SE537909C2 - Hjullastare med motorstyrenhet för växling mellan ett lågt och ett högt motoreffektläge - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Det är ett syfte hos den foreliggande uppfinningen att forhindra en operator fran att fâ en kansla av obehag genom att utfora en korrekt vaxlingsstyrning beroende pa en fas vid vaxling mellan motoreffektlagen hos en hjullastare (1). En motorstyranordning hos hjullastaren (1) innefattar en fardlagesdetekteringsenhet for detektering av ett lage for fard hos ett fordon, en lagesvaxlingsfaststallningsenhet, en accelerationshastighetsdetekteringsenhet och en vaxlingstidsstyrenhet. Lagesvaxlingsfaststallningsenheten faststaller baserat pa ett detekteringsresultat hos fardlagesdetekteringsenheten huruvida det kravs en vaxling mellan motoreffektlagen. Vaxlingstidsstyrenheten styr vaxlingstiden 1 0fran start till slut av lagesvaxlingen att vara: en forsta tid nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är antingen 0 eller negativ (S4); och en andra tid langre an den forsta tiden nar den detekterade accelerationshastigheten ar positiv.

Description

BESKRIVNING HJULLASTARE MED MOTORSTYRENHET FOR WALING MELLAN ETT LAGT OCH ETT HOGT MOTOREFFEKTLAGE TEKNISKT OMRADE

[0001] Foreliggande uppfinning avser en hjullastare innefattande en motorregleranordning utformad att styra vaxlingen mellan motoms effektlagen frail ett lagt effektlage till ett hogt effektlage eller vice versa.

BAKGRUNDSTEKNIK

[0002] Sasom bland annat beskrivs i patentdokument 1 tillampas ett Mgt effektlage, for att tillata en motor att utova lag motorprestanda, och ett Mgt effektlage, for att tilllata motom att utova hog motorprestanda, som motoreffektlagen i arbetsfordon sasom hjullastare. Vidare valjs, exempelvis i fallet vid fard pa plan mark, da latt belastning verkar pa motom, ett lagt effektlidge fOr att minska branslefOrbrukningen. I fallet vid fard 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 for att utforas automatiskt beroende pa last med mera.

DOKUMENT SOM ANGER KAND TEKNIK PATENTDOKUMENT

[0003] PTL1: Publikationsnummer for intemationell patentansOkan W02005/024208 Al SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN

[0004] Foljande nackdelar uppkommer i arbetsfordonet beskrivet i patentdokument 1 nar det l'aga effektlaget vaxlas till det hoga effektlaget; i synnerhet vid fard i uppfors- 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 motom och darvid valjs det laga effektlaget som effektlage sasom beskrivits ovan. Nar det sedan faststallts att arbetsfordonet har vaxlat till fard i uppforsbacke, vaxlas det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Nar vaxlingstiden fordrojs i ett sadant skede, minskar fordonets hastighet och alien accelerationsprestandan forsamras 1 i inledningsskedet efter det att arbetsfordonet har vdxlat till fard i uppforsbacke. Darfor kravs det att vdxlingen fran det lâga effektldget till det hoga effektldget sker snabbt. [0006] Ndr arbetsfordonet borjar fOrflytta sig halwags uppfOr en backe, startar arbetsfordonet i det laga effektldget pa liknande satt som ndr arbetsfordonet borjar fardas pa plan mark. Ndr det sedan faststallts att arbetsfordonet borjat fardas i en uppffirsbacke genom detektion utford av en lutningssensor, lastavkannare eller likande, vdxlas det laga effektldget till det hoga effektldget. Ndr effektldget vdxlas snabbt, i ett sadant skede liknande det ovre, okar motorprestandan fast motorlasten är oforandrad. Darffir utsatts fordonet for en plotslig acceleration. Detta upplevs som obehagligt for operato- ren.

[0007] Ett syfte med ffireliggande uppfinning är att utfora en korrekt styrning av vaxlingen, beroende pa ett skede vid vaxlingen, 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 fOreliggande uppfinning är en hjullastare som har ett lagt effektldge och ett Mgt effektldge som motoreffektldgen. Hjullastaren innefattar en motor, ett drivhjul, en krafffiverfOringsanordning, ett arbetsredskap och en motorstyranordning Kraftoverforingsanordningen är utformad att Over- fOra drivkraft fran motorn till drivhjulet. Arbetsredskapet är utformat att drivas av drivkraften fran motorn. Motorstyranordningen är utformad att utf6ra styrning av vaxlingen mellan motoreffektldgena fran det laga effektldget till det Iffiga effektldget eller vice versa. Motorstyranordningen innefattar en fardldgesdetekteringsenhet, en faststallningsenhet ffir lagesvaxling, en detekteringsenhet for accelerationshastighet och en styrenhet for vdxlingstid. Fdrdldgesdetekteringsenheten är utformad att detektera ett ldge for fard hos ett fordon. Faststallningsenheten for lagesvdxling är utformad att fastutifran ett detekterat resultat av fardldgesdetekteringsenheten, huruvida vdxling kravs mellan motoreffektldgena fran det laga effektldget till det hoga effektlaget. Detekteringsenheten for accelerationshastighet ar utformad att detektera en accelerations- hastighet hos fordonet ndr faststallningsenheten for lagesvdxling faststaller att vaxling krdvs mellan motoreffektldgena. Styrenheten for vaxlingstid ar utformad att styra vdxlingstiden fran borjan till slutet av lagesvaxlingen till att vara: en ffirsta tid ndr accele- 2 rationshastigheten faststalld av detekteringsenheten är antingen 0 eller negativ, och en 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 idgen eller ett genomsnitt av accelerationshastig- heter under en forutbestamd tidsperiod innefattande en tidpunkt for \Taxiing mellan lagen.

