SE1250929A1 - Hjullastare - Google Patents

Abstract

21 SAMMANDRAG Det är ett syfte hos den foreliggande uppfinningen aft fdrhindra en operator fran att ra en kansla av obehag genom aft utfora en korrekt vaxlingsstyrning beroende pa en fas vid vaxling mellan motoreffektlagen hos en hjullastare. En motorstyranordning hos hjullastaren innefattar en fdrdlagesdetekteringsenhet for detektering av ett lage for fard hos ett fordon, en lagesvaxlingsfaststallningsenhet, en accelerationshastighetsdetekteringsenhet och en vaxlingstidsstyrenhet. Lagesvaxlingsfaststallningsenheten faststaller baserat pa ett detekteringsresultat hos fdrdlagesdetekteringsenheten huruvida det kravs en vaxling mellan motoreffektlagen. Vaxlingstidsstyrenheten styr vaxlingstiden fran start till slut av lagesvaxlingen aft vara: en forsta tid nar accelerationshastigheten de- tekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är antingen 0 eller negativ; och en andra tid langre an den forsta tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

Description

BESKRIVNING HJULLASTARE TEKNISKT OMRADE

[0001] FOreliggande uppfirming avser en hjullastare innefattande en motorregleran- ordning utformad aft styra vaxlingen mellan motorns effektlagen fran ett Mgt effektlage till ett Mgt effektlage eller vice versa.

BAKGRUNDSTEKNIK

[0002] Sasom bland annat beskrivs i patentdokument 1 tillampas ett lagt effektlage, for aft tillata en motor aft utova lag motorprestanda, och ett Mgt effektlage, fcir att tilla- ta motorn aft utiiva hog motorprestanda, som motoreffektlagen i arbetsfordon sasom hjullastare. Vidare valjs, exempelvis i fallet vid lard pa plan mark, dá latt belastning verkar pa motorn, ett lagt effektlage for aft minska branslefdrbrukningen. I fallet vid lard i uppforsbacke valjs daremot ett Mgt effektlage eftersom en hog effekt kravs.

Vaxlingarna fran det laga effektlaget till hoga effektlaget och vice versa är anpassade fdr aft utforas automatiskt beroende pa last med mera.

DOKUMENT SOM ANGER KAND TEKNIK PATENTDOKUMENT

[0003] PTL1: Publikationsnummer for internationell patentansokan W02005/024208 20 Al SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN

[0004] FOljande nackdelar uppkommer i arbetsfordonet beskrivet i patentdokument 1 nar det laga effektlaget vaxlas till det hoga effektlaget; i synnerhet vid lard i uppfors25 backe.

[0005] Forst kommer ett fall dar arbetsfordonet vaxlar fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke forklaras. Nar arbetsfordonet fardas pa plan mark verkar en latt belastning pa motorn och darvid valjs det laga effektlaget som effektlage sasom beskrivits ovan. Nar det sedan faststallts aft arbetsfordonet har vaxlat till lard i uppfcirsbacke, vaxlas det laga effektlaget till det hOga effektlaget. Nar v5xlingstiden fOrdrojs i ett sadant skede, minskar fordonets hastighet och awn accelerationsprestandan forsamras 2 i inledningsskedet efter det att arbetsfordonet har vdxlat till lard i uppforsbacke. Darfdr hays det att vdxlingen fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget sker snabbt. [0006] Ndr arbetsfordonet borjar forflytta sig halvvdgs uppfOr en backe, startar arbetsfordonet i det laga effektlaget pa liknande salt som ndr arbetsfordonet borjar fardas pa plan mark. Ndr det sedan faststallts att arbetsfordonet borjat fardas i en uppforsbacke genom detektion utford av en lutningssensor, lastavkannare eller likande, vdxlas det laga effektldget till det hoga effektldget. Ndr effektlaget vdxlas snabbt, i ett sadant skede liknande det ovre, Okar motorprestandan fast motorlasten är ofdrandrad. Ddrfor utsalts fordonet for en pliitslig acceleration. Detta upplevs som obehagligt for operatoren.

[0007] Ett syfte med foreliggande uppfinning är att utfiira en korrekt styrning av vdx- lingen, beroende pa ett skede vid vdxlingen, mellan motoreffektlagen hos en hjullastare for att uppna en jamn fard och samtidigt fOrhindra att en operator far en kansla av obehag.

[0008] En hjullastare enligt en forsta utforingsform av forefiggande uppfinning är en hjullastare som har ett lagt effektldge och ett Mgt effektldge som motoreffektldgen. Hjullastaren innefattar en motor, ett drivhjul, en kraftoverfOringsanordning, ett arbetsredskap och en motorstyranordning. KraftoverfOringsanordningen är utformad att OverfOra drivkraft fran motorn till drivhjulet. Arbetsredskapet är utformat att drivas av drivkraften frail motom. Motorstyranordningen är utformad att utfOra styrning av vax- lingen mellan motoreffektldgena frail det laga effektlaget till det hoga effektldget eller vice versa. Motorstyranordningen innefattar en fardlagesdetekteringsenhet, en faststallningsenhet for lagesvaxling, en detekteringsenhet for accelerationshastighet och en styrenhet for vdxlingstid. Fdrdlagesdetekteringsenheten är utformad att detektera ett lage fOr fard hos ett fordon. Faststallningsenheten for lagesvaxling är utformad att fast- utifran ett detekterat resultat av fardldgesdetekteringsenheten, huruvida vdxling kravs mellan motoreffektldgena fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Detekteringsenheten for accelerationshastighet ar utformad aft detektera en accelerationshastighet hos fordonet nar faststallningsenheten for lagesvdxling faststaller att vdxling kravs mellan motoreffektldgena. Styrenheten for vdxlingstid är utformad att styra vdx- lingstiden fran borjan till slutet av lagesvdxlingen till att vara: en forsta tid ndr accelerationshastigheten faststdlld av detekteringsenheten är antingen 0 eller negativ, och en 3 andra tid langre an den forsta tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv. Det bor noteras att accelerationshastigheten kan vara antingen en accelerationshastighet under vaxlingen mellan lagen eller eft genomsnitt av accelerationshastigheter under en forutbestamd tidsperiod innefattande en tidpunkt for vaxling mellan lagen.

