FR2919676A1 - Engin de travaux publics. - Google Patents
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Abstract
Dans un engin de travaux publics (1), une unité de commande (10) commande un moteur (2) d'après une courbe de puissance de moteur indiquant une relation entre un régime du moteur et un couple de sortie du moteur. L'unité de commande (10) calcule ensuite la puissance d'absorption au braquage Lp, c'est-à-dire une puissance d'absorption d'une pompe hydraulique (5) et change la courbe de puissance du moteur servant à commander le moteur (2) d'après la puissance Lp d'absorption au braquage.
Description
Société dite : Komatsu Ltd. Engin de travaux publics
Invention de : HAYASHI Kazuhiko NAKATA Kazushi FUKASAWA Toshihiko
Priorité d'une demande de brevet déposée au Japon le 30 juillet 2007 sous le n 2007-197677
2 Engin de travaux publics
La présente demande est relative à un engin de travaux publics et, en particulier, concerne un engin de travaux à direction hydrostatique.
Il existe des engins de travaux publics qui se déplacent du fait de la transmission de puissance d'un moteur à des roues motrices gauche et droite par un premier mécanisme de transmission de puissance à convertisseur et transmission de couple, etc. De tels engins de travaux à direction hydrostatique comprennent une pompe hydraulique à huile entraînée par un moteur, un moteur hydraulique entraîné par de l'huile sous pression provenant de la pompe hydraulique, et un second mécanisme de transmission de puissance qui transmet la force d'entraînement du moteur hydraulique aux roues motrices gauche et droite. On fait donc tourner l'engin en créant une différence de vitesse entre les roues motrices gauche et droite en utilisant la force d'entraînement du moteur hydraulique.
Avec ce type de direction hydrostatique pour engin de travaux, une partie du couple de rendement du moteur sert de couple d'absorption pour la pompe hydraulique afin de faire tourner l'engin, et le reste du couple de rendement du moteur sert de couple d'absorption du convertisseur de couple pour faire avancer l'engin. Il est donc à craindre que le couple d'absorption du convertisseur de couple ne diminue fortement et que les performances de traction ne chutent lorsque le couple d'absorption de la pompe hydraulique s'accroît par suite d'augmentations des efforts de braquage. En outre, il est à craindre que la vitesse du moteur ne chute lorsque la charge s'exerçant sur le moteur devient forte. Avec l'engin de travaux à direction hydrostatique selon la technique évoquée, il existe des engins de travaux dans lesquels le couple d'absorption d'une pompe hydraulique est commandé d'après le rapport de vitesse du convertisseur de couple (se reporter à la demande de brevet japonais n 2005-273902). Le rapport de vitesse du convertisseur de couple diminue ou augmente en fonction des accroissements et des diminutions des efforts liés à la circulation. Cet engin de travaux est par conséquent apte à maîtriser le couple d'absorption de la pompe hydraulique de telle manière que les performances au braquage deviennent prioritaires lorsque les efforts lors de la circulation sont relativement faibles. En outre, il est possible de commander le couple d'absorption de la pompe hydraulique de telle manière que les performances requises au braquage soient assurées même lorsque les efforts liés à la circulation sont relativement grands.
3 Cependant, même avec les engins de travaux publics selon la technique antérieure décrits ci-dessus, le régime du moteur et les performances de fraction peuvent diminuer lorsque l'effort de braquage est grand du fait de l'augmentation du couple d'absorption de la pompe hydraulique.
Le problème que cherche à résoudre la présente invention consiste par conséquent à proposer un engin de travaux publics capable de supprimer la réduction de vitesse du moteur et la réduction des performances de traction pendant une prise de virage. L'engin de travaux publics selon un premier aspect de la présente invention comprend un moteur, une roue motrice gauche et une roue motrice droite, un premier mécanisme de transmission de puissance, une pompe hydraulique, un mécanisme de prise de virage et une unité de commande. La roue motrice gauche et la roue motrice droite sont entraînées par la force d'entraînement issue du moteur. Le premier mécanisme de transmission de puissance transmet à la roue motrice gauche et à la roue motrice droite la force d'entraînement issue du moteur. La pompe hydraulique est entraînée par la force d'entraînement issue du moteur. Le mécanisme de prise de virage comporte un moteur hydraulique entraîné par de l'huile sous pression délivrée par la pompe hydraulique et un second mécanisme de transmission de puissance qui transmet la force d'entraînement du moteur hydraulique à la roue motrice droite et à la roue motrice gauche. Le mécanisme de prise de virage fait tourner l'engin de travaux en créant une différence de vitesse de rotation entre la roue motrice droite et la vitesse de rotation de la roue motrice gauche. L'unité de commande commande le moteur d'après une courbe de puissance de moteur indiquant une relation entre un régime de moteur et un couple de rendement de moteur. L'unité de commande calcule la puissance d'absorption, c'est-à-dire une puissance d'absorption d'une pompe hydraulique, et modifie la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur d'après la puissance d'absorption. Avec cet engin de travaux publics, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur peut être modifiée d'après la puissance d'absorption. En l'occurrence, il est possible de modifier le couple de rendement de moteur d'après la puissance d'absorption. La puissance d'absorption est modifiée d'après les efforts de braquage. Par conséquent, il est possible de commander de façon appropriée le couple de rendement de moteur d'après les efforts de braquage dans l'engin de travaux. De la sorte, il est possible de supprimer les baisses de vitesse du régime et de performances de traction lors d'une prise de virage.