[0009] Den foreliggande motorstyranordningen detekterar ett idge for Lard hos fordo-net, sasom fard i uppforsbacke eller start i backe. Baserat pa detekteringsresultatet vaxlas motoreffektlagena fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Vidare detekte- ras fordonets accelerationshastighet vid vaxling mellan lägen. An vidare styrs en tids- period fran borjan till slutet av vaxlingen mellan effektlagena beroende pa detekteringsresultatet av accelerationshastigheten. Narmare bestamt styrs vaxlingstiden till att vara den forsta tiden som den detekterade accelerationshastigheten antingen är 0 eller negativ. A andra sidan styrs vaxlingstiden till att vara tviri ganger liingre an den forsta tiden ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

[0010] Exempelvis minskar fordonshastigheten ndr fordonet har vaxlat fran Lard pa plan mark till fard i uppforsbacke. Ddrfor blir accelerationshastigheten antingen noll eller negativ. I ett sadant fall minskas vaxlingstiden och motoreffektlagena vaxlas snabbt fran det raga effektlaget till det hoga effektlaget. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation ddr fordonets hastighet minskar och dar accelerationsprestandan armed forsamras ndr fordonet skiftar till fard i uppforsbacke.

[0011] A andra sidan accelererar fordonet vid start i backe, awn om accelerationen är mjuk. Dad& blir accelerationshastigheten positiv. I ett sadant fall Aar vaxlingstiden i motsats till det tidigare namnda fallet. Foljaktligen ar det mojligt att undvika en situat- ion ddr arbetsfordonet abrupt accelererar direkt efter start i backe. Det är ddrigenom mojligt att forhindra en operator fran att fa en kansla av obehag.

[0012] En hjullastare enligt en andra utforingsform av forcliggande uppfinning är en hjullastare som har ett lagt effektlage och ett hogt effektidge som motoreffektlagen. Hjullastaren innefattar en motor, ett drivhjul, en kraftoverforingsanordning, ett arbets- redskap och en motorstyranordning. Kraftoverforingsanordningen ar utformad att Over- fora drivkraft frail motom till drivhjulet. Arbetsredskapet är anpassat att drivas av drivkraften fran motom. Motorstyranordningen ar utformad att utfora en styrning av 3 vdxlingen mellan motoreffektldgena fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget eller vice versa. Motorstyranordningen innefattar en fardldgesdetekteringsenhet, en faststallningsenhet fOr lagesvdxling, en detekteringsenhet fOr accelerationshastighet och en styrenhet for andring av hastighet hos utgaende vridmoment. Fardldgesdetekte- ringsenheten är utformad att detektera ett ldge for fard hos ett fordon. Faststdllningsen- heten for lagesvaxling är utformad att, utifran ett detekterat resultat fran fardldgesdetekteringsenheten, faststalla huruvida det krdys vdxling mellan motoreffektldgena fran det laga effektldget till det hoga effektldget. Detekteringsenheten for accelerationshastighet är utformad att detektera en accelerationshastighet hos fordonet ndr fasts-tall- ningsenheten far lagesvaxling faststaller att vdxling mellan motoreffektldgena kraxs.

Styrenheten for fordndring av det utgaende vridmomentets hastighet är utformad att styra en forandring av hastigheten for utgaende vridmoment fran borjan till slutet av ldgesvdxlingen till att vara: en forsta hastighetsforandring ndr detekteringsenheten for accelerationshastigheten detekterar en accelerationshastighet som är antingen 0 eller negativ; och en andra hastighetsfordndring mindre an den forsta hastighetsfordndringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv. Det bOr noteras att i likhet med ovanstaende, kan accelerationshastigheten vara antingen en accelerationshastighet vid vdxling mellan lagen eller ett medelvarde av accelerationshastigheten under en fOrutbestamd tidsperiod innefattande en tidpunkt for vaxling mellan ldgen.

[0013] I likhet med den fOrsta utfOringsformen av fOreliggande uppfinning, vdxlar den foreliggande motorstyranordningen mellan motorns effektlagen fran det laga effektldget till det hoga effektldget baserat pa resultatet fran detektionen av fardldget hos fordonet och vidare detekteras accelerationshastigheten hos fordonet. Ddrefter styrs hastighetsfordndringen av motorns utgaende vridmoment under vdxlingen mellan ldgena i enlighet med detekteringsresultatet fOr accelerationshastigheten. Specifikt styrs hastig- hetsfordndringen hos motorns utgaende vridmoment till att vara den forsta hastighetsfOrdndringen vid en detekterad accelerationshastighet som antingen är 0 eller negativ samtidigt som den styrs till att vara den andra hastighetsfordndringen som är mindre an den forsta hastighetsforandringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är posi- tiv.

