch auf andere Typen von hydraulisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Baumaschinen wie Radladern und Lasterkränen angewendet werden.

Claims (10)

  1. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug, das umfasst: eine Hydraulikpumpe (11); einen Hydraulikmotor (5) mit variabler Verdrängung, um sich angetrieben durch mit Druck beaufschlagtes Öl von der Hydraulikpumpe zu bewegen; ein Motorverdrängungs-Steuermittel (17, 18), um eine Verdrängung des Hydraulikmotors in Übereinstimmung mit einem Antriebsdruck an dem Hydraulikmotor einzustellen; ein Arbeitsorgan (22), von dem ein Bewegungsbefehl für das Fahrzeug ausgegeben wird; eine Steuereinrichtung (12), die in Reaktion auf einen Betrieb des Arbeitselements angetrieben wird, um den Fluss von mit Druck beaufschlagtem Öl von der Hydraulikpumpe zu dem Hydraulikmotor zu steuern; dadurch gekennzeichnet, dass durch das Arbeitsorgan (22) ein Vorwärtsbewegungsbefehl und ein Rückwärtsbewegungsbefehl für das Fahrzeug ausgegeben werden und dass das Fahrzeug ferner umfasst: ein Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B), um einen Rückwärtsbetrieb des Arbeitsorgans zu detektieren, der in einer Rückwärtsrichtung erfolgt, die zu einer Richtung, in der sich das Fahrzeug vorwärts bewegt, entgegengesetzt ist; und ein Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B), das arbeitet, um das Auftreten einer Kavitation bei dem Hydraulikmotor zu verhindern, wenn durch das Rückwärtsbetrieb- Detektionsmittel der Rückwärtsbetrieb an dem Arbeitsorgan detektiert wird.
  2. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B) ein Verdrängungssteuerkreis ist, der eine Zunahme der Verdrängung des Hydraulikmotors (5) verhindert, wenn durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B) der Rückwärtsbetrieb bei dem Arbeitsorgan (22) detektiert wird.
  3. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B) ein Betriebssignalsteuerkreis ist, der ein Betriebssignal von dem Arbeitsorgan (22) blockiert, wenn durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B) der Rückwärtsbetrieb des Arbeitsorgans detektiert wird.
  4. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B) ein Unterbrechungssteuerkreis ist, der den Fluss von mit Druck beaufschlagtem Öl von der Hydraulikpumpe (11) zu dem Hydraulikmotor (5) unterbricht, wenn durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B) der Rückwärtsbetrieb bei dem Arbeitsorgan (22) detektiert wird.
  5. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B) ein Antriebsdruckreduzierungskreis für die Motorverdrängungssteuerung ist, der den Antriebsdruck anhand der Steuerung der Verdrängung des Hydraulikmotors (5) reduziert, wenn durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B) der Rückwärtsbetrieb bei dem Arbeitsorgan (22) detektiert wird.
  6. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner umfasst: ein Drehzahl-Detektionsmittel (42), um eine physikalische Größe zu detektieren, die mit einer Drehzahl des Hydraulikmotors (5) korreliert ist, wobei: das Kavitationsverhinderungsmittel (25A, 25B) in der Weise arbeitet, dass es das Auftreten eine Kavitation verhindert, wenn die physikalische Größe, die durch das Drehzahl-Detektionsmittel detektiert wird, einen Referenzwert übersteigt und durch das Rückwärtsbetrieb-Detektionsmittel (41A, 41B) der Rückwärtsbetrieb bei dem Arbeitsorgan (22) detektiert wird.
  7. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei: die physikalische Größe eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist und der Referenzwert auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn das Übersetzungsverhältnis zunimmt.
  8. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 6, das ferner umfasst: ein Trägheitskraft-Detektionsmittel, um eine auf das Fahrzeug wirkende Trägheitskraft zu detektieren, wobei: der Referenzwert auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn eine größere Trägheitskraft detektiert wird.
  9. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei: das Trägheitskraft-Detektionsmittel einen Anstieg der Fahrbahnoberfläche detektiert und der Referenzwert auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn der Anstieg steiler wird.
  10. Hydraulisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei: das Trägheitskraft-Detektionsmittel ein Fahrzeuggewicht detektiert und der Referenzwert auf einen kleineren Wert gesetzt wird, wenn das Fahrzeuggewicht größer wird.
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