[0009] Den foreliggande motorstyranordningen detekterar ett lage fcir fard hos fordo-net, sasom fard i uppforsbacke eller start i backe. Baserat pa detekteringsresultatet vaxlas motoreffektlagena frail det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Vidare detekteras fordonets accelerationshastighet vid \Taxiing mellan lagen. An vidare styrs en tids- period fran borjan till slutet av vaxlingen mellan effektlagena beroende pa detekte- ringsresultatet av accelerationshastigheten. Narmare bestamt styrs vaxlingstiden till aft vara den forsta tiden som den detekterade accelerationshastigheten antingen är 0 eller negativ. A andra sidan styrs vaxlingstiden till aft vara tva ganger langre an den fOrsta tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

[0010] Exempelvis minskar fordonshastigheten nar fordonet har vaxlat fran lard pa plan mark till lard i uppforsbacke. Darfor blir accelerationshastigheten antingen noll eller negativ. I ett sadant fall minskas vaxlingstiden och motoreffektlagena vaxlas snabbt fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Foljaktligen är det mojligt att fOrhindra en situation dar fordonets hastighet minskar och dar accelerationsprestandan darmed forsamras nar fordonet skiftar till fard i uppfcirsbacke.

[0011] A andra sidan accelererar fordonet vid start i backe, aven om accelerationen ar mjuk. Darfor blir accelerationshastigheten positiv. I ett sadant fall olcar vaxlingstiden i motsats till det tidigare namnda fallet. Foljaktligen är det mojligt att undvika en situation dar arbetsfordonet abrupt accelererar direkt efter start i backe. Det är darigenom medligt att fOrhindra en operator fran aft fa en kansla av obehag.

[0012] En hjullastare enligt en andra utforingsform av foreliggande uppfinning är en hjullastare som har ett lagt effektlage och eft Mgt effektlage som motoreffektlagen. Hjullastaren innefattar en motor, eft drivhjul, en kraftoverforingsanordning, ett arbetsredskap och en motorstyranordning. Kraftoverforingsanordningen är utformad att Over- fora drivkraft fran motorn till drivhjulet. Arbetsredskapet är anpassat att drivas av drivIcraften fran motom. Motorstyranordningen är utformad att utfOra en styrning av vaxlingen mellan motoreffektlagena fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget 4 eller vice versa. Motorstyranordningen innefattar en fardlagesdetekteringsenhet, en faststallningsenhet fir lagesvaxling, en detekteringsenhet fir accelerationshastighet och en styrenhet fir andring av hastighet hos utgaende vridmoment. Fardldgesdetekteringsenheten är utformad att detektera ett lfige for ffird hos ett fordon. Faststfillningsen- heten for lagesvaxling är utformad att, utifran ett detekterat resultat frail fdrdlagesde- tekteringsenheten, faststfilla huruvida det kravs vfixling mellan motoreffektlfigena fran det laga effektlaget till det hoga effektldget. Detekteringsenheten fir accelerationshastighet är utformad att detektera en accelerationshastighet hos fordonet ndr faststallningsenheten Rir lagesvaxling faststaller att vdxling mellan motoreffektldgena kravs.

Styrenheten fir forfindring av det utgaende vridmomentets hastighet fir utformad att styra en firandring av hastigheten for utgaende vridmoment fran borjan till slutet av lagesvfixlingen till att vara: en forsta hastighetsfirdndring nfir detekteringsenheten fOr accelerationshastigheten detekterar en accelerationshastighet som iir antingen 0 eller negativ; och en andra hastighetsfirandring mindre An den forsta hastighetsforandringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv. Det bor noteras att i likhet med ovanstdende, kan accelerationshastigheten vara antingen en accelerationshastighet vid vdxling mellan ldgen eller ett medelvarde av accelerationshastigheten under en forutbestamd tidsperiod innefattande en tidpunkt fOr vaxling mellan lagen.

[0013] I likhet med den forsta utforingsformen av foreliggande uppfinning, vdxlar den fcireliggande motorstyranordningen mellan motoms effektlagen fran det raga effektld- get till det hoga effektldget baserat pa resultatet fran detektionen av fdrdldget hos fordonet och vidare detekteras accelerationshastigheten hos fordonet. Darefter styrs hastighetsforandringen av motoms utgaende vridmoment under vdxlingen mellan lagena i enlighet med detekteringsresultatet fir accelerationshastigheten. Specifikt styrs hastig- hetsfirandringen hos motoms utgaende vridmoment till att vara den forsta hastighets- forandringen vid en detekterad accelerationshastighet som antingen är 0 eller negativ samtidigt som den styrs till att vara den andra hastighetsfirandringen som är mindre an den forsta hastighetsfirandringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

[0014] Aven den andra utforingsformen av den fireliggande uppfinningen kan astad- komma en fordelaktig effekt liknande den som uppnas av den forsta utforingsformen av den foreliggande uppfinningen. Specifikt styrs hastighetsfirandringen hos motoms utgaende vridmoment till aft vara den relativt stora fiirsta hastighetsforandringen ndr fordonet har vdxlat fran lard pa plan mark till lard i uppforsbacke. Me& minskas gesvdxlingstiden och motorns effektlagen vaxlas snabbt fran det laga effektlaget till det hoga effektldget. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation dar fordonshas- tigheten minskar och accelerationsprestandan ddrigenom fOrsamras ndr fordonet har vdxlat till fard i uppforsbacke.

