SE533622C2

SE533622C2 - Motorbelastningsstyranordning för arbetsfordon

Info

Publication number: SE533622C2
Application number: SE0801028A
Authority: SE
Inventors: Nobuo Matsuyama
Original assignee: Komatsu Mfg Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2010-11-09
Also published as: WO2007066602A1; CN101310113B; US20090163318A1; DE112006003119B4; JP4804137B2; JP2007162754A; CN101310113A; SE0801028L; DE112006003119T5; US8082082B2

Description

533 B22 Till exempel när motorvarvtalet är ett lågt tomgångsvarvtal (tomgång) minskar ökningen i motorvridmoment med avseende på en plötslig ökning i hydraulisk oljelast ijämförelse med när motorvarvtalet är hög. När emellertid arbete utförs där en hög hydraullast plötsligt anbringas, såsom när en lastare lyfter upp en last samtidigt som ratten vrids under tomgång, föreligger det fall där det är svårt för ökningen i motorvridmoment att följa den plötsliga ökningen i hydraullast och motom stannar därför.

Motoreffekten tas också upp av arbetsutrustningen och hydraullaster för styrning när lastaren och styrrnekanismen manövreras under köming. Detta innebär att det endast år möjligt att använda vad som ﬁnns kvar av motoreffekten för köriasten. Reaktionen pà en operatörs gaspedalmanövreringar fallerar därför pà grund av att inte tillräcklig drivkraft erhålls eller på grund av att en lång tid krävs för att öka fordonshastigheten. l anordningar visade ijapanska bruksmodellen med registreringsnummer 2514319 och japanska patentpublikationen med publikationsnummer 10- 219733, i situationer när körsidan utsätts för förutbestämda förhållanden, undertrycks pumpkapaciteten på arbetsutrustningssidan och förmågan att köra hämmas.

[Patentdokument 1] Japansk bruksmodell publikationsnummer 2514319.

[Patentdokument 2] Japansk patentpublikation publiceringsnummer Hei. 10-219733.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Med anordningarna enligt känd teknik som beskrivs ovan detekteras last på körsidan och hydraulpumpar styrs att anpassa denna last på en 10 15 20 25 30 533 B22 arbetsutrustningssida. Det betyder att last som drivs med hjälp av en motor delas in i tvâ lasttyper av, last för en körsida och last för en arbetsutrustningssida (pump). Arbetsutrustningssidan styrs sedan till följd av detekteringstillstànd pà körsidan. Emellertid existerar olika laster för att driva olika anordningar som laster på motorn förutom körlasten och arbetsutrustningslasten. Med konventionella anordningar för styrning av arbetsutrustningspumpar som endast beaktar körlast och arbetsutrusningslast ﬁnns det fall där kapaciteten hos arbetsutrustningspumpen sjunker till en kapacitet som är lägre än den erfordrade kapaciteten. Vidare, med konventionella anordningar ﬁnns ett problem med att endast en liten mängd effekt ﬁnns kvar för andra pumpar än arbetsutrustningspumpar och effekten för att driva pumparna kan inte utnyttjas effektivt.

Det är därför önskat att förbättra bade körprestanda och arbetsprestanda genom att uppnå styrning pà ett mer balanserat sätt genom att beakta motorlasten hos fordonet i sin helhet. Ändamålet med föreliggande uppﬁnning är därför att mer noggrant förstå motorlast och utföra lämplig motorlaststyming på ett mer balanserat sätt.

En motorstyranordning för ett arbetsfordon enligt en första aspekt av uppﬁnningen är en motortaststyranordning för ett arbetsfordon avsett att överföra motoreffekt till drivhjul, där ett varvtal styrs med hjälp av en varvtalinstruktionsanordning, och avsett att överföra effekt till ett ﬂertal hydrauliska manövreringsorgan inklusive ett hydrauliskt arbetsutrustningsmanövreringsorgan via ett ﬂertal hydraulpumpar med variabel kapacitet. Styranordningen är utrustad med motorvarvtalsdetekteringsorgan avsett att detektera ett motorvarvtal, instruktionsinnehàllsdetekteringsorgan avsett att detektera varvtalsinstruktionsanordningens instruktionsinnehäll, hydraulpumplastdetekteringsorgan avsett att detektera en last hos åtminstone en lastdetekterande hydraulpump bland det ﬂertal med 10 15 20 25 533 B22 hydraulpumpar som har variabel kapacitet, och absorptionsvridmomentstyrorgan. Absorptionsvridmomentstyrorganet är avsett att styra absorptionsvridmoment hos åtminstone en styrhydraulpump som är en annan pump än den Iastdetekterande hydraulpumpen baserat pà motorvarvtalsdetekteringsorganets, instruktionsinnehàllsdetekteringsorganets och hydraulpumplastdetekteringsorganets detekteringsresultat.

Denna styranordning detekterar ett motorvarvtal och innehållet i varvtalsinstruktioner, såsom acceleratoröppning etc., och detekterar lasten hos åtminstone en Iastdetekterande hydraulpump bland ett flertal hydraulpumpar med variabel kapacitet. Absorptionsvridmomentet hos åtminstone en annan hydraulpump än den Iastdetekterande hydraulpumpen styrs baserat pà detekteringsresultat.

Här beaktas inte bara motorvarvtalet tagen som körtillstånd, utan även innehållet i varvtalsinstruktioner, såsom öppningsgraden hos en accelerator som är indikativ pà en operatörs avsikt. Lasten hos åtminstone en hydraulpump (Iastdetekterande hydraulpump) detekteras sedan och absorptionsvridmomentet hos andra hydraulpumpar (styrhydraulpumpar) styrs. Detta gör det möjligt att utföra lämpligare styrning jämfört med konventionella anordningar. Det är därför möjligt att använda motoreffekten effektivt. Till exempel är det möjligt att garantera att effekten för en arbetsutrusning inte sjunker överdrivet mycket jämfört med känd teknik samtidigt som en försämring av körprestanda förhindras.