4 L'engin de travaux publics, selon un deuxième aspect de la présente invention, consiste en l'engin de travaux selon le premier aspect de la présente invention, dans lequel l'unité de commande modifie la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur pour passer à une courbe de puissance de moteur à couple élevé lorsque la puissance d'absorption augmente. Avec cet engin de travaux publics, l'unité de commande modifie la courbe de puissance du moteur pour passer à une courbe de puissance de moteur à couple élevé en fonction d'accroissements de la puissance d'absorption, et commande le moteur. Le couple d'absorption est accru en fonction d'accroissements des efforts de to braquage. Par conséquent, il est possible d'accroître la puissance de rendement du moteur d'après des augmentations des efforts de braquage en modifiant la courbe du couple moteur, comme décrit plus haut, pour passer à une courbe de couple moteur à couple élevé. De la sorte, il est possible de supprimer les baisses de régime du moteur et des performances de traction lorsque les efforts de braquage augmentent 15 dans l'engin de travaux. L'engin de travaux publics, selon un troisième aspect de la présente invention, consiste en l'engin de travaux selon le deuxième aspect de la présente invention, dans lequel l'unité de commande est apte à exécuter de manière sélective un premier mode de commande qui vise un fort rendement de moteur et un second 20 mode de commande qui vise un faible rendement de moteur. L'unité de commande est également apte à modifier la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur dans des premières limites prédéterminées lorsque le premier mode de commande est sélectionné, et est apte à modifier la courbe de puissance du moteur servant à commander le moteur dans un second intervalle prédéterminé englobant un 25 couple inférieur à celui du premier intervalle lorsque le second mode de commande est sélectionné. Avec cet engin de travaux publics, dans le premier mode de commande qui vise un fort rendement de moteur, le moteur est commandé à l'aide d'une courbe de couple moteur dans le premier intervalle où le couple de rendement de moteur est 30 relativement grand. Par conséquent, il est possible d'obtenir un fonctionnement puissant avec de plus grandes performances de travail et de meilleures performances de circulation. En outre, la courbe de couple moteur est modifiée dans le premier intervalle d'après la puissance d'absorption. Par conséquent, il est possible, d'après les efforts de braquage, de commander de façon appropriée le couple de rendement du 35 moteur. Cela signifie qu'il est possible de supprimer les baisses de régime de moteur et de performances de traction pendant une prise de virage. Par ailleurs, dans le second mode de commande qui vise un faible rendement de moteur, le moteur est commandé à l'aide d'une courbe de couple moteur dans le second intervalle où le couple de rendement de moteur est relativement faible. Un fonctionnement avec une 5 excellente consommation de carburant et dans lequel la consommation de carburant de l'engin de travaux est réduite est par conséquent possible. En outre, il est possible de modifier la courbe de couple moteur pour passer à celle du second intervalle d'après cette puissance d'absorption. Cela signifie qu'il est possible de commander de manière appropriée le couple de rendement de moteur en fonction des efforts de Io braquage même lors de l'exécution du second mode de commande qui vise un faible rendement de moteur. Par conséquent, il est possible de supprimer les baisses de régime du moteur et de performances de traction pendant une prise de virage. L'engin de travaux publics selon un quatrième aspect de la présente invention consiste en l'engin de travaux selon le premier aspect de la présente 15 invention, où le premier mécanisme de transmission de puissance a un convertisseur de couple à embrayage de verrouillage. L'unité de commande modifie donc la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur d'après la puissance d'absorption lorsque l'embrayage de verrouillage est en prise. Lorsque l'embrayage de verrouillage du convertisseur de couple est en prise, 20 un arbre de sortie du moteur et un côté sortie du convertisseur de couple sont directement accouplés. Par conséquent, la vitesse du moteur peut chuter particulièrement facilement du fait de la charge du côté sortie du convertisseur de couple transmise au moteur. Cependant, avec cet engin de travaux publics, la courbe de puissance du 25 moteur est modifiée d'après la puissance d'absorption lorsque l'embrayage de verrouillage est en prise. Par conséquent, il est possible de supprimer la baisse de la vitesse du moteur. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins 30 annexés sur lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique représentant une configuration pour un engin de travaux publics ; la Fig. 2 est une vue illustrant des exemples de courbes de puissance d'un moteur ;
6 la Fig. 3 est un graphique illustrant une relation entre la vitesse du moteur et une valeur de signal d'instruction envoyée à une première soupape de commande de pompe hydraulique ; la Fig. 4 est un graphique illustrant une relation entre une valeur d'instruction envoyée à une soupape de commande de débit et une première capacité de pompe ; et la Fig. 5 est un tableau présentant un changement de courbe de puissance de moteur en réponse à la puissance d'absorption de braquage. 1. Première configuration Une vue schématique de la configuration d'un engin de travaux publics 1 selon une première forme de réalisation de la présente invention est représentée sur la Fig. 1. Cet engin de travaux publics 1 est, par exemple, un bouteur équipé d'un moteur 2, d'un premier mécanisme de transmission de puissance 3, d'une paire de dispositifs de circulation 4a, 4b, d'une première pompe hydraulique 5, d'un mécanisme de prise de virage 6, d'un accessoire de travail 7, d'un mécanisme de refroidissement 8, d'un poste de commande 9, de divers capteurs et d'une unité de commande 10, etc. 1-1. Moteur 2 Le moteur 2 est un moteur diesel. Le rendement du moteur 2 est commandé en régulant une quantité de carburant injectée depuis une pompe (non représentée) d'injection de carburant. La régulation de la quantité de carburant injectée s'effectue à l'aide d'un régulateur 11 installé dans la pompe d'injection de carburant, commandé par l'unité de commande 10. Un régulateur classique pour un système de commande de tous régimes peut servir de régulateur 11. Le régime du moteur et la quantité de carburant injectée sont donc régulés d'après la charge de façon que la vitesse réelle du moteur devienne la vitesse de moteur établie par l'unité de commande 10. La force d'entraînement du moteur 2 est répartie entre le premier mécanisme de transmission de puissance 3, la première pompe hydraulique 5 et une seconde pompe hydraulique 12 décrite plus loin par l'intermédiaire d'un ensemble de prise de puissance (non représenté). 1-2. Premier mécanisme de transmission de puissance 3 Le premier mécanisme de transmission de puissance 3 est un mécanisme servant à transmettre la force d'entraînement du moteur 2 à la paire de dispositifs de circulation 4a, 4b et comprend un convertisseur de couple 13, une transmission 14, un pignon conique 15, un arbre horizontal 16, une paire de mécanismes d'engrenages