[0014] Aven den andra utfOringsformen av den foreliggande uppfinningen kan astad- komma en fordelaktig effekt liknande den som uppnas av den forsta utfOringsformen 4 av den foreliggande uppfinningen. Specifikt styrs hastighetsforandringen hos motorns utgaende vridmoment till att vara den relativt stora forsta hastighetsforandringen nar fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke. Dad& minskas Iagesväxlingstiden och motorns effektlagen vaxlas snabbt fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation ddr fordonshas- tigheten minskar och accelerationsprestandan darigenom forsamras nar fordonet har vaxlat till fard i uppforsbacke.

[0015] A andra sidan, styrs hastighetsforandringen for motoms utgaende vridmoment till att vara den relativt mindre andra hastighetsforandringen vid start i backe. Darfor okas lagesvaxlingstiden och detta gör det mojligt att undvika en situation dar arbets- fordonet snabbt accelererar omedelbart efter start i en backe. Som ett resultat är det mojligt att forhindra att 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 att detektera att fordonet är i ett ldge for fard i uppforsbacke.

[0017] Det är framst i fallet vid fard i uppforsbacke som en operator far en kansla av obehag vid vaxling mellan motoreffektlagena. Det bar sarskilt noteras i den tredje utforingsformen av- den foreliggande uppfinningen att det detekteras huruvida fardlaget är ett lage for fard i uppforsbacke. Dad& är det mOjligt att fOrhindra en minskning av fordonets hastighet vid fard i uppforsbacke och samtidigt forhindra en operator fran att fa en kansla av obehag.

[0018] En hjullastare enligt en fjarde utforingsform av den foreliggande uppfinningen hanfor sig till hjullastaren enligt den tredje utforingsformen av den foreliggande upp- finningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten utformad att faststalla om fordonet är i laget for fard i uppforsbacke genom att uppfylla: ett villkor att fordonshastigheten är mindrc an eller lika mcd ett forutbestamt vardc; ett villkor att en gasreglageoppningsgrad är stone an eller lika med en preliminart bestamd troskeloppningsgrad narmare en fullt oppen gasreglageoppningsgrad under en forutbestamd tidsperiod eller langre; och ett villkor att en bromsverkan inte utfors.

[0019] Det kan antas att en sensor kommer att anvandas som medel for matning av lutningen hos fordonet for att detektera att fordonet är i ett lage for fard i uppforsbacke.

Emellertid är en kostnadsOkning oundviklig vid tillhandahallande av lutningssensorn. Vidare är det svart for lutningssensorn att korrekt detektera att fordonet är i ett lage for fard i uppforsbacke nar fordonet utfOr arbete i vildmarken. DarfOr finns det stora risker for felaktig detektering.

[0020] Mot bakgrund av ovanstaende faststalls det, i den fjarde utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, huruvida fdrdlaget är ett lage for fard i uppforsbacke base-rat pa allman drift av en operator vid fard i uppforsbacke. Specifikt faststalls laget for fard i uppfcirsbacke att uppfylla: villkoret att fordonets hastighet är mindre an eller lika med ett forutbestamt varde; villkoret att gasreglageoppningsgraden är stone an eller lika med en forutbestamd oppningsgrad under en f6rutbestamd tidsperiod eller langre; och villkoret att en bromsverkan inte utfors. Det bor noteras att en fortsatt nastan helt oppen gasreglageoppningsgrad under en forutbestamd 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 fard 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 upp- finningen. I hjullastaren är fardlagesdetekteringsenheten vidare utformad att faststalla om fordonet är i laget for fard i uppforsbacke nar accelerationshastigheten är mindre an eller lika med ett forutbestamt varde.

[0023] Det är harvid mojligt att detektera att fordonet är i laget fOr fard i uppforsbacke utan att anvanda en sarskild sensor. Vidare beaktas forutom fordonets hastighet alien accelerationshastigheten, gasreglageoppningsgraden och om en bromsverkan utovas eller ej. Dad& är det mojligt att tillforlitligt utesluta fard pa plan mark med latt belastning och att korrekt detektera laget for fard i uppforsbacke.

[0024] En hjullastare enligt en sjatte utforingsform av den foreliggande uppfinningen hanfor sig till hjullastaren enligt en av den forsta utforingsformen och den andra till femte utforingsformerna av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren ar en styren- het fOr vaxlingstid utformad att: faststalla att fordonet har yaxlat fran fdrd pa plan mark till fard i uppforsbacke och att styra vaxlingstiden till att vara den forsta tiden nar acce- 6 lerationshastigheten, detekterad av detekteringsenheten for accelerationshastigheten, är antingen 0 eller negativ; och faststalla att fordonet borjat forflytta sig i en uppforsbacke och styra vaxlingstiden till att vara den andra tiden ndr den detekterade hastighetsaccelerationen är positiv.

