DE112005001920B4

DE112005001920B4 - Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs

Info

Publication number: DE112005001920B4
Application number: DE112005001920.9T
Authority: DE
Inventors: Yuuichi Iwamoto
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: US20090217654A1; CN101002010B; US7596945B2; WO2006016653A1; SE0600810L; DE112005001920T5; US20070193262A1; SE531666C2; JP2006052673A; CN101002010A; KR20070046853A; JP4270505B2

Abstract

Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Ausgangsleistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Ausgangsleistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) zum Feststellen, ob die Fahrlast hoch ist; und einer Steuereinrichtung (18) zum Senken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) festgestellt hat, dass die Fahrlast hoch ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs.
Ein Radlader wird durch Antriebsräder bewegt, welche von einem als Antriebsquelle dienenden Motor über einen Drehmomentwandler angetrieben werden. Anders ausgedrückt wird die Motorausgangsleistung für eine Fahrlast genutzt. Darüber hinaus bildet der Motor auch die Antriebsquelle für einen Lenkmechanismus und einen Arbeitsmechanismus, wie eine Ladevorrichtung oder dergleichen. Anders ausgedrückt treibt der Motor eine Hydraulikpumpe für die Lenkung; das von der Lenkungshydraulikpumpe ausgegebene druckbeaufschlagte Öl wird an einen Lenkungshydraulikzylinder geliefert; und dementsprechend wird der Lenkmechanismus betätigt. Darüber hinaus treibt der Motor auch die Hydraulikpumpe der Ladevorrichtung; von der Ladevorrichtungshydraulikpumpe ausgegebenes druckbeaufschlagtes Öl wird an einen Ladevorrichtungshydraulikzylinder geliefert; und dementsprechend wird die Ladevorrichtung betätigt. Als Lenkungshydraulikpumpe und als Ladevorrichtungshydraulikpumpe wird eine hinsichtlich der Fördermenge konstante Konstanthydraulikpumpe verwendet. Somit wird die Motorausgangsleistung nicht nur für die Fahrlast, sondern auch für die Arbeitshydraulikdrucklast verwendet.
Die Fahrgeschwindigkeit des Radladers variiert je nach dem Betrag der Pedalbetätigung eines Gaspedals. Anders ausgedrückt: je nach dem Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals wird die Motordrehzahl und dementsprechend die Fahrzeuggeschwindigkeit verändert.
Es existieren im Vergleich mit anderen Arten von Arbeitsmaschinen, wie Hydraulikbagger und dergleichen, zahlreiche Gelegenheiten, in denen ein Radlader Arbeiten ausführt, bei denen sowohl die Fahrlast, als auch die Arbeitshydraulikdrucklast einwirken, so beispielsweise wenn die Ladevorrichtung vertikal bewegt wird, während der Radlader fährt.
Für einen Hydraulikbagger ist die Erfindung, mittels welcher das maximale Absorptionsdrehmoment oder die Fördermenge der Hydraulikpumpe mit verstellbarer Fördermenge entsprechend den verschiedenen Arbeitsmodi verändert wird, bereits aus verschiedenen Dokumenten der Patentliteratur bekannt, für die folgende Beispiele angeführt werden:
Patentdokument 1: JP 62-058 033 A
Patentdokument 2: JP 02-711 833 B2
Bei einem Radlader wird somit eine einzige Motorausgangsleistung sowohl für die Fahrlast, als auch für die Arbeitshydraulikpumpenlast verwendet. Daher hängt die für das Fahren verwendbare Motorausgangsleistung von der Größe der Arbeitshydraulikpumpenlast ab.
3 stellt die Beziehung zwischen der Motordrehzahl N und dem Motordrehmoment Te dar. In 3 bildet die Drehmomentwandlerabstimmkurve L_t die Absorptionsdrehmomentlinie für den Drehmomentwandler, welche die Fahrlast wiedergibt. Wie durch den Pfeil A dargestellt, werden mit dem Niederdrücken des Gaspedals die Motordrehzahl N und das Motordrehmoment Te erhöht. Wenn die Ladevorrichtung oder der Lenkmechanismus nicht betätigt werden, oder, anders ausgedrückt, wenn keine Arbeitshydraulikdrucklast anliegt, entspricht die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers der Motorausgangsleistung an dem Übereinstimmungspunkt V₁ auf der Maximal-Drehmomentlinie R₁, und die gesamte Motorausgangsleistung kann für die Fahrlast aufgewandet werden. Wenn eine starke Traktionskraft erforderlich ist, oder Beschleunigung an einer Steigung nötig ist, kann eine ausreichende Traktionskraft erreicht werden, die das Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit ermöglicht.
Wenn jedoch die Ladevorrichtung oder der Lenkmechanismus betätigt wird, während der Radlader fährt, d. h. wenn eine Arbeitshydraulikdrucklast erzeugt wird, wird die in der 3 schattiert dargestellte Motorausgangsleistung als die Arbeitshydraulikdrucklast verwendet, so dass lediglich die Motorausgangsleistung abzüglich dieser für die Fahrlast verwendet werden kann.
Daher sinkt der Übereinstimmungspunkt für die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers und die Motorausgangsleistung auf V₂, wobei die für das Fahren nutzbare Motorausgangsleistung verringert ist, so dass in dem Fall, dass eine große Fahrlast bewältigt werden muss, während die Arbeit durchgeführt wird, die für die große Fahrlast erforderliche Motorausgangsleistung nicht erreicht werden kann, weshalb möglicherweise keine ausreichende Traktionskraft erreicht werden kann oder die Fahrzeuggeschwindigkeit selbst über einen langen Zeitraum nicht erhöht werden kann.