7 planétaires 17a, 17b, une paire d'ensembles de freins 18a, 18b et une paire d'engrenages réducteurs finals 19a, 19b. Le convertisseur de couple 13 est accouplé avec un arbre de sortie du moteur 2. Ce convertisseur de couple 13 comporte un embrayage de verrouillage 20 qui accouple directement le côté entrée et le côté sortie du convertisseur de couple 13. L'embrayage de verrouillage 20 peut être commuté entre une position de marche et une position de repos par de l'huile sous pression fournie par une pompe hydraulique (non représentée). L'alimentation en huile sous pression de l'embrayage de verrouillage 20 est commandée par une soupape d'actionnement 21 de convertisseur de couple commandée par un signal d'instruction issu de l'unité de commande 10. Ici, la position de "marche" désigne celle où l'embrayage est en prise, et la position de "repos" désigne celle où l'embrayage n'est pas en prise. La transmission 14 comporte un embrayage hydraulique de marche avant 22 et un embrayage hydraulique de marche arrière 23. La progression en marche avant ou en marche arrière a donc lieu du fait de la sélection de la position de marche de l'embrayage hydraulique de marche avant 22 ou de l'embrayage hydraulique de marche arrière 23. L'embrayage hydraulique de marche avant 22 et l'embrayage hydraulique de marche arrière 23 peuvent être basculés entre la position de marche et la position de repos par de l'huile sous pression fournie par la pompe hydraulique (non représentée). En outre, la transmission 14 comprend un embrayage hydraulique de première vitesse 24, un embrayage hydraulique de deuxième vitesse 25 et un embrayage hydraulique de troisième vitesse 26. Il est donc possible de changer de vitesse en sélectionnant l'un de ces embrayages de changement de vitesse pour le mettre en position de marche. L'embrayage hydraulique de première vitesse 24, l'embrayage hydraulique de deuxième vitesse 25 et l'embrayage hydraulique de troisième vitesse 26 peuvent être actionnés entre la position de marche et la position de repos par de l'huile sous pression fournie par la pompe hydraulique (non représentée).
La fourniture d'huile sous pression à l'embrayage hydraulique de marche avant 22, à l'embrayage hydraulique de marche arrière 23, à l'embrayage hydraulique de première vitesse 24, à l'embrayage hydraulique de deuxième vitesse 25 et à l'embrayage hydraulique de troisième vitesse 26 est commandée par une soupape de fonctionnement 27 de transmission. La soupape de fonctionnement de transmission 27 peut être commandée par un signal d'instruction issu de l'unité de commande 10.
8 La force d'entraînement du moteur 2 délivrée par la transmission 14 est transmise à la paire de mécanismes d'engrenages planétaires 17a, 17b par l'intermédiaire du pignon conique 15 et de l'arbre horizontal 16. Un arbre de sortie fixé à un porte-planétaire d'un mécanisme d'engrenages planétaires gauche 17b de la paire de mécanismes d'engrenages planétaires 17a, 17b est accouplé avec une roue dentée gauche 28b (roue d'entraînement gauche) décrite plus loin par l'intermédiaire de l'ensemble de frein gauche 18b et du réducteur final gauche 19b. Un arbre de sortie fixé à un porte-planétaire d'un mécanisme d'engrenages planétaires droit 17a est accouplé avec une roue dentée droite 28a (roue d'entraînement droite) décrite plus loin par l'intermédiaire d'un ensemble de frein droit 18a et d'un réducteur final droit 19a. La force d'entraînement transmise en chaque couronne dentée des mécanismes d'engrenages planétaires 17a, 17b depuis l'arbre horizontal 16 est transmise depuis le porte-planétaire des mécanismes d'engrenages planétaires 17a, 17b aux roues dentées 28a, 28b de chaque dispositif de circulation 4a, 4b par l'intermédiaire de chacun des réducteurs finals 19a, 19b. 1-3. Dispositifs de circulation 4a, 4b Les dispositifs de circulation 4a, 4b comprennent la roue dentée gauche 28b et la roue dentée droite 28a, et des chenilles 29a, 29b enroulées autour de chaque roue dentée 28a, 28b. Comme décrit plus haut, la force d'entraînement émanant du moteur 2 est transmise aux roues dentées 28a, 28b par l'intermédiaire du premier mécanisme de transmission de puissance 3. Lorsque les roues dentées 28a, 28b sont entraînées en rotation, les chenilles 29a, 29b enroulées autour des roues dentées 28a, 28b sont entraînées et l'engin de travaux 1 se déplace donc. De la sorte, une partie de la puissance du moteur 2 est consommée pour faire circuler l'engin de travaux 1. 1-4. Première pompe hydraulique 5 La première pompe hydraulique 5 est entraînée par la force d'entraînement émanant du moteur 2 et émet de l'huile sous pression afin d'entraîner un vérin hydraulique 31 de l'accessoire de travail 7 décrit plus loin et un moteur hydraulique 32 du mécanisme de prise de virage 6. La première pompe hydraulique 5 est une pompe hydraulique du type à cylindrée variable permettant de commander la capacité de refoulement en réglant un angle d'un disque flottant. Un mécanisme de réglage 33 d'angle de disque flottant servant à régler l'angle de disque flottant et une soupape de commande 34 (ci-après appelée "soupape de commande 34 de première pompe hydraulique") servant à limiter le couple de la première pompe hydraulique 5 sont montés dans la première pompe hydraulique 5. La soupape de commande 34 de
9 première pompe hydraulique est une soupape électromagnétique de commande proportionnelle. L'unité de commande 10 permet de commander la capacité de refoulement de la première pompe hydraulique 5 et commande la valeur limite supérieure pour le couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 en commandant un signal d'instruction pour la soupape de commande 34 de première pompe hydraulique. 1-5. Mécanisme de prise de virage 6 Le mécanisme de prise de virage 6 est un mécanisme pour faire tourner l'engin de travaux 1 du fait que les vitesses de rotation de la roue dentée droite 28a et de la roue dentée gauche 28b sont différentes. Le mécanisme de prise de virage 6 comprend le moteur hydraulique 32 et un second mécanisme de transmission de puissance 35. Le moteur hydraulique 32 est entraîné par de l'huile sous pression provenant de la première pompe hydraulique 5.