[0025] I likhet med den forsta utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, vax- las motoreffektldgena harvid snabbt fran det laga effektldget till det hoga effektldget ndr fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till fdrd i uppforsbacke. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation dar fordonshastigheten minskar och accelerationsprestandan forsamras ndr fordonet har vaxlat till Lard i uppforsbacke. Daremot okar vaxlingstiden vid start i backe och det är damned 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 fa en kansla av obehag.

[0026] En hjullastare enligt en sjunde utforingsform av den foreliggande uppfinningen hanfor sig till hjullastaren enligt flagon av den andra till femte utfOringsformerna av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är styrenheten for andring av hastigheten hos det utgaende vridmomentet anordnad att: faststalla att fordonet har vdxlat fran Lard pa plan mark till fard i uppforsbacke och att styra forandringen av hastigheten hos det utgaende vridmoment till att vara den forsta hastighetsfOrandringen ndr accelerationshastigheten som detekterats av detekteringsenheten for aecelerationshastighet antingen är 0 eller negativ; och faststalla att fordonet bOrjar forflytta sig i en uppforsbacke och styra hastighetsforandringen hos det utgaende vridmoment till att vara den andra hastighetsforandringen ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

[0027] I likhet med den andra utforingsformen av den foreliggande uppfinningen, reduceras harmed lagesvaxlingstiden och motoreffektlagena vaxlas snabbt fran det laga effektldget till det hoga effektldge ndr fordonet har vdxlat fran fard pa plan mark till fdrd i uppforsbacke. Foljaktligen är det mojligt att forhindra en situation dar fordonshastigheten minskar och accelerationsprestandan forsdmras nar fordonet har vdxlat till fdrd i uppforsbacke. Daremot iikar lagesvaxlingstiden 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 fà en kansla av obehag.

[0028] En hjullastare enligt en attonde utforingsformen av den fOreliggande uppfinningen hanfor sig till hjullastaren enligt den tredje utforingsformen av den foreliggande 7 uppfinningen. I hjullastaren är fardldgesdetekteringsenheten vidare utformad att detektera att fordonet är i ett frikopplat tillstand for uppforsbacke skilt fran tillstandet for fard i uppforsbacke som ett annat tillstand. Vidare är fardldgesdetekteringsenheten utformad att vdxla mellan motoreffektlagena fran det hoga effektlaget till det lâga ef- fektldget ndr fordonet faststalls att vara i det frikopplade tillstandet for fard i uppfors- backe.

[0029] Det frikopplade tillstandet for Lard i uppforsbacke detekteras harvid och det hoga effektldget, som hittills har stdllts in, vaxlas till det 'Aga effektldget. Det är darigenom mojligt att forhindra forsdnaring av bransleeffektiviteten.

[0030] En hjullastare enligt en nionde utforingsformen av den foreliggande uppfin- ningen hanfor sig till hjullastaren enligt den attonde utforingsformen av den foreliggande uppfinningen. I hjullastaren är fardldgesdetekteringsenheten utformad att detektera att fordonet är i det frikopplade tillstandet for uppforsbacke genom att uppfylla minst endera av: ett tillstand ddr en gasreglageoppningsgrad är mindre an en troskel- oppningsgrad; och ett tillstand ddr en bromsverkan utfors.

[0031] Det är harmed faststallt att fard i uppfOrsbacke avslutats och att det hoga effektldget blir onodigt antingen ndr en operator trycker pa en gaspedal och gasreglageoppningsgraden blir mindre an en troskelOppningsgrad eller ndr en bromsverkan utfors. Darmed är det mojligt att 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 motoreffektldgen.

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 innefattar diagram som aterger forhallandet mellan motorhastigheten och det utgaende vridmomentet vid ett lagt effektldge och vid ett Mgt effektlage.

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

FIG. 5 är ett flodesschema som visar en styrning for att vaxla motoreffektldgen. 8 FIG. 6 visar gransvarden for fordonshastigheten vid vaxling av effektldgen.

FIG. 7 visar grdnsvdrden for accelerationshastigheten vid vdxling av effektlagen. FIG. 8 är ett diagram som visar variationen av accelerationshastigheten ndr ett fordon vdxlar frail fard pa plan mark till fard i uppforsbacke.

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

FIG. 10 innefattar diagram som visar variationen av fordonets hastighet ndr 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.

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 inne- fattar 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 bakhjulen 4b. Hjullastaren 1 kan utfora ett onskat arbete med arbetsredskapet 3.

[0035] Fordonsramen 2 innefattar en framre 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-vanster-riktning. Den framre ramen 2a är fcirsedd 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 att lyftas upp och ned med hjalp av ett par lyftarmseylindrar 10. Vidare är skopan 7 fast till anden av lyftarmen 6. Skopan 7 är utformad att 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 kraftoverforingsmckanism 17, en cylinderdrivenhet 18 och en styrenhet 19.

[0037] Effekten hos motorn 15 styrs genom reglering av mangden bransle 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 motorn 15. 9

[0038] Kraftuttaget 16 är en anordning utformad att dela och fordela utmatningen fran motom 15 till kraftoverforingsmekanismen 17 och cylinderdrivenheten 18.