Med en motorlaststyranordning för ett arbetsfordon enligt en andra aspekt av uppﬁnningen, i styranordningen enligt den första aspekten av uppﬁnningen, utövar absorptionsvridmomentstyrorganet styrbehandling när motorvarvtalet är ett första motorvarvtal eller mindre. l områden där motorvarvtalet är jämförelsevis högt föreligger det situationer då det är nödvändigt att beakta sänkning i körprestanda pà grund av att arbetsutrustningssidolaster är vanliga. Styranordningen styr ett 10 15 20 25 30 533 B22 absorptionsvridmoment hos styrhydraulpumpen endast när motorvarvtalet är ett första motorvarvtal eller mindre (till exempel 1400 rpm eller mindre).

Styrlasten blir därför lätt.

Med en motorlaststyranordning för ett arbetsfordon enligt en tredje aspekt av uppﬂnningen är i styranordningama enligt den första och andra aspekten av uppﬂnningen absorptionsvridmomentsstyrmedlet utrustat med ett första fallhastighetsbestämningsorgan, ett andra fallhastighetsbestämningsorgan, ett fallhastighetsbestämningsorgan, ett fjärde falIhastighetsbestämningsorgan, ett minimifallhastighetsbestämningsorgan, ett maximifallhastighetsbestämningsorgan och ett absorptionsvridmomentsånkningsorgan. Det första fallhastighetsbestämningsorganet är avsett att bestämma en första fallhastighet för att göra styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment mindre pà sådant sätt att motorvarvtalet inte sjunker under ett andra motorvarvtal och under ett lågt tomgàngsvarvtal satt för att förhindra att motorn stannar.

Det andra fallhastighetsbestämningsorganet är avsett att bestämma en andra fallhastighet för styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment beroende på motorvarvtalet. Det tredje fallhastighetsbestämningsorganet är avsett att bestämma en tredje fallhastighet för styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment beroende på innehållet i en instruktion för motorvarvtalet. Det fjärde fallhastighetsbestämningsorganet är avsett att bestämma en fjärde fallhastighet för styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment beroende på den lastdetekterande hydraulpumpens last. Minimifallhastighetsväljarorganet är avsett att välja en minimifallhastighet bland de andra, tredje, och ﬁärde fallhastighetema.

Maximifallhastighetsväljarorganet är avsett att välja en största fallhastighet bland den första fallhastigheten och minimifallhastigheten.

Absorptionsvridmomentsänkningsorganet är avsett att sänka styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment beroende på den fallhastighet som väljs med hjälp av maximifallhastighetsväljarorganet. 10 15 20 25 30 533 B22 Med denna styranordning bestämmer det första falIhastighetsbestämningsorganet den första fallhastigheten pä ett sådant sätt att motom inte stannar, dvs. sà att motorvarvtalet inte sjunker under ett andra motorvarvtal som är mindre än eller lika med lågt tomgàngsvarvtal.

Vidare bestäms den andra, tredje och fjärde fallhastigheten med hjälp av det andra, tredje och fjärde fallhastighetsbestämningsorganet beroende pà motorvarvtalet, innehållet i motorvarvtalsinstruktionema. och lasten hos de lastdetekterande hydraulpumpama. Fallhastigheten bestämmer den omfattning som styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment minskar och är särskilt en styrsignal till styrhydraulpumpen. Därefter väljs en minimifallhastighet bland den andra till fjärde fallhastigheten med hjälp av minimifallhastighetsbestämningsorganet. Den större fallhastigheten bland den första fallhastigheten och minimifallhastigheten väljs sedan med hjälp av maximifalIhastighetsbestämningsorganet. Styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment kan sedan sänkas enligt den slutligt valda fallhastigheten.

Här väljs minimifallhastigheten bland den andra till fjärde fallhastigheten. Det är därför möjligt att hàlla effektsänkningar hos styrhydraulpumpen till ett minimum. Emellertid är det möjligt att hälla ett fall hos arbetsgraden för arbetsutrustningen till ett minimum vid styming av den hydrauliska arbetsutrusningspumpens absorptionsvridmoment. Vidare väljs den större fallhastigheten bland den första fallhastigheten och minimifallhastigheten. Det är därför möjligt att förhindra att motorvarvtalet går under ett andra motorvarvtal som är mindre än eller lika med det låga tomgàngsvarvtalet och stopp av motom kan undvikas. lcke-förekomsten av motorstopp ges prioritet och styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment sänks till minimiintervallet där motom inte stannar. Det är därför möjligt att förhindra en sänkning av arbetsgraden i så stor utsträckning som möjligt.

Med motorlaststyranordningen hos ett arbetsfordon enligt en fjärde aspekt av uppfinningen, vid styranordningen hos någon av den första till tredje 10 15 20 25 533 B22 aspekten av uppfinningen, styr absorptionsvridmomentsstyrorganet absorptionsvridmomentet hos den hydraulpump som är avsedd att driva det hydrauliska arbetsutrustningsmanövreringsorganet.

Här styrs absorptionsvridmomentet hos hydrauliska arbetsutrustningspumpar som vanligtvis hanterar de mest betydande lasterna. Detta möjliggör styrning av pumpar som har störst påverkan pà körprestanda och sänkning av körprestanda kan snabbt àterställas.

Med en motorlastsstyranordning för ett arbetsfordon enligt en femte aspekt av uppﬁnningen för styranordningen enligt någon av den första till fjärde aspekten av uppﬁnningen detekterar hydraulpumplastdetekteringsorganet topptrycket hos en styrhydraulpump avsedd att driva ett hydrauliskt styrmanövreringsorgan inkluderat i en styrmekanism.

Här detekteras topptrycket (last) hos styrhydraulpumpen och absorptionsvridmomentet hos hydrauliska styrpumpar såsom den hydrauliska arbetsutrustningspumpen etc. Styrrnekanismen har ett väsentligt inﬂytande på körning när denna mekanism inte fungerar. Det är därför möjligt att förbättra körprestandan genom att beakta lasten hos styrhydraulpumpen för att driva denna styrmekanism och styra styrhydraulpumpen beaktande att styrmekanismen alltid måste fungera.