Le second mécanisme de transmission de puissance 35 est conçu à l'aide des trains d'engrenages nécessaires et engrène avec un pignon fixé à l'arbre de sortie du moteur hydraulique 32, un pignon fixé de manière solidaire sur un pignon solaire du mécanisme d'engrenages planétaires gauche 17b, et un pignon fixé de manière solidaire sur un pignon solaire du mécanisme d'engrenages planétaires droit 17a. Le second mécanisme de transmission de puissance 35 transmet la force d'entraînement du moteur hydraulique 32 depuis chaque pignon solaire des mécanismes d'engrenages planétaires gauche et droit 17a, 17b aux roues dentées gauche et droite 28a, 28b par l'intermédiaire de chacun de porte-planétaires et de chacun des pignons réducteurs finals 19a, 19b et permet de faire tourner à gauche et à droite l'engin de travaux en rendant différentes les vitesses au niveau des roues dentées gauche et droite 28a, 28b. Une soupape de commande 36 (ci-après "soupape de commande de débit 36") sert à commander le débit de l'huile sous pression et de circuits de commutation dans un circuit d'huile sous pression reliant la première pompe hydraulique 5 et le moteur hydraulique 32. La soupape de commande de débit 36 commande la quantité d'huile sous pression fournie au moteur hydraulique 32 et détermine le sens d'alimentation d'après le signal d'instruction émanant de l'unité de commande 10. Par conséquent, il est possible de commander la vitesse de rotation et le sens de rotation de l'arbre de sortie du moteur hydraulique 32 et de modifier le rayon de braquage et la direction dans laquelle vire l'engin de travaux 1.
10 1-6. Accessoire de travail 7 L'accessoire de travail 7 comporte une lame (non représentée) et le vérin hydraulique 31 servant à entraîner la lame. La lame est disposée à l'avant de l'engin de travaux 1 et constitue un élément pour exécuter des opérations telles que le terrassement. Le vérin hydraulique 31 est entraîné par l'huile sous pression provenant de la première pompe hydraulique 5. Une soupape d'actionnement 37 d'accessoire de travail qui commande l'huile sous pression fournie au vérin hydraulique 31 depuis la première pompe hydraulique 5 d'après un signal d'instruction émanant de l'unité de commande 10 est disposée sur un circuit d'huile sous pression reliant le vérin hydraulique 31 et la première pompe hydraulique 5. Un certain nombre de vérins hydrauliques 31 pour des manoeuvres de levage, d'inclinaison et de basculement sont disposés dans l'engin de travaux 1, mais un seul est représenté sur la Fig. 1, les autres vérins hydrauliques 31 étant omis. La soupape d'actionnement 37 d'accessoires de travaux reçoit un signal d'instruction émis par l'unité de commande 10 et bascule la quantité d'huile sous pression fournie au vérin hydraulique 31, ainsi que la direction d'alimentation. Par conséquent, il est possible de réaliser des manoeuvres de lame telles que le levage, l'inclinaison et le basculement. 1-7. Mécanisme de refroidissement 8 Le mécanisme de refroidissement 8 comprend la seconde pompe hydraulique 12 entraînée par la force d'entraînement provenant du moteur 2, un moteur hydraulique 38 entraîné par l'huile sous pression fournie par la seconde pompe hydraulique 12, et une soufflerie de refroidissement 39 entraînée par le moteur hydraulique 38. Le mécanisme de refroidissement 8 refroidit l'eau de refroidissement du moteur 2 et l'huile sous pression à l'aide d'un flux d'air créé par la soufflerie de refroidissement 39. Une soupape d'actionnement 41 de soufflerie de refroidissement est présente entre le moteur hydraulique 38 et la seconde pompe hydraulique 12. Il est donc possible de commuter le sens de circulation de l'huile sous pression fournie au moteur hydraulique 38 sous l'action de la soupape d'actionnement 41 de soufflerie de refroidissement exécutant la commande sous l'effet d'un signal d'instruction émanant de l'unité de commande 10. Il est donc possible de commander le sens de rotation du moteur hydraulique 38, c'est-à-dire le sens de rotation de la soufflerie de refroidissement 39. Une seconde soupape de commande 42 de pompe hydraulique qui commande la capacité de refoulement de la seconde pompe hydraulique 12 d'après un signal d'instruction émanant de l'unité de commande 10 est disposée dans la seconde pompe hydraulique 12. La vitesse de
11 rotation de la soufflerie de refroidissement peut donc être commandée du fait de la commande exercée par la soupape de commande 42 de la seconde pompe hydraulique. 1-8. Poste de commande 9 et divers capteurs Le poste de commande 9 est intégré dans la cabine de l'opérateur (non représentée) afin de permettre l'exécution de diverses opérations dans l'engin de travaux 1 sous l'effet d'actions effectuées par l'opérateur. Le contenu des opérations exécutées par le poste de commande 9 est envoyé à l'unité de commande 10 sous la forme d'un signal de commande. Le poste de commande 9 comprend un commutateur de changement 43, un levier de commande de circulation/braquage 44, un dispositif 45 d'instruction pour papillon des gaz, un dispositif d'instruction de ralentissement 46, un levier 47 d'accessoire de travail et un dispositif de commutation 48 de mode de commande, etc. Le commutateur de changement 43 sert à passer les vitesses de la transmission 14. Dans l'engin de travaux 1, le passage des vitesses de la transmission 14 de la première à la troisième vitesse est possible. Il est également possible de changer les vitesses manuellement du fait de l'actionnement du commutateur de changement 43 par l'opérateur. Le levier de commande 44 de circulation/braquage est un organe servant à demander la commutation de l'engin de travaux 1 entre la marche avant et la marche arrière, la commutation entre la circulation en ligne droite et le braquage et la commutation de la direction de braquage. L'opérateur peut faire passer la transmission 14 entre un état de marche avant, un état de marche arrière et un état de point mort en actionnant le levier de commande de circulation/braquage 44.