Zur Lösung dieses Problems kann in Betracht gezogen werden, das in der Hydraulikpumpe der Arbeitsmaschine absorbierte Drehmoment zu reduzieren, d. h. die Fördermenge der Hydraulikpumpe mit konstanter Fördermenge, wie beispielsweise die Lenkungshydraulikpumpe oder dergleichen, auf einen kleinen Wert einzustellen. Das Einstellen der Fördermenge der Lenkungshydraulikpumpe auf einen kleinen Wert bringt jedoch das Problem mit sich, dass zum Zeitpunkt eines Leerlaufs, bei dem die Motordrehzahl niedrig ist, die Lenkung nicht ausreichend gedreht werden kann. Bei einem Radlader ist es erforderlich, dass die Lenkung ausreichend drehbar ist, selbst wenn der Motor sich im Leerlaufzustand befindet (zum Zeitpunkt des Leerlaufs). Um zu bewirken, dass das druckbeaufschlagte Öl selbst im Leerlauf, in dem die Motordrehzahl gering ist, mit einer hohen Rate in den Hydraulikzylinder der Lenkung fließt, ist es erforderlich, dass die Fördermenge der Pumpe einen bestimmten Pegel hat oder größer ist. Wird die Pumpenfördermenge verringert, ergibt sich das Problem, dass die maximale Fließrate, die dem Hydraulikzylinder im Leerlauf, in dem die Motordrehzahl gering ist, zugeführt werden kann, reduziert wird, so dass die Geschwindigkeit, mit der die Lenkung gedreht wird, verlangsamt ist. Wenn darüber hinaus die Fördermenge für die Hydraulikpumpe der Ladevorrichtung auf einen geringeren Wert eingestellt wird, wird die Fließrate auf die gleiche Weise verringert, was zu einer Verringerung der Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung der Ladevorrichtung führt, wodurch die Arbeitseffizienz verringert wird. Somit führt die Verringerung der Fördermenge der Konstanthydraulikpumpe zu einer Verschlechterung der Fahrzeugleistung.
Um eine große Fahrlast zu bewältigen, kann selbstverständlich in Betracht gezogen werden, den Motor großformatig auszubilden, um einen Spielraum für das Motordrehmoment zu schaffen, jedoch tritt nur für einen unbedeutenden Zeitraum innerhalb des tatsächlichen Arbeitszeitraums die Situation auf, dass eine große Traktionskraft während der Durchführung der Arbeit erforderlich ist, oder eine Beschleunigung an einer Steigung notwendig ist, so dass ein Vergrößern des Motors für diesen unbedeutenden Zeitraum nicht nur einen Kostenanstieg, sondern auch einen erhöhten Kraftstoffverbrauch bedeutet, der in Energieverschwendung resultiert.
Es kann darüber hinaus in Betracht gezogen werden, dass bei gleichzeitigem Fahren und Arbeiten der Ladevorrichtungsbetätigungshebel derart betätigt wird, dass der Teil der Motorausgangsleistung, der für die Fahrlast verwendet werden kann, erhöht wird, jedoch würde die Notwendigkeit zur Durchführung einer derartigen geschickten Betätigung dem Bediener eine erhebliche Belastung auferlegen, und es ist in der Tat schwierig, eine derartige Betätigung durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situation gemacht, und es ist die mit der vorliegenden Erfindung zu lösende Aufgabe, ein Arbeitsfahrzeug, wie einen Radlader oder dergleichen, in die Lage zu versetzen, eine ausreichende Traktionskraft zu liefern und die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit zu erhöhen, wenn eine hohe Fahrlast anliegt, ohne eine Verschlechterung der Fahrzeugleistung, Energieverschwendung und andere Probleme zu verursachen.
In den zuvor erwähnten Patentdokumenten 1 und 2 ist angegeben, dass das maximale Absorptionsdrehmoment oder die Fördermenge der Hydraulikpumpe mit regelbarer Fördermenge entsprechend den verschiedenen Arbeitsmodi verändert wird, jedoch ist das technische Konzept der Veränderung der Verteilung der Motorausgangsleistung auf die Fahrlast und die Arbeitslast gemäß den verschiedenen Modi, d. h. das Konzept des Aufteilens mehrerer Hydraulikpumpen mit regelbarer Fördermenge in eine Hydraulikpumpe für das Fahren und eine für die Arbeit, wobei entsprechend den verschiedenen Modi die Größe des maximalen Absorptionsdrehmoments oder die Größe der Fördermenge für die Fahrhydraulikpumpe und die Arbeitshydraulikpumpe variiert wird, in keiner Weise angegeben.
US 6 173 513 B1 offenbart einen Radlader. Der Radlader weist einen Motor, einen in der Fördermenge regelbare Hydraulikpumpe mit einer Steuerbaren Förderleistung und welche die Leistung des Motors an Arbeitsmaschinen überträgt, und ein über einen Wählhebel betätigbares Schaltgetriebe zur Übertragung der Motorleistung auf mindestens ein Antriebsrad auf. Es wird beschrieben, dass, wenn die Arbeitsmaschine nicht benutzt wird, die Förderleistung der regelbaren Hydraulikpumpe auf ein Minimum zu senken, wenn am Schaltgetriebe ein hoher Gang anliegt oder wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen Schwellenwert übersteigt.
DE 2 123 803 A beschreibt ein Arbeitsfahrzeug, bei dem die Motorleistung über eine Hydraulikpumpe sowohl zu dem Arbeitsfahrzeug als auch zu einem Antriebsrad übertragen wird.
Die Erfindung wird definiert durch jeden der Patentansprüche 1, 2 und 6.
Die Erfindung schafft gemäß Anspruch 1 eine Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Leistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Leistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) zum Feststellen, ob die Fahrlast hoch ist; und einer Steuereinrichtung (18) zum Senken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) festgestellt hat, dass die Fahrlast hoch ist.
Die Erfindung schafft gemäß Anspruch 2 eine Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Leistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Leistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) zum Feststellen, ob das Arbeitsfahrzeug einen Beschleunigungszustand innehat; und einer Steuereinrichtung (18) zum Senken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) festgestellt hat, dass sich das Arbeitsfahrzeug im Beschleunigungszustand befindet.
Hierbei kann die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) umfassen: eine Beschleunigungserkennungseinrichtung zum Erkennen der Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs; und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die von der Beschleunigungserkennungseinrichtung erkannte Beschleunigung einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) kann umfassen: eine Betätigungsbetragerkennungseinrichtung (17a) zum Erkennen des Betrags der Betätigung eines Fahrbetriebselements (17); und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob der von der Betätigungsbetragerkennungseinrichtung (17a) erkannte Betrag der Betätigung des Fahrbetriebselements (17) einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Alternativ kann die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) umfassen: eine Drehzahldifferenzberechnungseinrichtung zum Berechnen der Differenz zwischen einer Zieldrehzahl des Motors (1) und der gegenwärtigen Motordrehzahl; und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die von der Drehzahldifferenzberechnungseinrichtung berechnete Drehzahldifferenz einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Die Erfindung schafft gemäß Anspruch 6 eine Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Leistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Leistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Fahrlastmesseinrichtung (18) zum Messen der an das Antriebsrad (5) übertragenen Fahrlast; und einer Steuereinrichtung (18) zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die von der Fahrlastmesseinrichtung gemessene Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Hierbei kann die Leistung des Motors (1) durch einen Drehmomentwandler (2) und ein Getriebe (3) an das Antriebsrad (5) übertragen werden und die Fahrlastmesseinrichtung (18) die Fahrlast auf der Basis der Eingangswellendrehzahl des Drehmomentwandlers (2), der Ausgangswellendrehzahl des Getriebes (3) und einer zu diesem Zeitpunkt in dem Getriebe (3) gewählten Drehzahlstufe berechnen.