Med en motorlaststyranordning hos ett arbetsfordon enligt en sjätte aspekt av uppﬁnningen, i styranordningen enligt någon av de första till femte aspektema av uppﬁnningen, detekterar instruktionsinnehàllsdetekteringsorganet en öppningsgrad hos acceleratoranordningen. Öppningsgraden hos gaspedalen etc. hos acceleratoranordningen som noggrant anger avsikten hos operatören detekteras och styrhydraulpumpen styrs beaktande acceleratoms öppningsgrad. Körning kan därför styras pà ett tillförlitligt sätt med avseende på operatörens avsikt. 10 15 20 25 533 B22 Med en motorlaststyranordning hos ett arbetsfordon enligt en sjunde aspekt av uppﬁnningen, i styranordningen enligt den tredje aspekten av uppﬁnningen, tillhandahålls arbetsmodbestämningsorganet som bestämmer huruvida ett arbetsmod är satt till ett effektmod med fokus på effekt eller till ett ekonomimod med fokus på att spara energi. Absorptionsstyrorganet styr sedan en fallhastighet hos styrhydraulpumpamas absorptionsvridmoment beroende pà arbetsmod.

Med ett fordon som kan välja effektmod eller ekonomimod som arbetsmod skiljer sig målmotorvarvtal med avseende pà, till exempel, acceleratoms öppningsgrad. I detta fall styrs styrhydraulpumpens absorptionsvridmoment enligt driftsmodet och lämplig styrning kan därför uppnås.

Med en motorlaststyranordning för ett arbetsfordon enligt en åttonde aspekt av uppﬁnningen, styr i styranordningen enligt den tredje aspekten av uppﬁnningen, absorptionsvridmomentsstyrorganet absorptionsvridmomentet hos en hydraulpump för att driva det hydrauliska arbets- utrustningsmanövreringsorganet och absorptionsvridmomentssänkningsorganet styr maximalt absorptionsvridmoment hos en hydraulisk arbetsutrustningspump.

Med en motorlaststyranordning för ett arbetsfordon enligt en nionde aspekt av uppﬁnningen, i styranordningen enligt den tredje aspekten av uppﬁnningen, styr absorptionsvridmomentsstyrorganet hydraulpumpens absorptionsvridmoment för drivning av det hydrauliska arbetsutrustningsmanövreringsorganet, och absorptionsvrid momentssänkningsorganet är avsett att styra kapaciteten hos en hydraulisk arbetsutrustningspump så att en tryckskillnad mellan den hydrauliska arbetsutrustningspumpens topptryck och det hydrauliska arbetsutrustningsmanövreringsorganet lasttryck blir en pà förhand inställd tryckskillnad. 10 15 20 533 B22 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA F ig. 1 är en blockvy av en struktur för ett arbetsfordon försett med en styranordning enligt en första utföringsform av föreliggandeuppﬁnning.

Fig. 2 är ett PC-styrblockdiagram av en hydraulisk laddningspump.

Fig. 3 är en vy av en styrfunktion enligt utföringsformen.

Fig. 4 är en vy som visar ett exempel av en tabell för att bestämma EPC- utström.

Fig. 5 är en vy som visar ett förhållande mellan motorvarvtal och motorvridmoment.

Fig. 6 är en ytterligare vy som visar ett förhållande mellan motorvarvtal och moton/ridmoment.

Fig. 7 är ett styrﬂödesdiagram.

Fig. 8 är en vy som illustrerar styming som ändrar maximalt absorptionsvridmoment hos en hydrauloljepump.

Fig. 9 är ett blockdiagram av LS-styming för en hydraulisk laddningspump.

Fig. 10 är en vy som visar en del av en yttertigare utföringsforrn för LS- styrning.

Fig. 11 är en vy som illustrerar styming som ändrar kapaciteten hos en hydrauloljepump.

BESKRlVNlNG AV HÅNVlSNlNGSBETECKNINGARNA 1 Motor 1a Motorvarvtalssensor 10 15 20 533 B22 10 2 Momentomvandlare 3 Transmission 7 Styrhydraulpump 7b Topptryckssensor 8 Hydraulisk lastarpump 9 Hydraulisk fläktpump 1 1 Styrreglen/entil 12 Lastarreglerventil 13 Hydraulisk styrcyllnder 14 Hydraulisk lastarcylinder 17 gaspedal 17a Kolvslagssensor 18 Styrorgan UTFÖRINGSFORMER FÖRSTA UTFÖRINGSFORM ÖVERGRIPANDE STRUKTUR Fig. 1 är ett blockdiagram som visar styrning av en hjullastare i form av ett arbetsfordon monterat med en styranordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppﬁnning. Sàsom visas pà ritningen utgörs en hjullastare 100 huvudsakligen av en motor 1, en fordonsförﬂyttningsmekanism och en arbetsutrustningsmekanism drivna med hjälp av motorn 1, och ett styrorgan 10 15 20 25 533 522 11 18 som styr mekanismerna. En PTO (Power Take Off, kraftuttag) -mekanism 6 som utgörs av en växel och en axel är anordnad mellan motom och varje mekanism.

Motom 1 är en dieselmotor och styming av effekten utförs genom att reglera mängden bränsle som sprutas in i cylindern. Denna justering utförs genom att styra en regulator som är anordnad på en bränslepump hos motorn 1. En regulator avsedd för ett typiskt oljehastighetsstyrförfarande kan användas som regulator. Mängden bränsle som sprutas in ökas eller minskas nämligen genom att använda regulatom pà ett sådant sätt att skillnaden mellan ett màlvarvtal, vilket motsvarar nedtrampningsgraden av en gaspedal 17, och ett faktiskt motorvarvtal upphör.

Fordonsförﬂyttningsmekanismen har en momentomvandlare 2 som förses med effekten från motorn 1, en transmission 3 kopplad till momentomvandlaren 2, en differentialväxel 4 kopplad till en utgående axel hos transmissionen 3, och drivhjul 5. Transmissionen 3 år utrustad med en hydraulisk koppling för körning framåt, en hydraulisk koppling för köming bakàt, och ett antal omställbara kopplingar etc. Omkoppling mellan att köra framåt och att köra bakåt samt att ändra hastighet utförs genom att styra varje hydraulisk koppling att gà på och gå av.