[0015] A andra sidan, styrs hastighetsfordndringen fdr motorns utgaende vridmoment till att vara den relativt mindre andra hastighetsforandringen vid start i backe. DarfOr Okas lagesvaxlingstiden och detta gor det mojligt att undvika en situation dar arbets- fordonet snabbt accelererar omedelbart efter start i en backe. Som ett resultat är det mojligt aft forhindra aft en operator far en kansla av obehag.

[0016] En hjullastare enligt en tredje utfOringsform av den fOreliggande uppfinningen hanfOr sig till hjullastaren enligt en av de forsta och andra utforingsformerna av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten utformad aft detektera att fordonet är i ett lage for fard i uppforsbacke.

[0017] Det är framst i fallet vid fard i uppftirsbacke som en operator far en kansla av obehag vid vdxling mellan motoreffektldgena. Det bor sarskilt noteras i den tredje utforingsformen av den fdreliggande uppfinningen att det detekteras huruvida fardlaget är eft lage for lard i uppforsbacke. Ddrfor är det mojligt att forhindra en minskning av fordonets hastighet vid fard i uppfdrsbacke och samtidigt forhindra en operator fran att fa en kansla av obehag.

[0018] En hjullastare enligt en fjarde utfdringsform av den foreliggande uppfinningen hanfOr sig till hjullastaren enligt den tredje utfdringsformen av den Rireliggande uppfinningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten utformad att faststalla om fordonet är i ldget for card i uppforsbacke genom att uppfylla: ett villkor att fordons- hastigheten är mindre an eller lika med ett forutbestamt vdrde; ett villkor att en gasreglageOppningsgrad är storre an eller lika med en prelimindrt bestamd troskeloppningsgrad ndrmare en fullt oppen gasreglageOppningsgrad under en forutbestdmd tidsperiod eller ldngre; och eft villkor att en bromsverkan inte utfors.

[0019] Det kan antas att en sensor kommer att anvandas som medel for marling av lutningen hos fordonet for att detektera att fordonet är i eft ldge for lard i uppfdrsbacke. Emellertid är en kostnadsOkning oundviklig vid tillhandahallande av lutningssensorn. 6 Vidare är det svart fOr lutningssensorn att korrekt detektera att fordonet ar i ett lage for fard i uppforsbacke nar fordonet utfor arbete i vildmarken. Dad& firms det stora risker for felaktig detektering.

[0020] Mot bakgrund av ovanstaende faststalls det, i den fjarde utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, huruvida fardlaget är ett lage for Lard i uppforsbacke base- rat pd ann.-Ian drift av en operator vid Lard i uppforsbacke. Specifikt faststalls laget for fard i uppforsbacke att uppfylla: villkoret att fordonets hastighet är mindre an eller lika med ett forutbestarnt varde; villkoret att gasreglageoppningsgraden är stone an eller lika med en forutbestamd oppningsgrad under en forutbestamd tidsperiod eller langre; och villkoret att en bromsverkan inte utfors. Det bor noteras att en fortsatt nastan helt oppen gasreglageOppningsgrad under en fdrutbestamd tidsperiod eller langre är satt som ett av villkoren for att utesluta ett lage dar fordonet borjar forflytta sig pa plan mark.

[0021] Det är mojligt att detektera laget for lard i uppforsbacke genom anvandning av en sensor som vanligen tillhandahalls for en hjullastare utan att behova anvanda en sarskild lutningssensor.

[0022] En hjullastare enligt en femte utfOringsform av den foreliggande uppfinningen hanfOr sig till hjullastaren enligt den fjarde utforingsformen av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten vidare utformad att faststalla om fordonet är i ldget for Lard i uppforsbacke nth- accelerationshastigheten är mindre an eller lika med ett forutbestamt varde.

[0023] Det är harvid mojligt att detektera att fordonet ar i laget fOr Lard i uppforsbacke utan att anvanda en sarskild sensor. Vidare beaktas forutom fordonets hastighet aven accelerationshastigheten, gasreglageoppningsgraden och om en bromsverkan utovas eller ej. Darfor är det mojligt att tillforlitligt utesluta Lard pa plan mark med latt belast- ning och att korrekt detektera laget for Lard i uppforsbacke.

[0024] En hjullastare enligt en sjatte utfOringsform av den fdreliggande uppfinningen hanfOr sig till hjullastaren enligt en av den forsta utforingsformen och den andra till femte utfOringsformerna av den fOreliggande uppfinningen. I hjullastaren är en styren- het for vaxlingstid utformad att: faststalla att fordonet har vaxlat fran Lard pa plan mark till Lard i uppforsbacke och att styra vaxlingstiden till att vara den fcirsta tiden ndr accelerationshastigheten, detekterad av detekteringsenheten for accelerationshastigheten, är 7 antingen 0 eller negativ; och faststalla att fordonet borjat forflytta sig i en uppfOrsbacke och styra vdxlingstiden till att vara den andra tiden nar den detekterade hastighetsaccelerationen är positiv.

[0025] I lilchet med den forsta utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, VaX- las motoreffektldgena harvid snabbt fran det laga effektldget till det hoga effektldget när fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till fard i uppfcirsbacke. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation ddr fordonshastigheten minskar och accelerationsprestandan forsdmras ndr fordonet har vdxlat till lard i uppforsbacke. Daremot okar vaxlingstiden vid start i backe och det är darmed mojligt att undvika en situation dar arbetsfordonet accelererar abrupt efter start i backe. Som eft resultat är det mojligt att forhindra en operator fran att la en kansla av obehag.