Eine Weiterbildung der Laststeuervorrichtung kann aufweisen eine Verlangsamungszustandserkennungseinrichtung zum Erkennen, ob sich das Arbeitsfahrzeug in einem Verlangsamungszustand befindet; und einer Beendigungseinrichtung (18) zum Beenden der Steuerung des Verringerns des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Verlangsamungszustandserkennungseinrichtung erkannt hat, dass sich das Arbeitsfahrzeug im Verlangsamungszustand befindet.
Die Laststeuervorrichtung kann ferner mit einer Wähleinrichtung (31) zum Wählen eines Leistungsmodus für das Fahren mit einer hohen Fahrlast, wobei die Steuereinrichtung (18) den durch die Wähleinrichtung (31) gewählten Leistungsmodus als ein Erfordernis für die Durchführung der Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge vorsieht, versehen sein.
Die Laststeuervorrichtung kann ferner mit einer Fahrmoduswähleinrichtung (31) zum Wählen unter mehreren Fahrmodi, wobei der Schwellenwert entsprechend der Art des durch die Fahrmoduswähleinrichtung (31) gewählten Fahrmodus zu einer einem gewählten Arbeitsmodus entsprechenden Größe verändert wird, versehen sein.
Die Funktionsweise und die Effekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm zur Darstellung der Konfiguration des Arbeitsfahrzeugs nach dem Ausführungsbeispiel;
2 ist ein Diagramm zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment;
3 ist ein Diagramm zur Darstellung des der 2 entsprechenden Standes der Technik;
4 ist ein Diagramm zur Darstellung der Steuerung zur Änderung des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe;
5 ist ein Diagramm zur Darstellung der Steuerung zur Änderung der Fördermenge der Hydraulikpumpe;
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Schema der Durchführung der PC-Steuerung darstellt; und
7A und 7B sind Diagramme, die ein Beispiel für ein Schema der Durchführung der LS-Steuerung darstellen.
Wie in 6 oder 7A oder 7B dargestellt sind die Hydraulikpumpen mit regelbarer Fördermenge mit Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen 19 oder 22 zum Ändern des Absorptionsdrehmoments versehen.
Die Steuerung 18 stellt fest, ob die Fahrlast hoch ist, und wenn festgestellt wurde dass die Fahrlast hoch ist, wird die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge durchgeführt. Diese Steuerung erfolgt unter der Voraussetzung, dass beispielsweise der ”Leistungsmodus” mittels des Leistungsmodusschalters gewählt ist.
In 2 bildet die Drehmomentwandlerabstimmkurve L_t die Absorptionsdrehmomentlinie für den Drehmomentwandler 2, welche die Fahrlast wiedergibt. Wie durch den Pfeil A angegeben, werden beim Niederdrücken des Gaspedals 17 die Motordrehzahl N und das Motordrehmoment Te erhöht, wodurch die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers erhöht wird.
Die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers wird durch Subtrahieren der Pumpen-Absorptionsleistung der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge von der Motorausgangsleistung ermittelt. Wenn die Arbeitshydraulikdrucklast erhöht wird, wird die Fahrlast relativ dazu verringert, wobei die Traktionskraft und die Beschleunigung verringert werden.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast gering ist, wird für die Fahrlast das Drehmoment auf der Linie R₂ verwendet, die sich infolge der Subtraktion der Arbeitshydraulikdrucklast von der Maximaldrehmomentlinie R₁ in 2 ergibt. Der Übereinstimmungspunkt für die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers und der Motorausgangsleistung ist als der Punkt V₂ auf der Drehmomentlinie R₂ angegeben.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird das Absorptionsdrehmoment für die Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge auf einen niedrigeren Wert geändert. Auf diese Weise wird der Arbeitshydraulikdruck verringert, und das Drehmoment auf der Drehmomentlinie R₃, die sich durch Subtrahieren der verringerten Arbeitshydraulikdrucklast von der Maximaldrehmomentlinie R₁ in 2 ergibt, wird für die Fahrlast verwendet. Der Übereinstimmungspunkt für die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers und der Motorausgangsleistung ist als der Punkt V₃ auf der Drehmomentlinie R₃ angegeben.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird somit der Übereinstimmungspunkt von V₂ zu dem Punkt V₃ verschoben, an dem die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers im Vergleich zu derjenigen bei geringer Fahrlast groß ist, wodurch, wenn eine hohe Last während des Fahrens bei gleichzeitiger Durchführung einer Arbeit aufgebracht wird, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist oder Beschleunigung an einer Steigung benötigt wird, die Traktionskraft erreicht werden kann, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit erhöht werden kann.
Anders ausgedrückt wird herkömmlicherweise, wie in 3 dargestellt, selbst bei hoher Fahrlast die in 3 als schattierter Bereich dargestellte Motorausgangsleistung in der selben Weise wie bei geringer Fahrlast gleichförmig auf die Arbeitshydraulikdrucklast verteilt, so dass die für die Fahrlast verwendbare Motorausgangsleistung gering ist (der Übereinstimmungspunkt liegt bei V₂), weshalb, wenn während des Fahrens bei gleichzeitiger Ausführung einer Arbeit eine hohe Last anliegt, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist oder eine Beschleunigung an einer Steigung benötigt wird, eine ausreichende Traktionskraft nicht erreicht werden kann oder die Fahrzeuggeschwindigkeit selbst innerhalb eines längeren Zeitraums nicht erhöht werden kann, während jedoch nach dem in 2 dargestellten vorliegenden Beispiel bei einer hohen Fahrlast eine geringere Motorausgangsleistung, wie in 2 als schattierter Bereich dargestellt, auf die Arbeitshydraulikdrucklast verteilt wird, wodurch die für die Fahrlast verwendbare Motorausgangsleistung im Verhältnis zu dieser erhöht wird (der Übereinstimmungspunkt liegt bei V₃), so dass bei Anliegen einer hohen Last während des Fahrens bei gleichzeitiger Durchführung einer Arbeit, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist oder eine Beschleunigung an einer Steigung notwendig ist, eine große Traktionskraft erreicht werden kann, welche das Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb einer im Vergleich mit dem Stand der Technik kurzen Zeit ermöglicht.