[0039] Kraftoverforingsmekanismen 17 är en anordning utformad att overfora drivkraften fran motom 15 till framhjulen 4a och bakhjulen 4b. Kraftoverforingsmekan- ismen 17 innefattar en momentomvandlare 22 och en transmission 23. Transmissionen 23 innefattar en framatfards-/ bakatfardskoppling och ett flertal varvtalskopplingar motsvarande ett flertal varvtalssteg. I den foreliggande exemplifierande utforingsformen är transmissionen 23 forsedd med fyra varvtalskopplingar och varvtalen kan vaxlas mellan fyra steg fran en forsta hastighet till fjarde hastighet.

[0040] Cylinderdrivenheten 18 innefattar en hydraulpump 25 och en reglerventil 26.

Utmatningen fran motom 15 overfors till hydraulpumpen 25 genom kraftuttaget 16. Vidare matas driftolja utmatad fran hydraulpumpen 25 till lyftcylindrarna 10 och skopcylindem 11 genom reglerventilen 26.

[0041] Det bor noteras att framhjulen 4a och bakhjulen 4b är forsedda med vata hyd- rauliska multipla skivbromsanordningar som dock inte visas i figurema 1 och 2.

[0042] Styrenheten 19 utgors av en mikrodator innefattande ett RAM, ett ROM, en CPU med mera. Signaler matas in i styrenheten 19 fran de foljande sensorema. [0043] (1) En acceleratoroppningsgradsensor 29 utformad att 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 axel 32 hos transmissionen 23. Styrenheten 19 är utformad att berakna fordonets hastighet och accelerationshastigheten baserat pa en detekteringssignal fran rotationshastighets- sensom for den utgaende axeln 32. Darfor fungerar rotationshastighetssensom for en utgaende axel 32 som en fordonshastighetssensor och en accelerationshastighetssensor. [0046] (4) En nedre trycksensor 33 hos lyftcylindrarna 10.

[0047] (5) En lagessensor 35 hos en framatfards-/ bakatfardskoppling 34.

[0048] (6) En lagessensor 37 hos en vaxelspak 36.

[0049] Baserat pa signaler fran de °van namnda sensorema, är styrenheten 19 utfor- mad att styra motom 15 och utfora olika styrningar sasom en drivningsstyrning av arbetsredskapsenheten 18, en vaxelspaksstyrning av transmissionen 23 och en broms- styrning av bromsanordningarna (ej visad i figurema). Det bor noteras att styrenheten 19 har en fardlagesdetekteringsfunktion, en lagesvaxlingsfaststallningsfunktion, en accelerationshastighetsdetekteringsfunktion och en kopplingstidstyrningsfunktion, avseende en styrning av effektlagena hos motom 15. Fardlagesdetekteringsfunktionen är en funktion for att detektera huruvida hjullastaren 1 är i ett lage for fard i uppfors- backe. Lagesvaxlingsfaststallningsfunktionen är en funktion for att bestamma om det for tillfallet kravs vaxling mellan motoreffektldgena fran ett lagt effektlage till ett Mgt effektlage nar det är faststallt att hjullastaren 1 är i ett lage for Lard i uppforsbaeke. Accelerationshastighetsdetekteringsfunktionen är en funktion for detektering av acce- lerationshastigheten hos hjullastaren 1 nar det faststalls att motoreffektlagena bar vax- las fran det laga effektlaget till det hoga effektlaget. Kopplingstidsstyrningfunktionen är en funktion for styrning av en vaxlingstid fran borjan till slutet av lagesvaxlingen i enlighet med accelerationshastigheten.

[0050] Styrenheten 19 är utformad att utfora en styming av vaxlingen mellan effektlagena hos motom 15 fran ett lagt effektlage till ett Mgt effektlage eller vice versa. FIG. 3 visar kurvor for vridmoment som kan utmatas av motom 15 i enlighet med rotationshastigheten i de respektive lagena. Det laga effektlaget, avbildat med en heldragen linje i FIG. 3 (a), är ett lage for att uppnâ lag bransleforbrukning I det raga effektlaget minskas det utgaende vridmomentet, forutom i det laga varvtalsomradet och det hoga varvtalsomradet. Det laga effektlaget valjs vid ett latt lastfall sasom vid fard pa plan mark, sasom visas i FIG. 4 (a), och nar fordonet borjar forflytta 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 fard i uppforsbacke sasom visas i FIG. 4 (b).

[0051] Vidare är styrenheten 19 utformad att utfora en vaxlingsstyrning av effektlaget hos motom 15 mellan ett effektlage och ett ekonomilage som svar pa en operators instruktion. Effektlaget ar ett lage som skall valjas av en operator nar stora motoreffektlagen kravs antingen vid fard eller vid arbete. A andra sidan är ekonomilaget ett lage for att minska motoreffekten vid en lagre niva. for att uppna lag bransleforbrukning 11

[0052] Det bar noteras att ovannamnda effektstyrning av motorn 15 utfOrs genom att, till exempel, styra den ovre gransen av mangden bransle som skall sprutas in i motorn 15.

[0053] 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 Eft lastfall sasom vid Lard pa plan mark. A andra sidan valjs ett Mgt effektlage vid ett tungt lastfall sasom vid fard i uppforsbacke. Styrningen av effektlagesvaxlingen kommer harefter forklaras genom anvandning av ett flodesschema som visas i FIG. 5.

