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TECHNISCHER BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisch angetriebenes Fahrzeug,
wie einen hydraulischen Radbagger mit einem Verfahrmotor mit variabler
Verdrängung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Außenansicht
eines hydraulischen Radbaggers, auf den die vorliegende Erfindung
angewendet wird;
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des
hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform;
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die elektromagnetisch gesteuerte
Wegeventile gemäß 2 steuert;
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von einer
in 3 gezeigten Steuereinheit ausgeführt werden
kann;
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5 ist
ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des
hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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6 ist
ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des
hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform;
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7 ist
ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung die ein Vorwärts-/Rückwärtsschalten
eines Ventils gemäß 6 steuert;
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung, die von einer
in 7 gezeigten Steuereinheit ausgeführt werden
kann;
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9 ist
ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Verfahrschaltung des
hydraulisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform;
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10 ist
ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung, die ein elektromagnetisch
gesteuertes Wegeventil gemäß 9 steuert;
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11 zeigt
ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung, die von einer in 10 gezeigten
Steuereinheit ausgeführt
werden kann;
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12 zeigt
ein Beispiel der Referenzdrehzahleinstellung, die beim Umschalten
des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils verwendet werden kann;
und
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13 zeigt
ein weiteres Beispiel der Referenzdrehzahleinstellung, die beim
Umschalten des elektromagnetisch gesteuerten Wegeventils verwendet
werden kann.
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BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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– Erste
Ausführungsform –
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend
wird der Vorgang beschrieben, der die erste Ausführungsform kennzeichnet, für die die
vorstehend beschriebene Struktur verwendet wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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– 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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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.