L'opérateur peut également faire passer l'engin de travaux 1 entre la circulation en ligne droite et le braquage, commuter la direction de braquage et réguler la vitesse de prise de virage en actionnant le levier de commande de circulation/braquage 44. Le dispositif 45 d'instruction pour papillon des gaz permet de modifier la vitesse du moteur. La vitesse de moteur demandée par le dispositif d'instruction 45 de papillon des gaz est appliquée à l'unité de commande 10. L'unité de commande 10 commande ensuite le moteur 2 afin que la vitesse du moteur devienne la vitesse demandée. Le dispositif d'instruction de ralentissement 46 sert à réduire la vitesse du moteur et réduit les valeurs d'instruction de vitesse de moteur délivrées au moteur 2 par l'unité de commande 10 par rapport à des valeurs habituelles.
12 Le levier 47 d'accessoire de travail sert à actionner l'accessoire de travail 7 et sert à exécuter un levage, une inclinaison et un basculement, etc. de la lame en fonction du contenu de manoeuvre du levier 47 d'accessoire de travail. Le dispositif de commutation 48 de mode de commande permet à l'opérateur de sélectionner soit un premier mode de commande visant un rendement élevé du moteur ou un second mode de commande visant un rendement bas du moteur. Le contenu de ces modes de commande est décrit ci-après. Les divers capteurs comprennent un capteur S1 de pression de refoulement de la première pompe, un capteur S2 de vitesse du moteur et un capteur S3 de vitesse de transmission. Le capteur S1 de pression de refoulement de la première pompe détecte la pression de refoulement de la première pompe hydraulique 5. Le capteur S2 de vitesse du moteur détecte la vitesse réelle du moteur 2. Le capteur S3 de vitesse de transmission détecte la vitesse de l'arbre de sortie de la transmission 14. Diverses informations détectées par les capteurs S1 à S3 sont appliquées à l'unité de commande 10 sous la forme d'un signal de détection. 1-9. Unité de commande 10 L'unité de commande 10 est principalement constituée par une unité de traitement d'opérations tel qu'un micro-ordinateur ou un processeur arithmétique, etc., et mémorise des données de commande. L'unité de commande commande le moteur 2, le premier mécanisme de transmission de puissance 3, le mécanisme de braquage 6, l'accessoire de travail 7 et le mécanisme de refroidissement 8 d'après des signaux d'actionnement émanant du poste de commande 9, des signaux de détection émanant des divers capteurs et des données de commande mémorisées dans l'unité de commande 10. L'unité de commande 10 comprend une première unité de commande 51 et une seconde unité de commande 52. La première unité decommande 51 commande principalement le premier mécanisme de transmission de puissance 3, le mécanisme de braquage 6, l'accessoire de travail 7 et le mécanisme de refroidissement 8. La seconde unité de commande 52 commande principalement le moteur 2.
La première unité de commande 51 sélectionne de manière appropriée les rapports en fonction de la vitesse du véhicule et du régime du moteur en commutant l'embrayage de verrouillage 20 du convertisseur de couple 13 et en commutant les embrayages de vitesse 24 à 26 d'après la vitesse du véhicule et le régime du moteur. Par exemple, la première unité de commande 51 fait passer la transmission 14 des rapports de basse vitesse aux rapports de haute vitesse en fonction d'une
13 augmentation du régime du moteur. Par ailleurs, la première unité de commande 51 commute l'embrayage de verrouillage 20 en fonction de la vitesse du moteur même si la transmission 14 a le même rapport. Par exemple, lorsque le rapport de la transmission 14 est une première vitesse et que le régime du moteur est à une valeur prédéterminée ou plus, l'embrayage de verrouillage 20 est mis en prise. En outre, l'embrayage de verrouillage 20 est mis au repos lorsque le régime du moteur est inférieur à une valeur prédéterminée même si le rapport de la transmission 14 est la première vitesse. Par conséquent, il est possible d'améliorer la consommation de carburant de l'engin de travaux 1 lorsque celui-ci circule.
La première unité de commande 51 commute également l'embrayage hydraulique 22 de marche avant et l'embrayage hydraulique 23 de marche arrière de la transmission 14 et commute les embrayages de vitesse 24 à 26 en fonction d'actionnements du commutateur de changement de vitesse 43 et du levier de commande de circulation/braquage 44. Par conséquent, il est possible, pour l'opérateur, de passer manuellement de la marche avant à la marche arrière et de changer les vitesses. La première unité de commande 51 peut également commander la vitesse de rotation du moteur hydraulique 32 afin de commander la vitesse de rotation en commandant la soupape de commande de débit 36 en fonction de l'actionnement du levier de commande de circulation/braquage 44.