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

[0055] Villkor 1: antingen ett fullt accelererat tillstand (en accelerationsoppningsgrad som är 100 %) eller ett tillstand ddr en accelerationsoppningsgrad är stone an ett forut- bestamt 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 ar mindre an eller lika med vardena som visas i FIG. 6 och 7. Ett gransvarde satts harvid for vardera fordonshastigheten och accelerationshastigheten beroende pa vilket av vaxelstegen som valjs. Det bar noteras att dessa varden kan andras beroende pa laget (energisparldget, ekonomilaget, etc.) eller lasttillstandet (tom eller lastad).

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

[0059] Forfarandet fortsatter fran steg Si till steg Si om inte ovannamnda villkor 1 till 4 alla är uppfyllda. I steg S2 behalls det laga effektldget som ett motoreffektlage. [0060] A andra sidan fortsatter forfarandet fran steg Si till steg S3 nar villkoren 1 till 4 alla är uppfyllda. I Steg S3 utfors berakningar av accelerationshastigheten vid en tidpunkt nar villkoren 1 till 4 alla är uppfyllda. Det kan harvid vara mojligt att anvanda ett genomsnitt av accelerationshastigheten fran den tidpunkt da villkor 1 till 4 är upp- 12 fyllda till en annan tidpunkt tidigare an den tidpunkten under en forutbestamd tidsperiod.

[0061] Ddrefter, i steg S4, bestams det huruvida accelerationshastigheten är antingen 0 eller negativ. Ndr den genomsnittliga accelerationshastigheten (eller accelerationshas- tigheten) beraknad i steg S3 är antingen 0 eller negativ faststalls det att hjullastaren 1 har vdxlat fran fard pa plan mark till fard i uppforsbacke. Foljaktligen fortsdtter forfarandet fran steg S4 Steg S5. I steg S5 vaxlas motoreffektldgena fran det laga effektldget till det hoga effektldget under en kort vdxlingstid. Detta kommer att forklaras i detalj nedan.

[0062] Forst är ett latt lastfall anbringat vid fard pa plan mark och darefter satts det laga effektlaget som ett motoreffektlage. Ndr fordonet vdxlar fran Lard pa plan mark i FIG. 4(a) till fard i uppforsbacke i FIG. 4(b) minskas fordonets hastighet gradvis. FIG. 8 visar variationen av accelerationshastigheten under tid vid detta tillstand. Sasom visas i FIG. 8, War fordonet växlar fran fard pa plan mark till fiird i uppfOrsbacke, mins- kar accelerationshastigheten under tid och blir negativ. Ndr alla de ovannamnda villko- ren 1 till 4 är uppfyllda faststalls det att fordonet har vdxlat till fard i uppforsbacke. [0063] Sedan, ndr fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till Lard i uppforsbacke, till exempel ndr accelerationshastigheten är antingen 0 eller negativ, vdxlas det laga effektlaget snabbt till det hoga effektlaget. Mer specifikt, ndr accelerationshastigheten är negativ sasom visas i FIG. 8, vaxlas det laga effektIdget till det hOga effektIdget un- der en kort vaxlingstid genom att sdtta en hastighetsforandring hos motoms utgaende vridmoment, till exempel, T/n (T: Nm, n: 0,01 sek) till att vara "T1".

[0064] FIG. 10 visar skillnaden av fordonshastighetens minskning mellan olika installningar av vaxlingstiden ndr fordonet vdxlar fran Lard pa plan mark till fard i uppfors- backe. FIG. 10(a) visar ett fall dar vaxlingstiden av effektldget fran en vdxlingsstart- klocktid Ts till en vaxlingsslutklocktid Te satts till att vara relativt lang genom att minska hastighetsfordndringen T/n hos motoms utgaende vridmoment till att vara T2 (

[0065] A andra sidan, ndr accelerationshastigheten (eller den genomsnittliga accelerationshastigheten) berdknad i steg S3 är positiv, är det faststallt att fordonet startar i uppforsbacke. Foljaktligen framskrider forfarandet fran steg S4 till steg S6. 1 steg S6 vaxlas motoreffektldgena fran det laga effektldget till det hoga effektldget under en lang vdxlingstid. Detta kommer harefter beskrivas i detalj.

[0066] Forst satts det laga effektldget som ett motoreffektldge nar fordonet borjar forflytta sig. Mear valjs det laga effektlaget som ett motoreffektldge aven vid start i backe. Vidare, vid start i backe, okar fordonshastigheten gradvis under tid aven i det laga effektlaget. Dad& blir accelerationshastigheten positiv. Ndr det darvid är faststallt att fordonet är i Eget for fard i uppforsbacke medan accelerationshastigheten är posi- tiv, vdxlas det laga motoreffektlaget forsiktigt till det hoga effektlaget. Mer specifikt, sasom visas i FIG. 9, satts hastighetsforandringen hos motoms utgaende vridmoment, till exempel, T/n 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 ddr vdxlingstiden fran vaxlingsstartklocktiden Ts till vdxlingsslutklocktiden Te salts till att vara relativt lang i likhet med den foreliggande exemplifierande utforingsformen genom att sat-ta hastighetsforandringen hos motorns utgaende vridmoment till att vara T2. I detta fall iikar fordonshastigheten gradvis och clamed far en operatOr inte en obehagskansla. A andra sidan, hanfor sig ett exempel visat i FIG. 11(b) till ett fall dar vdxlingstiden satts till att vara kortare an den i FIG. 11(a) genom att satta hastighetsforandringen hos motoms utgaende vridmoment till att vara T1. I detta fall okar fordonshastigheten under en kort tid direkt efter att effektlaget har borjat vdxlas till det hoga effektlaget. Dad& far en operator en kansla av obehag.