Wenn die Ladevorrichtung oder der Lenkmechanismus nicht betätigt wird, oder anders ausgedrückt, wenn keine Arbeitshydraulikdrucklast anliegt, und die Fahrlast hoch ist, stimmt die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers mit der Motorausgangsleistung am Übereinstimmungspunkt V₁ auf der Maximaldrehmomentlinie R₁ überein und die gesamte Motorausgangsleistung kann für die Fahrlast verwendet werden. Ist eine große Traktionskraft erforderlich oder ist eine Beschleunigung an einer Steigung nötig, kann somit eine ausreichende Traktionskraft erreicht werden, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines kurzen Zeitraums erhöht werden kann.
Wie zuvor beschrieben kann erfindungsgemäß bei Anliegen einer hohen Fahrlast eine ausreichende Traktionskraft erreicht werden, wodurch es möglich ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit zu erhöhen. Dennoch wird die Fördermenge der Konstanthydraulikpumpe nicht auf einen gleichmäßig niedrigen Wert eingestellt, sondern die Fördermenge oder das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit regelbarer Fördermenge wird nur vorübergehend verringert, wenn die Fahrlast hoch ist, so dass keine Verschlechterung der Leistung des Fahrzeugs eintritt. Dennoch besteht keine Notwendigkeit dazu, den Motor zu vergrößern, um die Motorausgangsleistung zu erhöhen, wodurch die Nachteile des erhöhten Treibstoffverbrauchs und der Energieverschwendung eliminiert werden.
Die Feststellung, dass die Fahrlast hoch ist, kann getroffen werden indem festgestellt wird, dass sich der Radlader 100 im Beschleunigungszustand befindet.
Im einzelnen stellt die Steuerung 18 fest, ob die Beschleunigung des Fahrzeugs einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, wird das Absorptionsdrehmoment für die Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert und die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht.
Darüber hinaus stellt die Steuerung 18 fest, ob der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wird, dass der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus wird die Differenz zwischen der Solldrehzahl des Motors 1 und der tatsächlicher Motordrehzahl Nr berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob diese Differenz der Drehzahlen einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wurde, dass die Drehzahldifferenz einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Die Feststellung, ob die Fahrlast hoch ist, kann durch tatsächliches Messen der auf die Antriebsräder 5 übertragenen Fahrlast und durch Feststellen, dass die gemessene Fahrlast gleich einem vorgeschriebenen Schwellenwert oder größer als dieser ist, durchgeführt werden.
Im einzelnen wird die Fahrlast auf der Grundlage der Drehzahl N1 der Drehmomentwandlereingangswelle, der Drehzahl N2 der Drehmomentausgangswelle und der gegenwärtig in dem Getriebe 3 gewählten Geschwindigkeitsstufe berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob die berechnete Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wurde, dass die berechnete Fahrlast dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus wird festgestellt, ob sich das Fahrzeug im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wurde, dass sich das Fahrzeug im Verlangsamungszustand befindet, kann die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 entfallen. Anders ausgedrückt: wenn festgestellt wurde, dass das Fahrzeug sich im Verlangsamungszustand befindet, kann die Steuerung für das Verringern des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D uin 4 entfallen, oder die Steuerung zum Verringern der Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in S kann entfallen, um von dem Übereinstimmungspunkt V₃ in 2, an dem de Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist, zu dem Übereinstimmungspunkt V₂ zurückzukehren, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast höher (die Fahrlast geringer) ist.
Die jeweiligen zuvor genannten Schwellenwerte können entsprechend dem gewählten Fahrmodus verändert werden. Anders ausgedrückt: wenn der ”Leistungsmodus” gewählt wird, hat der Bediener die Absicht, mit einer hohen Fahrlast zu fahren, so dass der Schwellenwert auf einen geringen Wert eingestellt wird. Beispielsweise wird durch das Einstellen des Schwellenwerts der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 auf einen niedrigen Wert de Steuerung durchgeführt, durch welche, selbst bei einem geringen Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals, das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 unmittelbar verringert wird, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird. Auf diese Weise kann jeder hohen Fahrlast frühzeitig Rechnung getragen werden. Im Gegensatz dazu hat der Bediener, wenn der ”Normalmodus” gewählt ist, nicht die Absicht, mit einer sehr hohen Fahrlast zu fahren, so dass der Schwellenwert auf einen hohen Wert gesetzt wird. Zum Beispiel wird durch das Einstellen des Schwellenwerts der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 auf einen hohen Wert die Steuerung durchgeführt, mittels welcher, wenn das Gaspedal mit großem Pedalbetätigungsbetrag betätigt wird, das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert wird, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird. Während somit zwar der Arbeitshydraulikdrucklast Vorrang gegeben wird, kann die Fahrlast ebenfalls gehandhabt werden.
Darüber hinaus wird durch einfaches Schalten an der Steuertafel 30 das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert. In anderen Worten: wenn der ”Leistungsmodus” gewählt wird, wird die Steuerung, welche das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D in 4 verringert, oder die Steuerung, welche die Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in 5 bewirkt, durchgeführt, um eine Verschiebung zu dem Übereinstimmungspunkt V₃ in 2 zu erreichen, an welchem die Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist.
Wenn andererseits der ”Normalmodus” gewählt wird, kann die Steuerung zum Verringern des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D in 4 entfallen, oder die Steuerung zum Verringern der Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in 5 kann entfallen, um von dem Übereinstimmungspunkt V₃ in 2, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist, zu dem Übereinstimmungspunkt V₂ zurückzukehren, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast höher (die Fahrlast geringer) ist.