Förutom mekanismen för körsystemet har hjullastaren 100 en styrmekanism, en Iastare anordnad vid en främre del av fordonet (båda icke visade), och en ﬂäkt 16 som en mekanism och som drivs med hjälp av motom 1.

En hydraulpump och ett manövreringsorgan är anordnade att driva varje mekanism. En styrhydraulpump 7, en styrreglerventil 11, och en hydraulisk styrcylinder 13 förbunden med styrmekanismen är anordnade att driva styrmekanismen. Vidare är en hydraulisk lastarpump 8, en lastarreglerventil 12 och en hydraulisk lastarcylinder 14 förbunden med lastaren anordnade att driva lastaren. Dessutom är en hydraulisk ﬂäktpump 9 och en hydraulisk ﬂäktmotor 15 anordnade att driva en ﬂäkt 16. Varje pump 7, 8 och 9 är 10 15 20 25 533 522 12 kopplad till motom 1 via PTO-mekanismen 6. En hydraulpump 10 för vridmomentssmörjning är också anordnad som en momentomvandlare och denna pump är också kopplad till motom 1 via PTO-mekanismen 6.

Styrhydraulpumpen 7, den hydrauliska lastarpumpen 8 och den hydrauliska ﬂäktpumpen 9 är hydraulpumpar med variabel kapacitet som har vickskivor 7a, 8a, 9b. Det är sedan möjligt att styra pumpkapacitet q (cc/rev) genom att ändra en lutningsvinkel hos vickskivorna 7a, 8a, 9a.

KONFIGURATION FÖR MOTORLASTSTYRNING Hjullastaren 100 har en motorvarvtalssensor1a som detekterar ett motorvarvtal för att kunna styra motorlasten, en sIagsensor17a som detekterar en öppningsgrad hos en gaspedal 17, en topptryckssensor 7b som detekterar styrhydraulpumpens 7a topptryck, och styrorganet 18.

Styrorganet 18 är en mikrodator som utgörs av en CPU, RAM och ROM etc.

Såsom visas iﬁg. 1 matas en sensorutmatning fràn motorvarvtalssensorn 1a, en sensorutmatning fràn gaspedalens 17 slagsensor 17a, och en sensorutmatning från styrhydraulpumpens 7a topptryckssensor 7b in till styrorganet 18. Styrorganet 18 matar sedan ut styrsignaler till motom 1 och varje hydraulpump 7. 8, 9.

Fig. 2 visar ett reglerblockdiagram som styr lastaren. En struktur för att styra den hydrauliska lastarpumpen 8 visas iﬁg. 2 men konﬁgurationen är densamma för de andra hydraulpumparna 7, 9 med varierbar kapacitet.

Såsom visas i fig. 2 är en PC-ventil (hästkraftsreglerventil) 19 och en servoventil 20 anordnade att styra hydraulpumpens 8 vickskiva 8a. Ett topptryck Pp (kg/cmz) hos hydraulpumpen 8 matas in som ett styrtryck till PC-ventilen 19 och en styrsignal i1 matas in från styrorganet 18. Trycksatt olja tillförs sedan från PC-ventilen 19 till servoventilen 20 för att styra hydraulpumpens 8 kapacitet q. Hydraulpumpens 8 vickskiva 8a styrs sedan 10 15 20 25 533 E22 13 med hjälp av PC-ventilen 19 så att summan av hydraulpumpens 8 topptryck Pp och hydraulpumpens 8 kapacitet q blir ett bestämt vridmoment. Om motorns 1 varvtal därefter är ﬁxerat styrs hydraulpumpens 8 vickskiva 8a sä att summan av hydraulpumpens 8 topptryck Pp och kapacitet q inte överskrider en bestämd hästkraft.

Nedan visas funktionen hos styrorganet 18 med hjälp av ett blockdiagram i fig. 3. Såsom visas i ﬁg. 3 har styrorganet 18 första till sjätte aritmetiska funktionsenheter 18a till 18f.

Den första aritmetiska funktionsenheten 18a hänvisar till tabellema 1P, 1E visade i ﬁg. 4A och ﬁg. 4B och bestämmer EPC-utström (mA) för implementeringsförbättringar av funktioner för att förhindra start- och motorstopp beroende pà arbetsmod och motorvarvtal. EPC-utströmmen motsvarar en signal i1 som matas ut till PC-ventilen 19 fràn styrorganet 18 visat i fig. 2. Vickskivans 8a lutningsvinkel är mindre för en större ström, där pumputmatningen omfattning begränsas och pumpens absorptionsvridmoment blir litet (pumpkapaciteten blir mindre). lﬁg. 4 är ”effektmod” ett arbetsmod som ger prioritet till utmatning, och ”ekonomimod” ett arbetsmod som ger prioritet till energispaming.

Med hänvisning till ﬁg. 4C och ﬁg. 3D väljer den andra aritmetiska funktionsenheten 18b EPC-utström beroende på arbetsmod och motorvan/tal. Med hänvisning till tabell 3P och 3E visade ifig. 4E och ﬁg. 4F väljs EPC-utströmmen beroende pà arbetsmodet och acceleratorns (%) öppningsgrad. Den fjärde aritmetiska funktionsenheten 18d hänvisar sedan till tabellerna 4P och 4E visade i ﬁg. 4G och fig. 4H och väljer EPC-utström beroende på styrpumpens 7 arbetsmod och topptryck.

Vidare väljer den femte aritmetiska funktionssektionen 18e minimiströmmen fràn EPC-utströmmarna valda med hjälp av den andra till den fjärde aritmetiska funktionsenheten 18b till 18d. Val av minimiström vid den femte aritmetiska funktionsenheten 18e är till för att garantera arbetseffektivitet när 10 15 20 25 533 522 14 den sjunkande graden av hydraulpumpens 8 absorptionsvridmoment redan är lågt, även när tillstånd pà körsidan beaktas. Den större strömmen hos den ström som väljs med hjälp av den första funktionsenheten 18a och den femte aritmetiska funktionsenheten 18e väljs sedan med hjälp av den sjätte aritmetiska funktionsenheten 18f och matas ut till PC-ventilen 19. Valet av den större strömmen vid den sjätte aritmetiska funktionsenheten 18f är till för att ge förtur i syfte för att undvika motorstopp.