[0026] En hjullastare enligt en sjunde utfdringsform av den foreliggande uppfinningen Mak sig till hjullastaren enligt nagon av den andra till femte utforingsformerna av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är styrenheten for dridring av hastigheten hos det utgaende vridmomentet anordnad att: faststalla att fordonet har vdxlat fran lard pa plan mark till lard i uppforsbacke och att styra forandringen av hastigheten hos det utgaende vridmoment till att vara den forsta hastighetsfordndringen ndr accelerationshastigheten som detekterats av detekteringsenheten for accelerationshastighet antingen är 0 eller negativ; och faststalla att fordonet borjar forflytta sig i en uppforsbacke och styra hastighetsfordndringen hos det utgaende vridmoment till att vara den andra has- tighetsforandringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

[0027] I likhet med den andra utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, reduceras harmed lagesvdxlingstiden och motoreffektlagena vdxlas snabbt fran det laga effektldget till det hoga effektldge nar fordonet har vaxlat fran lard pa plan mark till lard i uppfcirsbacke. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation ddr fordons- hastigheten minskar och accelerationsprestandan forsamras ndr fordonet har vdxlat till lard i uppforsbacke. Daremot okar Idgesvdxlingstiden vid start i backe och det är mojligt att undvika en situation ddr arbetsfordonet accelererar abrupt efter start i backe. Som ett resultat är det mojligt att forhindra en operator fran att la en kansla av obehag.

[0028] En hjullastare enligt en attonde utforingsformen av den foreliggande uppfin- ningen Me& sig till hjullastaren enligt den tredje utforingsformen av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten vidare utformad aft detek- 8 tera aft fordonet ar i ett frikopplat tillstand for uppforsbacke skilt fran tillstandet for fdrd i uppforsbacke som ett annat tillstand. Vidare är fardlagesdetekteringsenheten utformad aft vaxla mellan motoreffektlagena fran det hoga effektlaget till det lap effektlaget nar fordonet faststalls aft vara i det frikopplade tillstandet for fard i uppfors- backe.

[0029] Det frikopplade tillstandet for turd i uppforsbacke detekteras harvid och det hoga effektlaget, som hittills har stallts in, vaxlas till det laga effektlaget. Det är darigenom mojligt aft forhindra forsamring av bransleeffektiviteten.

[0030] En hjullastare enligt en nionde utfOringsformen av den fOreliggande uppfin- ningen Mill& sig till hjullastaren enligt den attonde utfOringsformen av den fOrelig- gande uppfinningen. I hjullastaren är fdrdlagesdetekteringsenheten utformad aft detektera aft fordonet är i det frikopplade tillstandet for uppforsbacke genom att uppfylla minst endera av: ett tillstand dar en gasreglageoppningsgrad är mindre an en troskelOppningsgrad; och ett tillstand dar en bromsverkan utfors.

[0031] Det är harmed faststallt aft fdrd i uppforsbacke avslutats och aft det hoga effekt- laget blir onodigt antingen nar en operator trycker pa en gaspedal och gasreglageoppningsgraden blir mindre an en troskeloppningsgrad eller nar en bromsverkan utfors. Darmed är det mojligt aft undvika forekomst av ojamn drift.

[0032] Enligt den fOreliggande uppfinningen, sasom beskrivits ovan, kan en hjullastare utfora en korrekt vaxlingsstyrning beroende pa ett vaxlingslage mellan motoreffektlagen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA

[0033] FIG. 1 är en utvandig vy av en hjullastare enligt en exemplifierande utforingsform av den fOreliggande uppfinningen.

FIG. 2 är ett schematiskt blockdiagram av hjullastaren.

FIG. 3 irmefattar diagram som aterger forhallandet mellan motorhastigheten och det utgaende vridmomentet vid ett lagt effektlage och vid ett hOgt effektlage.

FIG. 4 visar ett lage for fard pa plan mark och ett lage for fdrd i uppforsbacke.

FIG. 5 är ett flodesschema som visar en styrning for aft vaxla motoreffektlagen. FIG. 6 visar gransvarden for fordonshastigheten vid vaxling av effektlagen. 9 FIG. 7 visar gransvarden for accelerationshastigheten vid vdxling av effektldgen. FIG. 8 är ett diagram som visar variationen av accelerationshastigheten ndr ett fordon vdxlar fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke.

FIG. 9 är ett diagram som visar hastighetsfOrandringen hos motoms utgaende vridmo- ment i forhallande till accelerationshastigheten vid vdxling av effektlagen.

FIG. 10 innefattar diagram som visar variationen av fordonets hastighet nar fordonet har vdxlat fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke.

FIG. 11 innefattar diagram som visar variation av fordonets hastighet ndr fordonet star-tar i uppforsbacke. 10 BESKRIVNING AV UTFORINGSFORMERNA

[0034] FIG. 1 är en utvandig vy av en hjullastare 1 som är ett arbetsfordon, medan FIG. 2 är ett blockschema av den schematiska strukturen hos hjullastaren 1. Hjullastaren 1 innefattar en fordonsram 2, ett arbetsredskap 3, framhjul 4a, bakhjul 4b och en styrhytt 5.

Hjullastaren 1 kan vara sjalvgaende genom att driva och rotera framhjulen 4a och bak- hjulen 4b. Hjullastaren 1 kan utfora ett 8nskat arbete med arbetsredskapet 3.

[0035] Fordonsramen 2 innefattar en frdmre ram 2a och en bakre ram 2b. Den framre ramen 2a och den bakre ramen 2b är sammankopplade samtidigt som de är svangbara i en hoger-och-vdnster-riktning. Den framre ramen 2a är forsedd med arbetsredskapet 3 och framhjulen 4a. Den bakre ramen 2b är forsedd med styrhytten 5 och bakhjulen 4b.

Arbetsredskapet 3 innefattar en lyftarm 6, en skopa 7, en vinkelhavarm 8 med mera. Lyftarmen 6 är utformad aft lyftas upp och ned med hjdlp av ett par lyftarmscylindrar 10. Vidare är skopan 7 fast till anden av lyftarmen 6. Skopan 7 dr utformad aft lyftas upp och ned med hjalp av en skopcylinder 11 via vinkelhavstangen 8.

[0036] Sasom visas i FIG. 2, innefattar hjullastaren 1 vidare en motor 15, ett kraftuttag (PTO) 16, en kraftoverforingsmekanism 17, en cylinderdrivenhet 18 och en styrenhet 19.