Außerdem wird je nach der Art des Arbeitsfahrzeugs die Leistung des Motors 1 durch die Fahrbetriebhydraulikpumpe und den Fahrbetriebhydraulikmotor, anstatt den Drehmomentwandler 2 und das Getriebe 3 an die Antriebsräder 5 übertragen. Die Erfindung ist auch auf ein Arbeitsfahrzeug mit einer derartigen Konfiguration anwendbar.
Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs anhand der Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die Konfiguration des Ausführungsbeispiels des Radladers in Hinblick auf die erfindungsrelevanten Bereiche.
Wie in 1 dargestellt, ist die Ausgangswelle eines Motors 1 eines Radladers 100 mit einer Zapfwelle 6 verbunden. Die Zapfwelle 6 ist mit einem Drehmomentwandler 2 und ferner mit einer Lenkungshydraulikpumpe 7, der Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8, einer Gebläsehydraulikpumpe 9 und einer Drehmomentwandlerschmierungshydraulikpumpe 10 verbunden.
Die Lenkungshydraulikpumpe 7, die Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8 und die Gebläsehydraulikpumpe 9 sind Pumpen mit regelbarer Fördermenge, wobei durch Verändern des Neigungswinkels einer jeweiligen Kippplatte 7a, 8a, 9a die Fördermenge q (cc/rev) verändert wird.
Die Leistung des Motors 1 wird über einen Drehmomentwandler 2, ein Getriebe 3 und ein Differentialgetriebe 4 an Antriebsräder 5 übertragen. Das Getriebe 3 besteht im wesentlichen aus einer Vorwärtsfahrt-Hydraulikkupplung, einer Rückwärtsfahrt-Hydraulikkupplung, Drehzahlstufenkupplungen, d. h. einer Hydraulikkupplung für den ersten Gang, einer Hydraulikkupplung für den zweiten Gang, einer Hydraulikkupplung für den dritten Gang, einer Hydraulikkupplung für den vierten Gang, und je nach der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen wird entweder die Vorwärtsfahrt-Hydraulikkupplungen oder die Rückwärtsfahrt-Hydraulikkupplung gewählt, wobei die jeweiligen Drehzahlstufenkupplungen für die Geschwindigkeitsänderung gewählt werden.
Darüber hinaus wird die Leistung des Motors 1 an die Lenkungshydraulikpumpe 7, die Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8, die Gebläsehydraulikpumpe 9 und die Drehmomentwandlerschmierungshydraulikpumpe 10 übertragen.
Wenn die Lenkungshydraulikpumpe 7 angetrieben wird, wird das geförderte druckbeaufschlagte Öl einem Lenkungshydraulikzylinder 13 über ein Lenkungssteuerventil 11 zugeführt.
Der Lenkungshydraulikzylinder 13 ist mit einem Lenkmechanismus verbunden. Wenn das druckbeaufschlagte Öl dem Lenkungszylinder 13 zugeführt wird, wird der Lenkmechanismus betätigt, wodurch das Fahrzeug gedreht wird. Der Kolben des Lenkungssteuerventils 11 wird entsprechend der Betätigung eines (nicht dargestellten) Lenkrades verschoben und die Öffnungsfläche des Steuerventils 11 wird entsprechend verändert, wodurch die Strömungsrate des an den Lenkungshydraulikzylinder 13 gelieferten Fluids verändert wird.
Wenn die Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8 angetrieben wird, wird das geförderte druckbeaufschlagte Öl über das Ladevorrichtungssteuerventil 12 an den Ladevorrichtungshydraulikzylinder 14 geliefert.
Der Ladevorrichtungshydraulikzylinder 14 ist mit der Ladevorrichtung im vorderen Bereich des Fahrzeugs verbunden. Wenn dem Ladevorrichtungshydraulikzylinder 14 druckbeaufschlagtes Öl zugeführt wird, wird die Ladevorrichtung betätigt. Anders ausgedrückt: ein die Ladevorrichtung bildender Ausleger wird angehoben oder abgesenkt, wobei eine Schaufel gekippt wird. Der Kolben des Ladevorrichtungssteuerventils 12 wird entsprechend der Betätigung des (nicht dargestellten) Ladevorrichtungssteuerhebels verschoben und die Öffnungsfläche des Steuerventils 12 wird entsprechend verändert, wodurch die Strömungsrate des dem Ladevorrichtungshydraulikzylinder 14 zugeführten Fluids verändert wird.
Wenn die Gebläsehydraulikpumpe 10 angetrieben wird, wird das geförderte druckbeaufschlagte Öl an einen Gebläsehydraulikmotor 15 geliefert, wodurch ein Kühlgebläse 16 betrieben wird.
Wenn eine Drehmomentwandlerschmierungshydraulikpumpe 10 angetrieben wird, wird das geförderte druckbeaufschlagte Öl dem Drehmomentwandler 2 zugeführt, wodurch der Drehmomentwandler 2 betrieben wird.
Die Ausgangswelle des Motors 1 ist mit einem Motordrehzahlerkennungssensor 1a zum Erkennen der tatsächlichen Drehzahl Nr des Motors 1 versehen. Die von dem Motordrehzahlerkennungssensor 1a erkannte Motordrehzahl Nr wird in die Steuerung 18 eingegeben.
Die Eingangswelle des Drehmomentwandlers 2 (die Ausgangswelle des Motors 1) ist mit einem Drehmomentwandlereingangswellendrehzahlerkennungssensor 2a zum Erkennen der Drehzahl N1 der Eingangswelle des Drehmomentwandlers 2 versehen. Die von dem Drehmomentwandlereingangswellendrehzahlerkennungssensor 2a erkannte Drehzahl N1 wird in die Steuerung 18 eingegeben.
Die Ausgangswelle des Getriebes 3 ist mit einem Getriebeausgangswellendrehzahlerkennungssensor 3a zum Erkennen der Drehzahl N2 der Ausgangswelle des Getriebes 3 versehen. Die von dem Getriebeausgangswellendrehzahlerkennungssensor 3a erkannte Drehzahl N2 wird in die Steuerung 18 eingegeben.
Der Bediener betätigt ein Gaspedal 17 und der Betätigungsbetrag (der Betrag, um den das Pedal niedergedrückt wird) wird von einem für das Gaspedal 17 vorgesehenen Hubsensor 17a erkannt, wobei ein den Betätigungsbetrag angebendes Signal in die Steuerung eingegeben wird.