[0068] Sasom beskrivs ovan, ndr det har faststallts att fordonet är i ldget for fard i uppforsbacke, andras hastigheten hos det utgaende vridmomentet vid vdxling frail det laga effektldget till det hoga effektlaget i enlighet accelerationshastigheten. Darmed vdxlas det laga effektldget till det hoga effektlaget ndr fordonet har vdxlat frau fard pa plan mark till fard i uppforsbacke. Foljaktligen kan okningen av fordonshastigheten reduce- ras. Vid start i backe, A andra sidan, vdxlas det laga effektldget forsiktigt till det hoga 14 effektldget. Darvid kan abrupt okning av fordonshastigheten undvikas och ddrmed 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 fran steg S7 till steg S2 anting- en ndr accelerationsoppningsgraden är reducerad och ndr armed villkoret 1 inte är uppfyllt eller nar en bromsverkan inte utfors och ndr darmed villkoret 2 inte är uppfyllt. Foljaktligen vaxlas motoreffektlagena fran det hoga effektldget till det laga effektldget.

[0070] (1) Vdxlingstiden mellan motoreffektldgena styrs genom detektering av laget for fard i uppforsbacke och samtidigt styrs hastighetsfordndringen av motoms utgaende vridmoment i enlighet med accelerationshastigheten vid tidpunkten. Ddrfor är det mojligt att utfora en korrekt styrning av lagesvaxlingen beroende av fardlaget.

[0071] Foljaktligen, när fordonet har vdxlat fran fdrd pa plan mark till fdrd i uppfOrs- backe, vdxlas motoreffektldgena snabbt fran det laga effektldget till det hoga effektld- get. Ddrfor är det mojligt att fOrhindra minskning av fordonshastigheten och forsamring av accelerationsprestandan direkt efter att fordonet har vaxlat till fard i uppforsbacke. Vidare, vid start i backe, vaxlas det 15.ga effektldget forsiktigt till det hOga effektldget. Darfor kan det undvikas att fordonet abrupt accelererar vid start i backe.

Detta gOr att operatOren kanner mindre obehag.

[0072] (2) Det detekteras att fordonet är i ldget for fard i uppforsbacke genom anvandning av en sensor som normalt är anordnad i en hjullastare. Dad& kravs det inte ett tillhandahallande av en specialsensor sasom en lutningssensor. Vidare kan feldetektering undvikas.

[0073] (3) Det detekteras att fordonet inte är i ldget for fard i uppforsbacke baserat antingen pa faktumet att gasreglageoppningsgraden blir lagre an ett grdnsvarde eller faktumet att en bromsverkan utfors. Ddrfor är det mojligt att undvika forekomst av ojamn drift.

[0074]< Andra exemplifierande utforingsformer> Den foreliggande uppfinningen är inte begransad till de ovan namnda utforingsformer- na och olika forandringar eller forbatringar kan harvid goras utan att franga. omfanget for foreliggande uppfinning.

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

INDUSTRIELL TILLAMPBARHET

[0076] Enligt den ovan namnda lijullastaren kan en korrekt vaxlingsstyrning utforas beroende pa en fas vid vaxling mellan effektlagen. LISTA MED HANVISNINGSBETECKNINGAR [0077] 1Hjullastare 3Arbetsredskap 4aFramhjul 4bBakhjul 6Lyftarm 7Skopa Lyftcylinder Motor 17Kraftoverforingsmekanism 19Styrenhet 28Gaspedal 29AccelerationsOppningsgradssensor Bromspedal 31Bromsverkansensor 32Rotationshastighetssensor for utgaende axel 33Nedre trycksensor for lyftcylindrar 34Spak for framatriktad/bakatriktad fard Lagessensor for spak for framatriktad/bakatriktad fard 16

Claims (9)

PATENTKRAV

1. Hjullastare (1), som har ett Mgt effektldge och ett Mgt effektldge som motoreffektldgen, kannetecknad av att hjullastaren (1) innefattar: en motor (15); ett drivhjul; en kraftoverforingsanordning utformad att overfora drivkraft fran motorn (15) till drivhjulen; ett arbetsredskap (3) utformat att drivas av drivkraften fran motorn (1); och en motorstyranordning utformad att utfora en styrning av vdxlingen mellan motoreffektldgena fran det laga motoreffektldget till det hoga motoreffektldget eller vice versa, dar motorstyranordningen innefattar: en fardlagesdetekteringsenhet utformad att detektera ett fardlage hos ett fordon; en lagesvaxlingsfaststallningsenhet utformad att faststdlla, baserat pd ett detekteringsresultat av fardldgesdetekteringsenheten, huruvida vdxling kravs mellan motoreffektldgen fran det raga motoreffektldget till det hoga motoreffektldget; en accelerationshastighetsdetekteringsenhet utformad att detektera en accelerationshastighet hos fordonet nar lagesvaxlingsfaststallningsenheten faststaller att vdxling kravs mellan motoreffektldgena; och en vdxlingstidsstyrningsenhet utformad att styra en vdxlingstid fran start till slut av lagesvaxlingen till att vara: en forsta tid nar accelerat- ionshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är antingen 0 eller negativ (S4); och en andra tid som är ldngre an den forsta tiden ndr den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