[0037] Effekten hos motom 15 styrs genom reglering av mangden brdnsle som skall sprutas in i en cylinder. Mangden bransle regleras av styrenheten 19 genom styrning av en elektrisk regulator 21 ansluten till en bransleinsprutningspump 20 hos motom 15.

[0038] Kraftuttaget 16 är en anordning utformad aft dela och fOrdela utmatningen fran motom 15 till kraftoverfOringsmekanismen 17 och cylinderdrivenheten 18.

[0039] KraftOverfOringsmekanismen 17 är en anordning utformad aft overfora drivlcraften fran motorn 15 till framhjulen 4a och bakhjulen 4b. Kraftoverforingsmekanismen 17 innefattar en momentomvandlare 22 och en transmission 23. Transmissionen 23 innefattar en framatfdrds-/ ba1catfardskoppling och ett flertal varvtalskopplingar motsvarande ett flertal varvtalssteg. I den foreliggande exemplifierande utforingsfor- men är transmissionen 23 forsedd med fyra varvtalskopplingar och varvtalen kan vaxlas mellan fyra steg fran en fiirsta hastighet till fjarde hastighet.

[0040] Cylinderdrivenheten 18 innefattar en hydraulpump 25 och en reglerventil 26. Utmatningen fran motorn 15 overfors till hydraulpumpen 25 genom kraftuttaget 16.

Vidare matas driftolja utmatad fran hydraulpumpen 25 till lyftcylindrarna 10 och skop- cylindern 11 genom reglerventilen 26.

[0041] Det bor noteras aft framhjulen 4a och bakhjulen 4b dr forsedda med vata hyd- rauliska multipla skivbromsanordningar som dock inte visas i figurerna 1 och 2. [0042] Styrenheten 19 utgors av en mikrodator innefattande eft RAM, ett ROM, en CPU med mera. Signaler matas in i styrenheten 19 fran de foljande sensorerna.

[0043] (1) En acceleratoroppningsgradsensor 29 utformad aft detektera oppningsvinkeln hos en gaspedal 28.

[0044] (2) En bromsdriftsensor 31 utformad att detektera ett forfarande hos en bromspedal 30.

[0045] (3) En rotationshastighetssensor for en utgaende axe! 32 hos transmissionen 23. Styrenheten 19 är utformad aft berdkna fordonets hastighet och accelerationshastigheten baserat pa en detekteringssignal fran rotationshastighetssensorn fir den utgaende axeln 32. Dad& fungerar rotationshastighetssensorn fir en utgaende axe! 32 som en fordonshastighetssensor och en accelerationshastighetssensor.

[0046] (4) En nedre trycksensor 33 hos lyftcylindrarna 10.

[0047] (5) En ldgessensor 35 hos en framatfdrds-/ bakatfdrdskoppling 34.

[0048] (6) En ldgessensor 37 hos en vdxelspak 36.

[0049] Baserat pa signaler fran de ovan namnda sensorerna, är styrenheten 19 utfor- mad aft styra motorn 15 och utfora olika styrningar sasom en drivningsstyrning av ar- betsredskapsenheten 18, en vdxelspaksstyrning av transmissionen 23 och en broms- styrning av bromsanordningarna (ej visad i figurerna). Det bor noteras aft styrenheten 19 har en fdrdldgesdetekteringsfunktion, en lagesvaxlingsfaststallningsfunktion, en 11 accelerationshastighetsdetekteringsfunktion och en kopplingstidstyrningsfunktion, avseende en styrning av effektlagena hos motorn 15. Fardldgesdetekteringsfunktionen är en funktion for att detektera huruvida hjullastaren 1 dr i ett lage thr Card i uppforsbacke. Ldgesvdxlingsfaststallningsfunktionen är en funktion for att bestdmma om det for tillfallet kravs vaxling mellan motoreffektldgena fran ett lagt effektlage till ett Mgt effektldge nar det är faststallt att hjullastaren 1 är i ett ldge fOr lard i uppforsbacke. Accelerationshastighetsdetekteringsfunktionen är en funktion for detektering av accelerationshastigheten hos hjullastaren 1 när det faststalls att motoreffektlagena bor vaxlas fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Kopplingstidsstyrningfunktionen är en funktion for styrning av en vaxlingstid fran borjan till slutet av ldgesvaxlingen i enlighet med accelerationshastigheten.

[0050] Styrenheten 19 är utformad att utfora en styrning av vaxlingen mellan effektldgena hos motorn 15 fran ett lagt effektldge till ett Mgt effektldge eller vice versa. FIG. 3 visar kurvor for vridmoment som kan utmatas av motorn 15 i enlighet med rotations- hastigheten i de respektive ldgena. Det laga effektlaget, avbildat med en heldragen linje i FIG. 3 (a), är ett lage for att uppna lag branslefOrbrukning. I det laga effektlaget minskas det utgaende vridmomentet, forutom i det laga varvtalsomradet och det hoga varvtalsomradet. Det laga effektldget vdljs vid ett latt lastfall sasom vid lard pa plan mark, sasom visas i FIG. 4 (a), och nar fordonet borjar thrflytta sig. Det hoga effektlaget, avbildat med en heldragen linje i FIG. 3 (b), är ett lage dar hOgre utgaende vridmoment kan erhallas an vid det laga effektlaget. Det hoga effektlaget valjs vid fdrd i uppforsbacke sasom visas i FIG. 4 (b).

[0051] Vidare är styrenheten 19 utformad att utfora en vaxlingsstyrning av effektldget hos motorn 15 mellan ett effektldge och ett ekonomildge som svar pa en operators in- struktion. Effektlaget är ett ldge som skall valjas av en operator nar stora motoreffektldgen hays antingen vid turd eller vid arbete. A andra sidan ar ekonomildget ett lage for att minska motoreffekten vid en ldgre niva for att uppna lag brdnsleforbrukning. [0052] Det bor noteras att ovannamnda effektstyrning av motorn 15 utfors genom att, till exempel, styra den ovre gransen av mdngden bransle som skall sprutas in i motorn 15.