L'état d'enclenchement de l'embrayage de verrouillage 20 est appliqué à la première unité de commande 51 comme signal d'état depuis la soupape d'actionnement 21 du convertisseur de couple. Les états d'enclenchement de chacun des embrayages 22 à 26 de la transmission 14 sont également appliqués à la première unité de commande 51 comme signaux d'état depuis la soupape 27 de commande de transmission. Une courbe de puissance de moteur indiquant une relation entre la vitesse du moteur et le couple de sortie du moteur, comme représenté sur la Fig. 2, est mémorisée dans une seconde unité de commande 52. La seconde unité de commande 52 commande ensuite le moteur 2 d'après la courbe de puissance de moteur. Dans l'engin de travaux 1, il est possible de modifier la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 en créant une pluralité de courbes de puissance de moteur. La courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur peut donc être déterminée en fonction des conditions. La commande de rendement de moteur utilisant cette courbe de puissance de moteur est décrite en détail ci-après. 2. Commande de couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5
14 Dans le présent engin de travaux 1, la première unité de commande 51 peut commander le couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 en fonction des efforts résultant de la circulation en commandant la soupape de commande 34 de première pompe hydraulique d'après le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13 et le régime du moteur. On va maintenant décrire une commande de couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5. Tout d'abord, la première unité de commande 51 détermine le rapport sélectionné dans la transmission 14 et établit s'il s'agit d'une vitesse de marche avant ou de marche arrière d'après le signal d'état fourni par la soupape 27 d'actionnement de transmission et d'après le signal d'actionnement du levier de manoeuvre de circulation/braquage 44 et calcule le rapport de réduction instantané de la transmission 14 d'après les résultats de la détermination. La première unité de commande 51 calcule ensuite le rapport de vitesse e du convertisseur de couple 13 d'après l'équation (1) ci-après en fonction du rapport de réduction instantanée de la transmission 14, du régime de moteur détecté par le capteur S2 de régime de moteur et d'après la vitesse réelle de l'arbre de sortie de la transmission 14 détectée par le capteur S3 de vitesse de transmission. e=Ntxi/Ne... (1) où : Nt : vitesse réelle de l'arbre de sortie de la transmission 14 i : rapport de réduction instantanée de la transmission 14 Ne : régime du moteur Ensuite, la première unité de commande 51 détermine la valeur du signal d'instruction destinée à la soupape de commande 34 de première pompe hydraulique d'après le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13 et le régime du moteur. Comme représenté sur la Fig. 3, lorsque le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13 est e > el (si el est une constante), la première unité de commande 51 détermine la valeur du signal d'instruction destinée à la soupape de commande 34 de la première pompe hydraulique d'après le régime du moteur détecté par le capteur S2 de régime de moteur en fonction de la ligne caractéristique La indiquant la relation entre le régime du moteur et la valeur du signal d'instruction destinée à la soupape de commande 34 de première pompe hydraulique. La valeur de signal d'instruction destinée à la soupape 34 de commande de première pompe hydraulique correspond à la valeur limite du couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5. La valeur limite du couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 devient
15 donc plus grande pour une plus petite valeur de signal d'instruction allant à la soupape 34 de commande de première pompe hydraulique. Lorsque le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13 est e > e2 (e2 étant une constante supérieure à el), la première unité de commande 51 détermine la valeur du signal d'instruction envoyée à la soupape 34 de commande de première pompe hydraulique d'après une ligne caractéristique Lb. Par ailleurs, bien que cela ne soit pas illustré sur la Fig. 3, lorsque le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13 est e = e3 (el < e3 < e2), la valeur de signal d'instruction envoyée à la soupape 34 de commande de première pompe hydraulique est déterminée d'après une ligne caractéristique pour la zone entre les lignes caractéristiques La et Lb déterminée d'après l'ampleur du rapport de vitesse e du convertisseur de couple 13. Lorsque le moteur 2 est entraîné mais que le capteur S2 de régime de moteur fonctionne mal, une valeur prédéterminée de signal d'instruction est sélectionnée (cf. ligne caractéristique Lc de la Fig. 3). Ci-dessus, lorsque le rapport de vitesse e du convertisseur de couple 13 est relativement bas, c'est-à-dire lorsque les efforts liés à la circulation sont relativement grands, la première unité de commande 51 rend élevée la valeur du signal d'instruction envoyée à la soupape de commande 34 de la première pompe hydraulique et abaisse la valeur limite du couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5. Par conséquent, elle est apte à accroître la puissance qu'absorbe le convertisseur de couple 13 depuis le moteur 2. En outre, lorsque le rapport de vitesse e du convertisseur de couple 13 est relativement élevé, c'est-à-dire lorsque les efforts liés à la circulation sont relativement faibles, la valeur du signal d'instruction envoyée à la soupape de commande 34 de la première pompe hydraulique est rendue faible et la valeur limite du couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 est accrue. Elle est apte à accroître la puissance que la première pompe hydraulique 5 absorbe à partir du moteur 2. Il est donc possible de régler la valeur limite pour le couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 d'après les efforts liés à la circulation. 3. Réglage du rendement du moteur Dans le présent engin de travaux publics 1, il est réalisé non seulement un réglage d'une valeur limite pour le couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 en fonction des efforts liés à la circulation décrits plus haut, mais encore un réglage du rendement du moteur qui modifie la courbe de puissance du moteur servant à commander le moteur 2 d'après la puissance d'absorption ("puissance d'absorption au braquage" dans la suite de la description) de la première