DRlFT AV VARJE KONFIGURATION Motoms 1 effekt matas in till transmissionen 3 via momentomvandlaren 2.

Vid transmissionen 3 kopplas förﬂyttning framåt och bakåt om genom att styra de hydrauliska framàt- och bakåtdriftkopplingarna till att vara på och av.

Reglering av hastighetsändringen uppnås också genom att styra den hydrauliska hastighetsändringskopplingen att gå på och av. Effekten från transmissionen 3 överförs till drivhjulen 5 via differentialväxeln 4. Å andra sidan överförs motorns effekt 1 till varje hydraulpump 7, 8, 9 via PTO-mekanismen 6 och varje pump drivs.

När styrhydraulpumpen 7 drivs tillförs den utmatade trycksatta oljan den hydrauliska styrcylindern 13 via styrreglerventilen 11. När trycksatt olja tillförs den hydrauliska styrcylindern 13 verkar styrmekanismen och fordonet rör sig.

En spole hos styrreglerventilen 11 rör sig som svar pà manövrering av en ratt (ej visad). Reglerventilens 11 öppna ytomráde ändras i enlighet därmed och den mängd ﬂuid som tillförs den hydrauliska styrcylindern 3 ändras.

Vidare, när den hydrauliska lastarcylindern 8 drivs, tillförs utmatad komprimerad olja den hydrauliska lastarcylindern 14 via lastarreglerventilen 12. Lastaren drivs sedan när komprimerad olja tillförs den hydrauliska lastarcylindern 14. Det betyder att en bom som omfattas av lastaren höjs eller sänks och skopan kan tippas. Spolen hos lastarstyrventilen 12 ﬁyttas beroende på manövreringen av en lastarmanövreringsarm (ej visad), det 10 15 20 25 533 B22 15 öppna ytområdet hos reglerventilen 12 ändras i enlighet därmed och den mängd ﬂuid som tillförs den hydrauliska lastaren 14 ändras.

När den hydrauliska ﬂäktpumpen 9 drivs tillförs den utmatade trycksatta oljan den hydrauliska ﬂäktmotorn 15 och kylﬂäkten 16 drivs.

När den hydrauliska vridmomentssmörjningspumpen 10 drivs tillförs den utmatade trycksatta oljan momentomvandlaren 2 och momentomvandlaren 2 smörjs.

MOTORSTYRNING Nedan ges en beskrivning av motorstyming med hjälp av gaspedalen 17. Fig. 5 visar ett förhållande mellan motorvarvtal N, motorvridmoment Te, och hydraullast. l ﬁg. 5 indikerar ett område som deﬁnieras med hjälp av en linje för maximalt vrid moment den utgående effekt som motom 1 avger. Motorn 1 styrs med hjälp av regulatorn så att motorvridmomentet inte överskrider en maximal vridmomentslinje som ligger över en avgasgränslinje och som inte överskrider en hastighet där motorvarvtalet N överskrider det höga tomgàngsvarvtalet NH.

När gaspedalen 17 exempelvis trampas med sà långt som möjligt sätts den maximala màlhastigheten med hjälp av styrorganet 18. Regulatorn utför sedan hastighetsstyrning pà en höghastighetsregleringslinje Fe, vilken förbinder en märkpunkt med en hög tomgàngspunkt NH. Regleringslinjerna Fe-1, Fe-2, Fe-n, FL bestäms sekventiellt i enlighet med att gaspedalens 17 nedtrampningsgrad blir mindre och hastighetsstyrning utförs pà varje regleringslinje.

När nedtrampningsgraden hos gaspedalen 17 är ett minimum, dvs. när det inte sker någon nedtrampning alls. sätts det laga tomgàngsvarvtalet NL som màlhastighet och hastighetsstyming utför pà regleringslinjen FL som är förbunden med den låga tomgångspunkten NL. Vid denna tidpunkt, när hydraullast Tp ﬂuktuerar såsom visas med hjälp av pilen A, ﬂyttar sig en 10 15 20 25 533 522 16 matchningspunkt V, där motorns 1 effekt och pumpabsorptionshästkraften kommer i jämvikt, längs med regleringslinjen i enlighet med denna ﬂuktuation.

Ett särdrag hos motorn 1 är att tiden som krävs för matchningspunkten att förﬂytta sig från en låg last till en hög last pà regleringslinjen är längre för làgvarvtalsområden (lågt tomgångsvarvtal NL) än för högvan/talsområden (högt tomgångsvarvtal NH). Motorsvar hos motorn 1 är därför svagare för làgvarvtalsomràden än för högvarvtalsområden. På grund av detta finns det med konventionella anordningar fall där motorn stannar såsom visas i B i ﬁg. 6. Detta orsakas av en oförmåga att hålla takt med en stigning i motorvridmoment när det är nödvändigt för motorvridmomentet att stiga så långt som till matchningspunkten V1 (hänvisning till ﬁg. 6) när den höga hydrauliska lasten TM plötsligt appliceras när hydraullast är låg och det ﬁnns matchning med matchningspunkten V0. Även om gaspedalen 17 trycks ned med en hög hydraullast applicerad på arbetsutrustningssidan är svaret långsamt då det tar tid för motorvarvtalet att stiga och detta upplevs som stressigt för operatören.

MOTORLASTSTYRNING l denna utföringsform matas, förutom motorvarvtal och operatörens avsikt i att i vilken grad trycka ned gaspedalen, också information för styrning av hydraulik till styrorganet 18. Styming implementeras sedan för att minska den hydrauliska Iastarpumpens 8 absorptionsvridmoment baserat på denna information. Nedan återges en beskrivning av denna styrning med hjälp av ﬂödesschemat som visats ibland annat ﬁg. 7.