[0053] 12 Som beskrivits ovan har den nuvarande hjullastaren 1 det laga effektlaget och det hoga effektlaget som motoreffektlagen. Vidare valjs det laga effektlaget for att uppna lag bransleforbrukning under ett latt lastfall sasom vid fard pa plan mark. A andra sidan valjs ett Mgt effektlage vid ett tungt lastfall sasom vid fard i uppforsbacke. Styr- ningen av effektlagesvaxlingen kommer harefter forklaras genom anvandning av ett flodesschema som visas i FIG. 5.

[0054] I steg Si bestams det huruvida fordonet ar i ett lage for Lard i uppforsbacke. Det faststalls harvid aft fordonet är i laget for Lard i uppforsbacke nar foljande villkor 1 till 4 alla är uppfyllda.

[0055] Villkor 1: antingen ett fullt accelererat tillstand (en accelerationsOppningsgrad som är 100 %) eller ett tillstand dar en accelerationsoppningsgrad är stOrre an ett forutbestamt varde och detta uppratthalles under en forutbestamd tidsperiod eller langre. [0056] Villkor 2: en bromsverkan utfors inte. Specifikt pressas inte bromspedalen 30 ned.

[0057] Villkor 3: fordonets hastighet respektive accelerationshastighet är mindre an eller lika med vardena som visas i FIG. 6 och 7. Eli gransvarde satts harvid for vardera fordonshastigheten och accelerationshastigheten beroende pa vilket av vaxelstegen som valjs. Det bor noteras aft dessa varden kan andras beroende pa laget (energisparlaget, ekonomilaget, etc.) eller lasttillstandet (tom eller lastad).

[0058] Villkor 4: fordonet är inte i ett gravande tillstand. Narmare bestamt är det ned- re trycket hos lyftcylindrarna 10 mindre an eller lika med ett forutbestamt varde och detta uppratthalles under en forutbestamd tidsperiod eller langre.

[0059] Forfarandet fortsatter fran steg Si till steg Si om inte ovannamnda villkor 1 till 4 alla är uppfyllda. I steg S2 behalls det lap effektlaget som ett motoreffektlage.

[0060] A andra sidan fortsatter thrfarandet fran steg Si till steg S3 nar villkoren 1 till 4 alla är uppfyllda. I Steg S3 utfors berakningar av accelerationshastigheten vid en tidpunkt ndr villkoren 1 till 4 alla dr uppfyllda. Det kan harvid vara mOjligt aft anvanda ett genomsnitt av accelerationshastigheten fran den tidpunkt da villkor 1 till 4 är uppfyllda till en annan tidpunkt tidigare an den tidpunkten under en forutbestamd tidsperi- od.

[0061] Darefter, i steg S4, bestarns det huruvida accelerationshastigheten är antingen 0 eller negativ. Nar den genomsnittliga accelerationshastigheten (eller accelerationshas- 13 tigheten) berdlcnad i steg S3 är antingen 0 eller negativ faststalls det aft hjullastaren 1 har vdxlat fran lard pd plan mark till fdrd i uppforsbacke. Foljaktligen fortsatter forfarandet fran steg S4 Steg S5. I steg S5 vaxlas motoreffektldgena fran det laga effektldget till det hoga effektlaget under en kort vdxlingstid. Detta kommer aft fcirklaras i de- talj nedan.

[0062] Forst är ett latt lastfall anbringat vid lard pa plan mark och darefter satts det laga effektldget som ett motoreffektlage. Nar fordonet vdxlar fran fard pa plan mark i FIG. 4(a) till fdrd i uppfcirsbacke i FIG. 4(b) minskas fordonets hastighet gradvis. FIG. 8 visar variationen av accelerationshastigheten under tid vid detta tillstand. Sasom vi- sas i FIG. 8, liar fordonet vdxlar frail lard pa plan mark till lard i uppforsbacke, mins- kar accelerationshastigheten under tid och blir negativ. Ndr alla de ovannamnda villkoren 1 till 4 är uppfyllda faststalls det aft fordonet har vdxlat till turd i uppthrsbacke. [0063] Sedan, liar fordonet har vdxlat fran fard pd plan mark till fdrd i uppforsbacke, till exempel nar accelerationshastigheten är antingen 0 eller negativ, voxlas det laga effektldget snabbt till det hoga effektldget. Mer specifikt, ndr accelerationshastigheten är negativ sasom visas i FIG. 8, vdxlas det laga effektlaget till det hoga effektldget under en kort vdxlingstid genom att satta en hastighetsfordndring hos motorns utgaende vridmoment, till exempel, Tin (T: Nm, n: 0,01 sek) till aft vara "T1".

[0064] FIG. 10 visar skillnaden av fordonshastighetens minskning mellan olika install- ningar av vdxlingstiden ndr fordonet vdxlar fran lard pd plan mark till lard i uppfors- backe. FIG. 10(a) visar ett fall ddr vdxlingstiden av effektlaget fran en vdxlingsstartklocktid Ts till en vdxlingsslutklocktid Te salts till aft vara relativt lang genom aft minska hastighetsfordndringen Tin hos motorns utgaende vridmoment till aft vara T2 (

[0065] A andra sidan, nal- accelerationshastigheten (eller den genomsnittliga accelera- tionshastigheten) beranad i steg S3 är positiv, är det faststdllt aft fordonet startar i uppfcirsbacke. FOljaktligen framskrider forfarandet fran steg S4 till steg S6. I steg S6 14 vaxlas motoreffektlagena fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget under en lang vaxlingstid. Detta kommer harefter beskrivas i detalj.