Die Antriebsräder 5 sind mit einer hydraulischen Bremse zum Bremsen der Antriebsräder 5 versehen. Der Bediener betätigt ein Bremspedal 29 und der. Betrag der Pedalbetätigung (der Betrag, um den das Pedal niedergedrückt wird) wird von einem für das Bremspedal 29 vorgesehenen Hubsensor 29a erkannt, wobei ein den Betätigungsbetrag angebendes Signal in die Steuerung 18 eingegeben wird. Die Steuerung 18 steuert die hydraulische Bremse derart, dass der dem Pedalbetätigungsbetrag des Bremspedals 29 entsprechende Bremsdruck bereitgestellt wird.
Die Steuerung 18 steuert den Motor 1 derart, dass die dem Betätigungsbetrag des Gaspedals 17 entsprechende Soll-Drehzahl erreicht wird.
Eine Schalttafel 30 ist mit einem Leistungsmodusschalter 31, einem Drehzahlwechselmodusschalter 32, einem Vorwärts-/Rückwärtsfahrschalter 33 und einem Drehzahlstufenschalter 34 versehen.
Der Drehzahlwechselmodusschalter 32 ist ein Schalter zum Wählen des Zeitpunkts des automatischen Drehzahlwechsels des Getriebes 3; der Vorwärts-/Rückwärtsfahrtschalter 33 ist ein Schalter zum Wählen der Vorwärtsfahrt-Hydraulikkupplung oder der Rückwärtsfahrt-Hydraulikkupplung des Getriebes 3; und der Drehzahlstufenschalter 34 ist ein Schalter zum Wählen der Drehzahlstufenkupplung (der Hydraulikkupplung für den ersten Gang, der Hydraulikkupplung für den zweiten Gang, der Hydraulikkupplung für den dritten Gang, der Hydraulikkupplung für den vierten Gang).
Die Steuerung 18 steuert das Getriebe 3 derart, dass die Drehzahlstufe mit der Drehzahlstufenwechselzeitgebung gewechselt wird, welche durch den Drehzahlwechselmodusschalter 32 gewählt wurde. Darüber hinaus steuert die Steuerung 18 das Getriebe 3 derart, dass ein automatischer Drehzahlwechsel im Bereich der Drehzahlstufe, welche durch den Drehzahlstufenschalter 34 gewählt wurde, in der durch den Vorwärts-/Rückwärtsfahrtschalter 33 gewählten Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung erfolgt.
Der Leistungsmodusschalter 31 ist ein Schalter zum Wählen des Fahrzustands (Leistungsmodus), in dem die Fahrlast hoch ist und eine hohe Motorausgangsleistung für das Fahren erforderlich ist. Wenn der ”Leistungsmodus” nicht mittels des Leistungsmodusschalters 31 gewählt ist (der Schalter ausgeschaltet ist), ist der Fahrzustand (Normalmodus) gewählt, in dem die Fahrlast gering ist, und daher keine hohe Motorausgangsleistung für das Fahren erforderlich ist.
Der Motor 1 ist ein Diesel-Motor, und die Steuerung der Leistung desselben erfolgt durch Einstellen der in den Zylinder einzuspritzenden Treibstoffmenge. Dieses Einstellen erfolgt durch Steuern eines Reglers, der zusätzlich für die Kraftstoffeinspritzpumpe des Motors 1 vorgesehen ist. Als Regler wird im allgemeinen ein Regler von Alldrehzahlregler-Typ verwendet, der die Motordrehzahl und die Menge an einzuspritzendem Kraftstoff entsprechend der Last derart einstellt, dass die dem Betätigungsbetrag des Gaspedals entsprechende Soll-Drehzahl erreicht wird. Anders ausgedrückt: der Regler erhöht oder verringert die Menge des einzuspritzenden Treibstoffs derart, dass die Differenz zwischen der Soll-Drehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl eliminiert wird. Die Ausgabekennlinie des Motors 1 ist in 2 dargestellt. Die Abszisse in 2 gibt die Motordrehzahl N an, während die Ordinate das Motordrehmoment Te angibt.
Der durch die Maximaldrehmomentlinie R₁ in 2 definierte Bereich gibt die Leistung an, welche der Motor 1 zu erbringen imstande ist. Der Regler steuert den Motor 1 derart, dass das Drehmoment nicht die Maximaldrehmomentlinie R₁ überschreitet, wodurch die Abgasrauchgrenze erreicht würde, und derart, dass die Motordrehzahl N nicht die hohen Leerlaufdrehzahlen N_H erreicht, wodurch ein Überdrehen bewirkt würde.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge mit Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen zum Verändern des Absorptionsdrehmoments versehen. Die Steuerung 18 stellt fest, ob die Fahrlast hoch ist, und wenn eine hohe Fahrlast festgestellt wird, wird die Steuerung zum Absenken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge durchgeführt. Diese Steuerung erfolgt unter der Voraussetzung, dass der ”Leistungsmodus” mittels des Leistungsmodusschalters 31 gewählt wurde.
In 2 bildet die Drehmomentwandlerübereinstimmungskurve L_t die Absorptionsdrehmomentlinie des Drehmomentwandlers 2, welche die Fahrlast wiedergibt. Wie durch den Pfeil A dargestellt, steigen mit dem Niederdrücken des Gaspedals 17 die Motordrehzahl N und das Motordrehmoment Te an, wodurch die Drehmomentwandlerabsorptionsleistung steigt.
Die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers wird ermittelt, indem die Pumpenabsorptionsleistung der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge (ferner einschließlich der Drehmomentwandlerschmierungshydraulikpumpe 10) von der Motorausgangsleistung subtrahiert wird. Wenn die Arbeitshydraulikdrucklast erhöht wird, wird die Fahrlast im Verhältnis dazu verringert, wodurch die Traktionskraft und die Beschleunigung reduziert werden.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast gering ist, wird das Drehmoment auf der Drehmomentlinie R₂ infolge der Subtraktion der Arbeitshydraulikdrucklast von der Maximaldrehmomentlinie R₁ in der 2 für die Fahrlast verwendet. Der Übereinstimmungspunkt zwischen der Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers und der Motorausgangsleistung ist als der Punk V₂ auf der Drehmomentlinie R₂ angegeben.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge auf einen geringeren Wert geändert. Dadurch wird die Arbeitshydraulikdrucklast verringert, und das Drehmoment auf der Drehmomentlinie R₃ wird infolge der Subtraktion der verringerten Arbeitshydraulikdrucklast von der Maximaldrehmomentlinie R₁ in 2 für die Fahrlast verwendet. Der Übereinstimmungspunkt zwischen der Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers und der Motorausgangsleistung ist der Punkt V₃ auf der Drehmomentlinie R₃.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird somit der Übereinstimmungspunkt von V₂ zum Punkt V₃ verschoben, an dem die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers im Vergleich zu derjenigen bei geringer Fahrlast groß ist, wodurch, wenn während der Durchführung einer Arbeit im Fahrbetrieb eine hohe Last anliegt, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist, oder eine Beschleunigung an einer Steigung erforderlich ist, die Traktionskraft erreicht werden kann, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit erhöht werden kann.