För det första bestäms, i steg S1 iﬁg. 7, huruvida eller ej motorvarvtalet är 1400 rpm eller mindre. När motorvarvtalet överskrider 1400 rpm är sannolikheten för att motom stannar låg. Svagheten i responsen vid nedtrampning av gaspedalen 17 är inte heller noterbar och denna styrning utförs ej. 10 15 20 25 533 E22 17 När motorvarvtalet är 1400 rpm eller mindre, fortsätter steg S2 efter steg S1. l steg S2 bestäms huruvida eller ej arbetsmodet är satt till effektmod. När det är satt till effektmod fortsätter steg S3a efter steg S2. När ekonomimod är inställt fortsätter steg S3b från steg S2.

Tabell 1P hänförs sedan till i steg S3a och EPC-utströmmen bestäms för motorvarvtalet. Strömvärden sätts endast för "800 rpm", "880 rpm", "900 rpm", "920 rpm", och "930 rpm" i tabellen 1P men strömvärden mellan dessa hastigheter kan erhållas genom at utföra datainterpolering. lnterpolering mellan varje datapost är densamma i den följande behandlingen.

Sedan, i steg S3a, bestäms EPC-utström för motorvarvtalet genom hänvisning till tabell 2P. I steg S5a hänvisas till tabell 3P och EPC- utströmmen beroende på gaspedalens nedtryckningsgrad graden bestäms med hänvisning till tabell 3P. l steg S6a bestäms EPC-utströmmen för styrhydrauliken med hänvisning till tabell 4P. Strömmarna som bestäms i varje steg lagras sedan temporärt i en buffert etc. Sedan, i steg S7a, väljs minimivärden för strömmama som bestämts i vart och ett av stegen S3a till 6a. Såsom beskrivits ovan väljs nämligen strömmarna så att minskningsgraden för pumpkapaciteten hälls till ett minimum.

Sedan, i steg S8a, väljs den största strömmen från strömmen bestämd i steg S3a och strömmen vald i steg S7a, Detta är för att ge högsta prioritet för att förhindra att motom stannar.

Behandlingen i steg S3b till S8b utförs i ekonomimodfallet. Behandlingen i steg S3b till S8b är densamma som för effektmodet med undantaget att tabellema som hänförs till är tabellema 1E till 4E snarare än tabellema 1P till 4P.

Styrsignalen i1 motsvarande den erhållna strömmen matas ut till PC-ventilen 19 i steg S9. 10 15 20 25 533 G22 18 Till följd av styrningen ovan blir inte styrmekanismen inoperabel i ett intervall där motom inte stannar och den hydrauliska lastarpumpen 8 styrs samtidigt som gaspedalens 17 nedtrampningsgrad (avsikten hos operatören) också beaktas. Särskilt kan den hydrauliska lastarpumpen 8 minska absorptionsvridmomentet vid den lägsta fallhastigheten samtidigt som vart och ett av tillstànden ovan beaktas.

ABSORPTIONSVRIDMOMENTSSTYRDRIFT En detaljerad beskrivning av driften där absorptionsvridmomentet hos den hydrauliska lastarpumpen 8 sjunker till följd av stymingen ovan beskrivs i detalj nedan.

PC-ventilen 19 styr kapaciteten q hos hydraulpumpen 8 genom att som inmatning ta hydraulpumpens 8 topptryck Pp som styrtryck och tillföra trycksatt olja för drivning till servoventilen 20 som svar på topptrycket Pp.

Förhållandet mellan hydraulpumpens 8 topptryck Pp och kapacitet q (=vickskivans 8a lutningsvinkel) visas i ﬁg. 8. Såsom visas i ﬁg. 8, om hydraulpumpens 8 topptryck Pp är ett fast tryck eller mindre, sätts lutningsvinkeln hos hydraulpumpens 8 vickskiva 8a till ett maximum och hydraulpumpen 8 antar sin maximala kapacitet qmax. När hydraullasten blir stor och pumptopptrycket Pp överskrider ett fast tryck minskas pumpkapaciteten q i enlighet med karaktäristiken LN1 så att vickskivans lutningsvinkel antar ett minimivärde, och pumpkapaciteten görs till minimikapaciteten qmin.

Pumpkapaciteten q vid hydraulpumpen 8 styrs därför av pumptopptrycket Pp sà att hydraullasten, dvs. absorptionsvridmomentet ärí ett intervall där det maximala absorptionsvridmomentet Tp1 inte överskrids.

Styrsignalen i1 fràn styrorganet 18 matas sedan in till PC-ventilen 19 till följd av styrbehandlingen ovan och det maximala absorptionsvridmomentet styrs 10 15 20 25 533 622 19 enligt denna styrsignal i1. Såsom visas med hjälp av pilen D i ﬁg. 8 ändras, allteftersom strömmen (ström erhàllen i styrbehandlingen enigt ﬁg. 7) som tillförs PC-ventilen 19 och använder styrsignalen i1 blir högre, karaktäristiken fràn karaktäristiken LN1 till karaktäristiken LN2. Värdet på pumptopptrycket vid startreducering av pumpkapaciteten är därför liten och det maximala absorptionsvrid momentvärdet är satt till ett litet värde hos Tp2.

Den hydrauliska lastarpumpens 8 absorptionsvridmoment kan sättas lågt med hjälp av minimifallhastigheten genom att mata strömmen som erhålls vid styrbehandlingen enligt ﬁg. 7 till PC-ventilen 19, samtidigt som hänvisning görs till motorvarvtalet, nedtrampningsgraden och hänvisning till styroljetrycket. Det är därför möjligt att förhindra att motorn stannar, hämma en försämring av svaret vid nedtrampning av gaspedalen 17 samt få lastaren att fungera effektivt.

ANDRA UTFÖRINGSFORMEN I utföringsfonnen ovan styrs den hydrauliska lastarpumpen 8 till följd av PC- styrning med hjälp av PC 19, men styming genom LS styrning med hjälp av en LS-ventil (lastavkänningsventil) är också möjlig. Nedan följer en beskrivning av en utföringsforrn för fallet att utföra LS-styrning.