[0066] Forst satts det laga effektlaget som ett motoreffektlage nar fordonet borjar for- flytta sig. Darfor valjs det laga effektlaget som ett motoreffektlage aven vid start i backe. Vidare, vid start i backe, okar fordonshastigheten gradvis under tid aven i det laga effektlaget. Dad& blir accelerationshastigheten positiv. När det darvid är faststallt att fordonet är i laget for fdrd i uppforsbacke medan accelerationshastigheten är positiv, vaxlas det laga motoreffektlaget forsiktigt till det hOga effektlaget. Mer specifikt, sasom visas i FIG. 9, satts hastighetsforandringen hos motorns utgaende vridmoment, till exempel, Tin till ett varde i ett intervall fran "T1" till "T2 (

[0067] FIG. 11 visar variationen av fordonshastigheten vid start i backe. Ett exempel som visas i FIG. 11(a) hanfor sig till ett fall dar vaxlingstiden fran vaxlingsstartklocktiden Ts till vaxlingsslutklocktiden Te salts till att vara relativt lang i likhet med den foreliggande exemplifierande utforingsformen genom att satta hastighetsfOrandringen hos motorns utgaende vridmoment till att vara T2. I detta fall okar fordonshastigheten gradvis och darmed far en operator inte en obehagskansla. A andra sidan, hanfor sig ett exempel visat i FIG. 11(b) till ett fall dar vaxlingstiden salts till att vara kortare an den i FIG. 11(a) genom att satta hastighetsforandringen hos motorns utgaende vridmoment till att vara T1. I detta fall okar fordonshastigheten under en kort tid direkt efter att ef- fektlaget har borjat vaxlas till det hOga effektlaget. Darffir far en operator en kansla av obehag.

[0068] Sasom beskrivs ovan, nar det har faststallts att fordonet ar i laget for fdrd i uppforsbacke, andras hastigheten hos det utgaende vridmomentet vid vaxling fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget i enlighet accelerationshastigheten. Darmed vaxlas det laga effektlaget till det hoga effektlaget nar fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till Card i uppforsbacke. Foljaktligen kan okningen av fordonshastigheten reduceras. Vid start i backe, a andra sidan, vaxlas det laga effektlaget forsiktigt till det hOga effektlaget. Darvid kan abrupt okning av fordonshastigheten undvikas och armed kan en operator forhindras fran att fa en kansla av obehag.

[0069] Sedan i steg S7, faststalls det huruvida ett frikopplat tillstand for fard i uppforsbacke upprattats. Med andra ord fortskrider fOrfarandet frail steg S7 till steg S2 anting- en nar accelerationsoppningsgraden ar reducerad och nar darmed villkoret 1 inte ar uppfyllt eller nar en bromsverkan inte utfOrs och när darmed villkoret 2 inte ar uppfyllt. Foljaktligen vaxlas motoreffektlagena fran det hoga effektlaget till det laga effektlaget.

[0070] (1) Vaxlingstiden mellan motoreffektlagena styrs genom detektering av laget for fard i uppforsbacke och samtidigt styrs hastighetsfOrandringen av motoms utgaende vridmoment i enlighet med accelerationshastigheten vid tidpunkten. Dad& ar det mojligt aft utfora en korrekt styrning av lagesvaxlingen beroende av fardlaget.

[0071] Foljaktligen, nar fordonet har vaxlat fran lard pa plan mark till lard i uppfors- backe, vaxlas motoreffektlagena snabbt frail det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Mt-RV ar det mojligt aft forhindra minskning av fordonshastigheten och forsamring av accelerationsprestandan direkt efter att fordonet har vaxlat till lard i uppforsbacke. Vidare, vid start i backe, vaxlas det laga effektlaget forsiktigt till det hoga ef- fektlaget. Darfor kan det undvikas all fordonet abrupt accelererar vid start i backe. Det- ta gör aft operatoren kanner mindre obehag.

[0072] (2) Det detekteras aft fordonet ar i laget for fard i uppforsbacke genom anvandning av en sensor som normalt ar anordnad i en hjullastare. Dail& kravs det inte ett tillhandahallande av en specialsensor sasom en lutningssensor. Vidare kan feldetekte- ring undvikas.

[0073] (3) Det detekteras aft fordonet inte är i laget for lard i uppforsbacke baserat antingen pa faktumet aft gasreglageoppningsgraden blir lagre an ett gransvarde eller faktumet aft en bromsverkan utfors. Dad& ar det mojligt aft undvika forekomst av ojamn drift.

[0074]< Andra exemplifierande utfOringsformer> Den Rireliggande uppfinningen ar inte begransad till de ovan namnda utforingsformerna och olika forandringar eller forbattringar kan harvid goras utan aft franga omfanget for foreliggande uppfinning.

[0075] Numeriska varden beskrivna i de ovan namnda exemplifierande utforingsfor- mei-rna är enbart exemplifierande, och den foreliggande uppfinningen är inte begransad till de numeriska vardena.

INDUSTRIELL TILLAMPBARHET 16

[0076] Enligt den ovan namnda hjullastaren kan en korrekt vaxlingsstyrning utforas beroende Ph en fas vid \Taxiing mellan effektlagen. LISTA MED HANVISNINGSBETECKNINGAR [0077] 5 1Hjullastare 3Arbetsredskap 4aFramhjul 4bBakhjul 6Lyftarm 7Skopa Lyftcylinder Motor 17Kraftoverforingsmekanism 19Styrenhet 28Gaspedal 29Accelerationsoppningsgradssensor Bromspedal 31Bromsverkansensor 32Rotationshastighetssensor fiir utgaende axe! 33Nedre trycksensor fiir lyftcylindrar 34Spak for framatriktad/bakatriktad fdrd Lagessensor for spak fdr framatriktad/bakatriktad lard

Claims (9)