16 pompe hydraulique 5. Par exemple, comme représenté sur la Fig. 2, il est possible de modifier les différentes courbes de puissance L1 à L5 du moteur avec un couple de sortie de moteur réduit par rapport à la courbe maximale Lmax de puissance de moteur de façon que le couple de sortie de moteur atteigne un maximum. Ci-après, il est donné aux courbes L1 à L5 de puissance du moteur des appellations de première courbe de puissance L1 à cinquième courbe de puissance L5 par ordre d'ampleur du couple de sortie du moteur. Tout d'abord, la première unité de commande 51 calcule la puissance d'absorption au braquage d'après l'équation (2) ci-après en fonction d'une pression de to refoulement (ci-après appelée "première pression de refoulement") de la première pompe hydraulique 5, une capacité de pompe (ci-après appelée "capacité de première pompe") de la première pompe hydraulique 5, et une vitesse (ci-après appelée "vitesse de la première pompe") de la première pompe hydraulique 5. Lp=(3xPsxgsxNp...(2) 15 où : Lp : puissance d'absorption au braquage R : coefficient prédéterminé Ps : première pression de refoulement qs : capacité de première pompe 20 Np : vitesse de première pompe La première pression de refoulement Ps est détectée par le capteur S1 de pression de refoulement de première pompe. Une valeur calculée d'après la valeur d'instruction envoyée à la soupape de réglage de débit 36 peut servir de capacité qs de première pompe. En particulier, la première unité de commande 51 mémorise une 25 mappe indiquant les relations entre la capacité "qs" de première pompe et la valeur d'instruction "is" envoyée à la soupape de réglage de débit 36, comme représenté sur la Fig. 4. En référence à cette mappe, il est donc possible d'obtenir la capacité "qs" de première pompe d'après la valeur d'instruction "is" envoyée à la soupape de réglage de débit 36. La valeur d'instruction "is" envoyée à la soupape de réglage de 30 débit 36 est une valeur pour un signal d'instruction envoyé par la première unité de commande 51 à la soupape de réglage de débit 36 d'après le signal d'actionnement émanant du levier d'actionnement de circulation/braquage 44. La vitesse Np de première pompe est obtenue d'après l'équation (3) ci-après à partir du régime de moteur détecté par le capteur S2 de régime de moteur. 35 Np = y x Ne ... (3)
17 où : y : coefficient prédéterminé Ne : régime du moteur Ensuite, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 est déterminée par la première unité de commande 51 d'après la valeur de la puissance d'absorption au braquage calculée Lp. Comme représenté sur la Fig. 5, la courbe de puissance de moteur déterminée est différente selon l'état de l'embrayage de verrouillage 20 et selon que le premier mode de commande ou le second mode de commande est choisi. to Pour commencer, on décrira le cas où l'embrayage de verrouillage 20 est en prise (cf. "EN en prise" sur la Fig. 5) et le premier mode de commande est sélectionné. Lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est inférieure à une première valeur de référence prédéterminée al, la troisième courbe L3 de puissance de moteur (cf. Fig. 2) est déterminée comme courbe de puissance de moteur utilisée 15 pour commander le moteur 2. Lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est la première valeur de référence prédéterminée al ou plus et est une seconde valeur de référence a2 (a2 > al) ou moins, la seconde courbe de puissance de moteur L2 est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2. En outre, lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est supérieure à la 20 seconde valeur de référence a2, la première courbe de puissance de moteur L1 est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2. De la sorte, lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est amenée à augmenter, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 passe à une courbe de puissance de moteur d'un couple plus grand. Lorsque la puissance 25 d'absorption au braquage Lp est inférieure à la première valeur de référence al, un faible effort de prise de virage se manifeste et le cas où l'engin de travaux 1 se déplace en ligne droite est inclus. Lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est forte, l'effort de prise de virage apparaît comme grand. On va ensuite décrire le cas où l'embrayage de verrouillage 20 est en prise et 30 le second mode de commande est sélectionné. Lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est inférieure à la première valeur de référence prédéterminée al, la cinquième courbe de puissance L5 de moteur est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2. Lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est égale ou supérieure à la première valeur de référence 35 prédéterminée al et est égale ou inférieure à une deuxième valeur de référence a2, la
18 quatrième courbe L4 de puissance de moteur est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2. En outre, la puissance d'absorption au braquage Lp est supérieure à la seconde valeur de référence a2, la troisième courbe L3 de puissance de moteur est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2. De la sorte, comme dans le cas où le premier mode de commande est sélectionné de la manière décrite plus haut, lorsque la puissance d'absorption au braquage Lp est amenée à augmenter, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 passe à une courbe de puissance de moteur d'un couple plus grand. Cependant, lorsque le premier mode de commande est sélectionné, il est possible de changer la courbe de puissance de moteur dans un premier intervalle (un intervalle allant de la troisième courbe L3 de puissance de moteur à la première courbe L1 de puissance de moteur sur la Fig. 2) d'un couple relativement grand de la troisième courbe L3 de puissance de moteur à la première courbe L1 de puissance de moteur. Par ailleurs, lorsque le second mode de commande est sélectionné, il est possible de modifier la courbe de puissance de moteur dans un second intervalle (un intervalle compris entre la cinquième courbe L5 de puissance de moteur et la troisième courbe L3 de puissance de moteur sur la Fig. 2) d'un couple relativement bas de la cinquième courbe L5 de puissance de moteur à la troisième courbe L3 de puissance de moteur.
Lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est au repos (cf. "EN repos" sur la Fig. 5) et que le premier mode de commande est sélectionné, la première courbe L1 de puissance de moteur est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 indépendamment de la valeur de la puissance d'absorption au braquage Lp. Lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est au repos et que le second mode de commande est sélectionné, la troisième courbe de puissance L3 de moteur est déterminée comme courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 indépendamment de la valeur de la puissance d'absorption au braquage Lp. 4. Caractéristiques Avec le présent engin de travaux publics 1, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 est changée d'après la puissance d'absorption au braquage. Le couple de sortie de moteur peut par conséquent être modifié. La puissance d'absorption au braquage est également modifiée en fonction de la valeur de l'effort de prise de virage. Par conséquent, le moteur 2 peut être commandé dans l'engin de travaux 1 de façon que le couple de sortie du moteur soit
19 amené à augmenter en cas de grand effort de prise de virage. Cela signifie que même si la puissance consommée dans le mécanisme de prise de virage 6 est grande, il est possible de supprimer les baisses de puissance consommée dans le dispositif de circulation 4a, 4b, et il est possible de supprimer les baisses de performances de traction. En outre, les réductions de la vitesse du moteur peuvent être supprimées. Avec l'engin de travaux publics 1, en plus du dispositif de circulation 4a, 4b et de mécanisme de prise de virage 6, la puissance du moteur 2 est également consommée par l'accessoire de travail 7 et le mécanisme de refroidissement 8. Cependant, la puissance consommée par l'accessoire de travail 7 et le mécanisme de refroidissement 8 est faible en comparaison de la puissance consommée par le dispositif de circulation 4a, 4b et le mécanisme de prise de virage 6. Par conséquent, cela n'influence pas la commande décrite plus haut. Dans la forme de réalisation décrite plus haut, lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est au repos, il n'est pas exécuté de changement de la courbe de puissance de moteur d'après la puissance d'absorption au braquage. Cependant, dans ce cas, la transmission de la force d'entraînement depuis le moteur 2 est effectuée par le convertisseur de couple 13. Par conséquent, une baisse du régime du moteur survient plus difficilement en comparaison du cas où l'embrayage de verrouillage 20 est en prise. A cet égard, lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est en prise, l'arbre de sortie du moteur 2 et l'arbre d'entrée de la transmission 14 sont en liaison directe. Cela signifie qu'une baisse du régime du moteur peut facilement survenir mais qu'une baisse du régime du moteur peut être supprimée en changeant la courbe de puissance de moteur d'après la puissance d'absorption au braquage, comme décrit plus haut. 5. Autres formes de réalisation (a) Les courbes de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 ne se limitent nullement à celles évoquées plus haut, et il est également possible de procéder à un plus grand nombre de changements dans la courbe de puissance du moteur. Par ailleurs, le nombre de courbes de puissance de moteur pouvant être changées peut être inférieur à celui décrit plus haut. (b) Dans la forme de réalisation ci-dessus, il est déterminé si, oui ou non, la puissance d'absorption au braquage appartient à l'un de trois intervalles. Cependant, les intervalles de puissance d'absorption au braquage utilisés pour cette détermination ne se limitent nullement à ceux indiqués. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire que la
20 courbe de puissance de moteur modifie progressivement chaque intervalle d'une pluralité d'intervalles mais, au contraire, la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur 2 peut changer successivement d'après la valeur de la puissance d'absorption au braquage. (c) La forme de réalisation décrite plus haut détermine une valeur limite pour le couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 d'après le régime du moteur et le rapport de vitesse du convertisseur de couple 13. Cependant, la valeur limite du couple d'absorption de la première pompe hydraulique 5 peut également être déterminée à l'aide d'autres procédés. (d) Dans la forme de réalisation ci-dessus, lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est au repos, la courbe de puissance de moteur n'est pas changée d'après la puissance d'absorption au braquage, mais il est également possible de changer la courbe de puissance de moteur d'après la puissance d'absorption au braquage même lorsque l'embrayage de verrouillage 20 est au repos. (e) Dans la forme de réalisation ci-dessus est présenté un exemple prenant comme engin de travaux un buteur, mais la présente invention peut également être appliquée à d'autres engins de travaux. La présente invention permet donc de supprimer la réduction du régime du moteur et la réduction des performances de traction pendant une prise de virage et elle est particulièrement utile dans un engin de travaux publics.
Claims (4)
1. Engin de travaux publics (1) comprenant : un moteur (2) ; une roue motrice gauche (4a) et une roue motrice droite (4b) entraînées par la force d'entraînement délivrée par le moteur (2) ; un premier mécanisme de transmission de puissance (3) qui transmet la force d'entraînement du moteur (2) à la roue motrice gauche (4a) et à la roue motrice droite (4b) ; une pompe hydraulique (5) entraînée par la force d'entraînement issue du moteur (2) ; un mécanisme de prise de virage (6), ayant un moteur hydraulique (32) entraîné par de l'huile sous pression provenant de la pompe hydraulique (5) et un second mécanisme de transmission de puissance (35) qui transmet la force d'entraînement du moteur hydraulique (32) à la roue motrice droite (4a) et à la roue motrice gauche (4b), ce qui fait tourner l'engin de travaux (1) en créant une différence de vitesse de rotation entre la roue motrice droite (4a) et la roue motrice gauche (4b) ; et une unité de commande (10) qui commande le moteur (2) d'après une courbe de puissance de moteur indiquant une relation entre un régime de moteur et un couple de sortie de moteur, caractérisé en ce que l'unité de commande (10) calcule la puissance d'absorption de la pompe hydraulique (5) et change la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur (2) d'après la puissance d'absorption.
2. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande (10) change la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur (2) pour passer à une courbe de puissance de moteur à grand couple lorsque la puissance d'absorption augmente.
3. Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de commande (10) est apte à exécuter de manière sélective un premier mode de commande qui vise un grand rendement du moteur et un second mode de commande qui vise un bas rendement du moteur, et est apte à changer la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur (2) dans les limites d'un premier intervalle prédéterminé lorsque le premier mode de commande est sélectionné, et est apte à changer la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur (2) dans les limites d'un22 second intervalle prédéterminé couvrant un couple inférieur à celui du premier intervalle lorsque le second mode de commande est sélectionné.
4. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier mécanisme de transmission de puissance (3) a un convertisseur (13) de couple à 5 embrayage de verrouillage (20), et l'unité de commande (51) change la courbe de puissance de moteur servant à commander le moteur (2) d'après la puissance d'absorption lorsque l'embrayage de verrouillage (20) est en prise.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140331 |