LS-STYRNING Fig. 9 visar en konﬁguration för att utsätta den hydrauliska lastarpumpen 8 för LS-styrning och har en struktur som motsvarar den i fig. 2 hos utföringsformen ovan. Här är en LS-ventil 22 och en inställningsenhet 23 för tryckskillnaden anordnade i stället för PC-ventilen 19 enligt utföringsforrnen ovan. 10 15 20 25 533 B22 20 LS-ventilen 22 styr vickskivans 8a lutningsvinkel hos hydraulpumpen 8 så att en tryckskillnad AP mellan hydraulpumpens 8 topptryck Pp och den hydrauliska lastarcylinderns 14 lasttryck PLS blir en fast tryckskillnad APLS.

En fjäder för inställning av den fasta tryckskillnaden APLS är anordnad vid LS-ventilen 22. Hydraulpumpens 8 topptryck Pp används som ett styrtryck vid en styrport på motstàende sida om LS-ventilen s22 tjädersida och ett lasttryck PLS hos den hydrauliska cylindern 14 används som styrtryck.

Vidare styrs hydraulpumpens 8 kapacitet genom tillförsel av trycksatt olja för matning fràn LS-ventilen 22 till servoventilen 20.

När lastarreglerventilens 22 öppna ytomràde antas vara A, och resistanskoefﬁcienten antas vara c benämns hydraulpumpens 8 utmatningsmängd Q: Q=C-A-\/(AP) Tryckskillnaden AP ﬁxeras med hjälp av LS-ventilen 22. Pumpkapaclteten Q ändras därför endast med hjälp av spolens öppna ytomràde A hos reglerventilen 12.

Den speciﬁka funktionen är som följer. När lastarens manöverarrn manövreras ökar lastarreglerventilens 12 Q öppna ytomràde A beroende på omfattningen av denna manövrering. Pumphastigheten Q ökar sedan som svar pà ökningen av det öppna ytomràdet A. Vid denna tidpunkt bestäms pumpningshastigheten Q således endast genom manövreringsgraden av lastarens manöverarrn och påverkas inte av hydraullasten. Till följd av att LS- ventilen 22 tillhandahålls ändras pumpningshastigheten Q pà det sätt som operatören avser (enligt positionen för lastarens manöverarm) utan ökning eller minskning till följd av hydraullasten.

Emellertid är det, vid tidpunkten för ﬁnstyming etc., nödvändigt att tillföra en ﬂödeshastighet som är en som normalt erfordras av den hydrauliska Iastarcylindern 14 även ifall där hydraulpumpens 8 maximala ﬂödeshastighet 10 15 20 25 533 B22 21 inte överskrids. Utmatningshastigheten är därför densamma som för höghastighetsomràden även när motorn 1 beﬁnner sig i ett làghastighetsområde.

DENNA UTFÖRINGSFORM Det är också möjligt att sänka inställningsvärdet för tryckskillnaden APLS och utöva styrning för att dämpa utmatningshastigheten i den andra utföringsformen genom att också använda en styrsignal i2 från styrorganet 18 och som erhålls med hjälp av samma behandling (behandling enligt ﬁg. 7) som för den första utföringsfomien. Särskilt är inställningsenheten 23 för tryckskillnaden anordnad för att ändra ﬁädems inställningsﬁäderkraft vid LS- ventilen 22. När en styrsignal i2 tillförs inställningsenheten 23 för tryckskillnaden från styrorganet 18 ändrar inställningsenheten 23 för tryckskillnaden ﬁädems inställnlngsﬁäderkraft för LS-ventilen 22 och ändrar inställningsvärdet för tryckskillnaden APLS.

Såsom visas i ﬁg. 10 är det också möjligt för ﬁäderns inställningsﬁäderkraft hos LS-ventilen 22 att ändras genom att skicka styrsignalen i2 till en elektromagnetisk solenoid hos LS-ventilen 22 så att inställningsvärdet för tryckskillnaden APLS ändras. ÄNDRINGSSTYRNING AV INSTÄLLNINGSVÄRDE FÖR TRYCKSKILLNAD En beskrivning ges av stymingen för att ändra inställningsvärdet såsom beskrivs ovan med hänvisning till ﬁg. 11. Fig. 11 är en vy som visar förhållandet mellan topptrycket Pp och hydraulpumpens 8 kapacitet q (=vickskivans 8a lutningsvinkel).

Såsom visas iﬁg. 11 ärtopptrycket Pp hos hydraulpumpen 8 P91. När pumpningshastigheten 1 vid denna tidpunkt blir det maximala värdet qmax, 10 15 20 25 533 B22 22 när inställningsvärdet APLS ändras till ett litet värde. Detta motsvaras av att den högra sidan hos elwationen (Q = c - A- ~/(AP)) ovan blir liten. Till följd därav och såsom visas med hjälp av pilen E i ﬁg. 11, ändras pumpningshastigheten q från det maximala värdet max till ett litet värde q1.

Hydraulpumpens 8 absorptionsvridmoment dvs. hydraullasten görs sedan liten genom att pumpningshastigheten görs liten.

Den hydrauliska Iastarpumpens 8 absorptionsvridmoment kan sättas litet med hjälp av minimifallhastigheten genom att använda stymingen som beskrivs ovan och hänföra till motorvarvtalet, gaspedalens nedtrampningsgrad och hänföra till styroljetrycket såsom i den första utföringsformen. Det är därför möjligt att förhindra motorn från att stanna, dämpa försämring i respons vid nedtrampning av gaspedalen 17 och få lastaren att fungera effektivt.

YTTERLIGARE UTFÖRINGSFORMER (a) l var och en av utföringsformerna ovan detekteras motorvarvtal. gaspedalslag (gaspedalens nedtrampningsgrad) och styrhydraulpumpens topptryck och den hydrauliska Iastarpumpens absorptionsvridmoment styrs baserat på denna information. Emellertid är informationen för denna styrning inte begränsad till informationen fràn denna utrustning.