17 PATENTKRAV

1. Hjullastare, som har ett lagt effektlage och ett Mgt effektlage som motoreffektlagen, hjullastaren innefattar: en motor; ett drivhjul; en kraftoverftiringsanordning utformad att overfOra drivkraft fran motorn till drivhjulen; ett arbetsredskap utformat att drivas av drivkraften fran motorn; och en motorstyranordning utformad att utftira en styming av vaxlingen mel- lan motoreffektlagena fran det laga motoreffektlaget till det hoga motoreffektlaget eller vice versa, dar motorstyranordningen innefattar: en fardlagesdetekteringsenhet utformad att detektera ett fardlage hos ett fordon; en lagesvaxlingsfaststallningsenhet utformad att faststalla, baserat pa ett detekteringsresultat av fardlagesdetekteringsenheten, huruvida vaxling kravs mellan motoreffektlagen fran det laga motoreffektlaget till det hoga motoreffektlaget; en accelerationshastighetsdetekteringsenhet utformad att detektera en accelerationshastighet hos fordonet nar lagesvaxlingsfaststallningsenheten faststaller att \Taxiing hays mellan motoreffektlagena; och en vaxlingstidsstymingsenhet utformad att styra en vaxlingstid fran start till slut av lagesvaxlingen till att vara: en ft:31-sta tid nal- accelera- tionshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenhe- ten är antingen 0 eller negativ; och en andra tid som är langre an den forsta tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

2. Hjullastare, som har ett lagt effektlage och ett Mgt effektldge som motoreffekt- lagen, hjullastaren innefattar: en motor; ett drivhjul; 18 en kraftaverforingsanordning utformad att overfOra drivkraft fran motorn till drivhjulen; ett arbetsredskap utformat aft drivas av drivkraften fran motorn; och en motorstyranordning utformad aft utfOra en styrning av vaxlingen mel- lan motoreffektlagena fran det laga motoreffektlaget till det hoga motoreffekt- laget eller vice versa, dar motorstyranordningen innefattar: en fardlagesdetekteringsenhet utformad aft detektera ett fardlage hos ett fordon; en lagesvaxlingsfaststallningsenhet utformad aft faststalla, baserat pa ett detekteringsresultat av fdrdlagesdetekteringsenheten, huruvida det hays en vaxling mellan motoreffektlagena fran det laga motoreffektlaget till det hoga motoreffektlaget; en accelerationshastighetsdetekteringsenhet utformad aft detektera en accelerationshastighet hos fordonet när lagesvaxlingsfaststallningsen- heten faststaller aft vaxling kravs mellan motoreffektlagena; och en hastighetsforandringsstyrenhet for utgaende vridmoment utformad aft styra en hastighetsforandring hos ett utgaende vridmoment hos motorn fran start till slut av lagesvaxlingen till aft vara: en forsta hastig- hetsforandring ndr accelerationshastigheten detekterad av accelerations- hastighetsdetekteringsenheten är antingen 0 eller negativ; och en andra hastighetsforanching mindre an den fcirsta hastighetsforandringen nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

3. Hjullastaren enligt nagot av patentkraven 1 och 2, dar fardlagesdetekteringsen- heten hr utformad aft detektera aft fordonet hr i ett lage for fard i uppforsbacke.

4. Hjullastaren enligt patentkrav 3, dar fardlagesdetekteringsenheten hr utformad aft faststalla aft fordonet hr i laget for fdrd i uppforsbacke genom aft uppfylla: ett villkor aft en fordonshastighet hr mindre an eller lika ett forutbestamt varde; ett villkor aft en gasreglageoppningsgrad alltid halls storre an eller lika ett preliminart satt gransvarde fOr oppningsgraden nara en fullt Oppen gasreglage- 19 sOppningsgrad under en fOrutbestamd tidsperiod eller langre; och ett villkor all en bromsverkan inte utfors.

5. Hjullastaren enligt patentkrav 4, dar fardlagesdetekteringsenheten vidare är ut- formad all faststalla att fordonet är i laget for fard i uppforsbacke nar accelera- tionshastigheten är mindre an eller lika ett forutbestamt varde.

6. Hjullastaren enligt ett av patentkraven 1 och 3 till 5, dar vaxlingstidsstyrenheten är utformad att: faststalla all fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke och styming av vaxlingstiden till all vara den forsta tiden nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är 0 eller negativ; och att faststalla all fordonet borjar forflytta sig i en uppforsbacke och styra vaxlingstiden till att vara den andra tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

7. Hjullastaren enligt ett av patentkraven 2 till 5, dar hastighetsforandringsstyrenhet fcir utgaende vridmoment är utformad att: faststalla all fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till Lard i uppforsbacke och styra hastighetsforandringen hos det utgaende vridmomentet till all vara den forsta hastighetsfOrandringen nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekterings- enheten är 0 eller negativ; och faststalla att fordonet har borjat forflytta sig i en backe och styra hastighetsforandringen av det utgaende vridmomentet till att vara den andra hastighetsforandringen nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

8. Hjullastaren enligt patentkrav 3, dar fardlagesdetekteringsenheten vidare är utformad all detektera all fordonet ar i ett frikopplat lage for lard i uppforsbacke skilt fran laget for fdrd i uppforsbacke som ett annat lage, och lagesvaxlingsfaststallningsenheten är utformad att vaxla mellan motoref- fektlagena fran det hoga effektlaget till det laga effektlaget nar fordonet har detekterats all vara i laget for fard i uppfdrsbacke.

9. Hjullastaren enligt patentkrav 8, ddr fardlagesdetekteringsenheten är utformad aft detektera aft fordonet är i det frikopplade ldget for fdrd i uppfirsbacke genom aft minst uppfylla nagot av: ett villkor au en gasreglagesoppningsgrad är mindre an ett gransvdrde for oppningsgrad; och ett villkor aft en bromsverkan utfOrs. (21-17 iqz z 0 1. 9 LL CONTROL UNIT 33 21— GOVERNOR 20— F/P 26 15— E/G T/C 22 23— T/M 4b 17