2. Hjullastare (1), som har ett Mgt effektldge och ett Mgt effektldge som motoref- fektldgen, kannetecknad av att hjullastaren (1) innefattar: en motor (1S); 17 ett drivhjul; en kraftoverforingsanordning utformad att overfora drivkraft fran motorn (15) till drivhjulen; ett arbetsredskap (3) utformat att drivas av drivkraften fran motorn (15); och en motorstyranordning utformad att utfora en styrning av vaxlingen mellan 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 det krays en vaxling mellan motoreffektlagena fran det laga motoreffektlaget till det hoga motoreffektlaget; en accelerationshastighetsdetekteringsenhet utformad att detektera en accelerationshastighet hos fordonet nar lagesvaxlingsfaststallningsenheten faststaller att vaxling kravs mellan motoreffektlagena (S3); och en hastighetsforandringsstyrenhet for utgaende vridmoment utfor- mad att styra en hastighetsfOrandring hos ett utgaende vridmoment hos motorn (15) fran start till slut av lagesvaxlingen till att vara: en forsta hastighetsforandring nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är antingen 0 eller negativ (S4); och en andra hastighetsforandring mindre an den forsta hastighetsforandringen nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

3. Hjullastarcn (1) cnligt nagot av patentkravcn 1 och 2, dar fardlagesdctckteringsenheten är utformad att detektera att fordonet är i ett lage for fard i uppforsbacke (Si).

4. Hjullastaren (1) enligt patentkrav 3, dar fardlagesdetekteringsenheten är utformad att faststalla att fordonet är i laget for fard i uppforsbacke (Si) genom att 18 uppfylla: ett villkor att en fordonshastighet är mindre an eller lika ett forutbestamt varde; ett villkor att en gasreglageoppningsgrad alltid halls stone an eller lika ett preliminart satt gransvarde for oppningsgraden nara en fullt oppen gasreglagesoppningsgrad under en forutbestamd tidsperiod eller langre; och ett villkor att en bromsverkan inte utfors.

5. Hjullastaren (1) enligt patentkrav 4, dar fardlagesdetekteringsenheten vidare är utformad att faststalla att fordonet är i laget for fard i uppforsbacke (Si) nar accelerationshastigheten är mindre an eller lika ett forutbestamt varde.

6. Hjullastaren (1) enligt ett av patentkraven 1 och 3 till 5, dar vaxlingstidsstyrenheten är utformad att: faststalla att fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till Lard i uppforsbacke och styrning av vaxlingstiden till att vara den forsta ti-den nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekte- 1 ringsenheten är 0 eller negativ (S4); och att faststalla att fordonet borjar for- flytta sig i en uppforsbacke och styra vaxlingstiden till att vara den andra tiden nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

7. Hjullastaren (1) enligt ett av patentkraven 2 till 5, dar hastighetsforandringssty- renheten for utgaende vridmoment är utformad att: faststalla att fordonet har vaxlat fran fard pa plan mark till Lard i uppfOrsbacke och styra hastighetsforandringen hos det utgaende vridmomentet till att vara den forsta hastighetsforandringen nar accelerationshastigheten detekterad av accelerationshastighetsdetekteringsenheten är 0 eller negativ (S4); och faststalla att fordonet har borjat forflytta sig i en backe och styra hastighetsforandringen av det utgaende vrid- momentet till att vara den andra hastighetsforandringen nar den detekterade accelerationshastigheten är positiv.

8. Hjullastaren (1) enligt patentkrav 3, dar fardlagesdetekteringsenheten vidare är utformad att detektera att for- donet är i ett frikopplat lage for fard i uppforsbacke (S7) skilt fran laget for fard i uppforsbacke som ett annat lage, och 19 lagesvaxlingsfaststallningsenheten är utformad att vdxla mellan motoreffektldgena frail det hoga effektldget till det raga effektldget nar fordonet har detekterats att vara i det frikopplade Eget for 11rd i uppforsbacke.

9. Hjullastaren (1) enligt patentkrav 8, ddr fardldgesdetekteringsenheten är utfor- mad att detektera att fordonet är i det frikopplade ldget for Lard i uppforsbacke (S7) genom att minst uppfylla nagot av: ett villkor att en gasreglagesoppningsgrad är mindre an ett gransvarde for oppningsgrad; och ett villkor att en bromsverkan utfors. 20 25 1/9 T-I CD i--li LL 28 29 STYRENHET REGULATOR F/P //> 33 2618 16 34 31 36 37 4b E/G 22 T/C T/M 23 _ c 4a 4b 17