Till exempel är detta inte på något sätt begränsat till en gaspedal, utan ett handgasreglage etc. är också möjligt för operatören att använda för att instruera hastigheten. Vidare är det också möjligt att detektera topptryck hos en hydraulpump som driver annan utrustning snarare än topptryck hos styrhydraulpumpen eller alternativt kan topptrycket hos en hydraulpump för annan utrustning detekteras förutom topptrycket hos styrhydraulpumpen. (b) Ett exempel ges i utföringsforrnema ovan på en hydraulisk lastarpump som en hydraulpump som skall styras, men styrning av 10 533 B22 23 absorptionsvridmoment hos hydraulpumpar avsedda för annan arbetsutrustning är också möjlig. (c) Konﬁgurationen för att styra hydraulpumpens absorptionsvridmoment är inte begränsad till PC-styming och LS-styrning utan minskning av absorptionsvridmomentet med hjälp av annan styrning år också möjlig.

OMRÅDE FÖR INDUSTRIELLT UTNYTTJANDE Föreliggande uppﬁnning kan utföra motorlaststyming pà ett lämpligt balanserat sätt beaktande motorlast hos fordonet i sin helhet.

Claims

10 15 20 25 30 533 B22 zl/ PATENTKRAV

1. Motorlaststyranordning för ett arbetsfordon (100) som är avsett att överföra motoreffekt till drivhjul (5), där ett varvtal styrs med hjälp av en varvtalinstruktionsanordning (17), och avsett att överföra effekt till ett ﬂertal hydrauliska manövreringsorgan inklusive ett hydrauliskt arbetsutrustningsmanövreringsorgan (12) via ett flertal hydraulpumpar (7, 8, 9) med variabel kapacitet, innefattande: - motorvarvtalsdetekteringsorgan (1 a) avsett att detektera ett motorvarvtal; - instruktionslnnehållsdetekteringsorgan (17a) avsett att detektera varvtalsinstruktionsanordningens (17) instruktionsinnehåll; - hydraulpumplastdetekteringsorgan (7b) avsett att detektera en last hos åtminstone en lastdetekterande hydraulpump bland det ﬂertal med hydraulpumpar (7, 8, 9) som har variabel kapacitet; och - absorptionsvridmomentstyrorgan avsett att styra absorptionsvridmoment hos åtminstone en styrhydraulpump (7) som är en annan pump än den lastdetekterande hydraulpumpen baserat på motorvarvtalsdetekteringsorga nets (1 a), instruktionsinnehållsdetekteringsorganets (17a) och hydraulpumplastdetekteringsorganets (7b) detekteringsresultat, varvid absorptionsvridmomentsstyrorganet (7a) kännetecknas av att det innefattar: - ett första falIhastighetsbestämningsorgan (18a) avsett att bestämma en första fallhastighet för att göra styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment mindre på sådant sätt att motorvarvtalet inte faller under ett andra motorvarvtal och under en lågt tomgàngsvarvtal satt för att förhindra att motorn (1) stannar; ~ ett andra fallhastighetsbestämningsorgan (18b) avsett att bestämma en andra fallhastighet för styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment beroende på motorvan/talet; - ett tredje fallhastighetsbestämningsorgan (180) avsett att bestämma en tredje fallhastighet för styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment 10 15 20 25 30 533 B22 2,5 beroende på innehållet i en instruktion för motorvarvtalet; - ett fjärde fallhastighetsbestämningsorgan (18d) avsett att bestämma en fjärde fallhastighet för styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment beroende på den lastdetekterande hydraulpumpens last; f - ett minimifallhastighetsväljarorgan (18e) avsett att välja en minímifallhastighet bland de andra, tredje, och fjärde fallhastigheterna; - ett maximifaIlhastighetsväljarorgan (18f) avsett att välja en största fallhastighet bland den första fallhastigheten och minimifallhastigheten; och - ett absorptionsvridmomentsänkningsorgan (7a) avsett att sänka styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment beroende på den fallhastighet som väljs med hjälp av maximifallhastighetsväljarorganet (18f).

2. , Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid absorptionsvridmomentstyrorganet (7a) är avsett att utföra styrbehandling när motorvarvtalet är ett första motorvarvtal eller mindre.

3. Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid absorptionsvridmomentsstyrorganet är avsett att styra absorptionsvridmomentet hos den hydraulpump (8) som är avsedd att driva det hydrauliska arbetsutrustningsmanövreringsorganet (12).

4. Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid hydrauIpumplastdetekteringsorganet (7b) är avsett att detektera topptrycket hos en styrhydraulpump (7) avsedd att driva ett hydrauliskt styrmanövreringsorgan (13) inkluderat i en styrmekanism (11).

5. Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid instruktionsinnehållsdetekteringsorganet (17a) är avsett att detektera öppningsgraden hos en gaspedalanordning (17). 10 15 20 25 533 S22 2,6

6. Motorlaststyranordning enligt krav 1, dessutom innefattande arbetsmodbeståmningsorgan avsett att bestämma huruvida ett arbetsmod är satt till ett effektmod som prioriterar effekt eller ett ekonomímod som prioriterar energibesparing, varvid absorptionsvridmomentsstyrorganet (7a) är avsett att styra en fallhastighet hos styrhydraulpumpens (7) absorptionsvridmoment beroende på valt arbetsmod.

7. Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid absorptionsvridmomentsstyrorganet är avsett att styra hydraulpumpens (8) absorptionsvridmoment för att driva det hydrauliska arbetsutrustnings- manövreringsorganet (12), och absorptionsvridmomentssänkningsorganet är avsett att styra maximalt absorptionsvridmoment hos en hydraulisk arbetsutrustningspump (8).

8. Motorlaststyranordning enligt krav 1, varvid absorptionsvridmomentsstyrorganet (8a) är avsett att styra hydraulpumpens absorptionsvridmoment för drivning av det hydrauliska arbets- utrustningsmanövreringsorganet (12), och absorptionsvridmomentssänkningsorganet är avsett att styra kapaciteten hos en hydraulisk arbetsutrustningspump (8) så att en tryckskillnad mellan den hydrauliska arbetsutrustningspumpens topptryck och det hydrauliska arbetsutrustningsmanövreringsorganet lasttryck blir en på förhand inställd tryckskillnad.