Anders ausgedrückt wird herkömmlicherweise, wie in 3 dargestellt, selbst bei hoher Fahrlast die in der 3 schattiert dargestellte Motorausgangsleistung wie bei geringer Fahrlast gleichförmig auf die Arbeitshydraulikdrucklast verteilt, was dazu führt, dass die für die Fahrlast verwendbare Motorausgangsleistung gering ist (der Übereinstimmungspunkt ist V₂), so dass bei einer hohen Last während des Fahrbetriebs bei gleichzeitiger Durchführung einer Arbeit, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist oder eine Beschleunigung an einer Steigung notwendig ist, keine ausreichende Traktionskraft erreichbar ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit selbst innerhalb eines längeren Zeitraums nicht erhöht werden kann, während jedoch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 bei hoher Fahrlast eine geringere Motorausgangsleistung, die in 2 als schattierter Bereich dargestellt ist, an die Arbeitshydraulikdrucklast verteilt, wodurch die Motorausgangsleistung, die für die Fahrlast verwendet werden kann, im Verhältnis dazu erhöht wird (der Übereinstimmungspunkt ist V₃), so dass bei einer hohen Last während des Fahrbetriebs bei gleichzeitiger Durchführung einer Arbeit, beispielsweise wenn eine große Traktionskraft erforderlich ist oder eine Beschleunigung an einer Steigung notwendig ist, eine große Traktionskraft erreichbar ist, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines im Vergleich mit dem Stand der Technik kurzen Zeitraums erhöht werden kann.
Wenn die Ladevorrichtung oder die Lenkung nicht betätigt werden, oder anders ausgedrückt: wenn keine Arbeitshydraulikdrucklast anliegt, und die Fahrlast hoch ist, stimmt die Absorptionsleistung des Drehmomentwandlers mit der Motorausgangsleistung an dem Übereinstimmungspunkt V₁ auf der Maximaldrehmomentlinie R₁ überein, und die gesamte Motorausgangsleistung kann für die Fahrlast verwendet werden. Wenn eine hohe Traktionskraft erforderlich ist oder eine Beschleunigung an einer Steigung nötig ist, kann eine ausreichende Traktionskraft erreicht werden, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit erhöht werden kann.
Im folgenden wird ein spezifisches Beispiel des Aufbaus der Einrichtungen zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe erörtert.
6 zeigt ein Schema für die PC-Steuerung der Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8. In 6 ist die Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8 beispielhaft angeführt, wenn jedoch die anderen Hydraulikpumpen 7, 9 mit regelbarer Fördermenge LC-gesteuert werden sollen, kann das gleiche Schema verwendet werden.
Das PC-Ventil 19 steuert den Neigungswinkel der Kippplatte 7a der Hydraulikpumpe 8 derart, dass das Produkt des Förderdrucks P_P (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 8 und der Fördermenge q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 8 ein bestimmtes Drehmoment nicht überschreitet. Wenn die Drehzahl des Motors 1 festgelegt ist, wird der Neigungswinkel der Kippplatte 7a der Hydraulikpumpe 8 derart gesteuert, dass das Produkt des Förderdrucks P_P (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 8 und der Fließrate Q (l/min) der Hydraulikpumpe 8 eine bestimmte Leistung nicht übersteigt.
Darüber hinaus wird, wenn die Hydraulikpumpen 7, 8, 9 zusammen PC-gesteuert werden sollen, der durchschnittliche Betrag der Förderdrücke der Pumpen 7, 8, 9 in das PC-Ventil 19 eingegeben.
Das PC-Ventil 19 steuert die Fördermenge q der Hydraulikpumpe 8 durch Eingeben des Förderdrucks P_P der Hydraulikpumpe 8 als Vorsteuerdruck und durch Zuführen des antreibenden druckbeaufschlagten Öls entsprechend dem Förderdruck P_P an das Servoventil 20.
Der Inhalt des PC-Steuerung kann anhand der 4 erläutert werden. Die Abszisse in 4 gibt den Förderdruck P_P (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 8 wieder, während die Ordinate die Fördermenge q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 8, anders ausgedrückt den Neigungswinkel der Kipplatte 8a, angibt.
Wie in der 4 dargestellt, wird, wenn der Förderdruck P_P der Hydraulikpumpe 8 nicht höher als ein bestimmter Druck ist, der Neigungswinkel der Kippplatte 8a der Hydraulikpumpe 8 auf einen Höchstwert eingestellt, wodurch eine maximale Fördermenge q_max bewirkt wird. Wenn die Arbeitshydraulikdrucklast erhöht wird und der Pumpenförderdruck P_P den bestimmten Druck übersteigt, wird die Pumpenfördermenge q entsprechend der Charakteristik LN1 verringert, wobei der Neigungswinkel der Kippplatte für eine minimale Fördermenge q_min minimiert wird.
Wie zuvor beschrieben, wird durch die Hydraulikpumpe 8 die Pumpenfördermenge q entsprechend des Pumpenförderdrucks P_P in den Bereich gesteuert, in dem die Arbeitshydraulikdrucklast, oder, anders ausgedrückt, das Absorptionsdrehmoment, das Maximalabsorptionsdrehmoment T_P1 nicht übersteigt.
An das PC-Ventil 19 wird ein Steuersignal i₁ von der Steuerung 18 her angelegt, und entsprechend diesem Steuersignal i₁ wird das Absorptionsdrehmoment verändert.
Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast gering ist, wird das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 8 auf einen höheren Wert von T_P1 eingestellt, und die Hydraulikpumpe 8 wird entsprechend der Charakteristik LN1 gesteuert. Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird darüber hinaus die Charakteristik von der Charakteristik LN1 zur Charakteristik LN2 gewechselt, wie durch den Pfeil D dargestellt, und der Wert des Pumpenförderdrucks, bei dem die Verringerung der Pumpenfördermenge beginnen soll, wird verringert, wobei der Wert des maximalen Absorptionsdrehmoments auf einen geringen Wert von T_P2 eingestellt wird.
7A zeigt ein Schema für die LS-Steuerung der Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8. In 7A ist die Ladevorrichtungshydraulikpumpe 8 als Beispiel angegeben, jedoch kann das gleiche Schema verwendet werden, wenn die anderen Hydraulikpumpen 7, 9 mit regelbarer Fördermenge PC-gesteuert werden sollen.
Das LS-Ventil 22 steuert den Neigungswinkel der Kippplatte 8a der Hydraulikpumpe 8 derart, dass der Differenzdruck ΔP zwischen dem Förderdruck P_P der Hydraulikpumpe 8 und dem Lastdruck P_LS des Ladevorrichtungshydraulikzylinders 14 ein bestimmter Differenzdruck ΔP_LS ist.
Das LS-Ventil 22 ist mit einer Feder zum Einstellen des bestimmten Differenzdrucks ΔP_LS versehen. An die Vorsteueröffnung des LS-Ventils 22 auf der der Federseite gegenüberliegenden Seite wird der Förderdruck P_P der Hydraulikpumpe 8 als Vorsteuerdruck angelegt, während an die Vorsteueröffnung auf der Federseite der Lastdruck P_LS des Ladevorrichtungshydraulikzylinders 14 als Vorsteuerdruck angelegt wird. Die Fördermenge q der Hydraulikpumpe 8 wird durch das von dem LS-Ventil 22 an das Servoventil 20 gelieferte antreibende druckbeaufschlagte Öl gesteuert.
Nimmt man die Öffnungsfläche des Ladevorrichtungssteuerventils 12 mit A und den Widerstandsbeiwert mit c an, kann die gelieferte Fließrate Q der Hydraulikpumpe 8 als Q = c·A·√(ΔP) ausgedrückt werden. Da der Differenzdruck ΔP durch das LS-Ventil 22 konstant ist, wird die Pumpenfließrate Q nur durch die Öffnungsfläche A des Kolbens des Steuerventils 12 verändert.
Wird der Ladevorrichtungsbetätigungshebel betätigt, wird die Öffnungsfläche A des Ladevorrichtungssteuerventils 12 entsprechend dem Betätigungsbetrag vergrößert, und die Pumpenfließrate Q wird entsprechend der Vergrößerung der Öffnungsfläche A erhöht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Pumpenfließrate Q nur durch den Betätigungsbetrag des Ladevorrichtungsbetätigungshebels bestimmt und nicht durch die Arbeitshydraulikdrucklast beeinflusst. Durch das Vorsehen des LS-Ventils 22 wird die Pumpenfließrate Q nicht mit der Arbeitshydraulikdrucklast erhöht oder verringert, sondern nach dem Wunsch des Bedieners (entsprechend der Betätigungsposition des Ladevorrichtungsbetätigungshebels) verändert, wodurch die Feinsteuerung oder, anders ausgedrückt, die Bedienbarkeit im Zwischenbereich des Betriebs verbessert wird.
Jedoch wird selbst in dem für die Feinsteuerung oder dergleichen verwendeten Bereich, in dem die maximale Fließrate der Hydraulikpumpe 8 nicht überschritten wird, stets die gleiche Fließrate geliefert, wie sie für den Ladevorrichtungshydraulikzylinder 14 erforderlich ist, so dass selbst wenn sich der Motor 1 im Niedrigdrehzahlbereich befindet, die gleiche Fließrate wie im Hochdrehzahlbereich geliefert wird.
Somit wird mittels der Steuerung 18 bei einer niedrigen Drehzahl des Motors 1 eine Steuerung durchgeführt, durch welche der Einstellwert ΔP_LS des Differenzdrucks verringert wird, um die gelieferte Fließrate zu senken. Das LS-Ventil 22 ist zusätzlich mit einem Differenzdruckeinstellabschnitt 23 versehen, um die Federkraft der Feder einzustellen, und wenn die Steuerung 18 ein Steuersignal i₂ an den Differenzdruckeinstellabschnitt 23 ausgibt, ändert der Differenzdruckeinstellabschnitt 23 die eingestellte Federkraft der Feder in dem LS-Ventil 22, um den Differenzdruckeinstellwert ΔP_LS zu ändern.
Wie in 7B dargestellt, kann durch Anlegen des Steuersignals i₂ an den Elektromagneten in dem LS-Ventil 22 die eingestellte Federkraft der Feder in dem LS-Ventil 22 verändert werden, um den Differenzdruckeinstellwert ΔP_LS zu ändern.
Der Inhalt einer derartigen Steuerung zur Änderung des Differenzdruckeinstellwerts ΔP_LS lässt sich unter Bezugnahme auf 5 beschreiben.
Die Abszisse in 5 gibt den Förderdruck P_P (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 8 an, während die Ordinate die Fördermenge q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 8 oder, anders ausgedrückt, den Neigungswinkel der Kippplatte 8a angibt.
Wie in der 5 dargestellt, entspricht, wenn der Förderdruck P_P der Hydraulikpumpe 8 einen bestimmten Wert von P_P1 innehat, und die Pumpenfördermenge q einen Maximalwert von q_max innehat, die Veränderung des Differenzdruckeinstellwerts ΔP_LS einer Verringerung der rechten Seite der vorgenannten Gleichung (Q = c·A·√(ΔP)), wodurch, wie durch den Pfeil E dargestellt die Pumpenfördermenge q vom Maximalwert q_max zu einem niedrigeren Wert q₁ verringert wird. Wenn die Pumpenfördermenge q reduziert ist, wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 8 oder, anders ausgedrückt, die Arbeitshydraulikdrucklast verringert.
Wenn die Steuerung 18 festgestellt hat, dass die Fahrlast gering ist, gibt sie ein Steuersignal i₂ an das LS-Ventil 22 aus, um den Differenzdruckeinstellwert ΔP_LS auf einen höheren Wert einzustellen, so dass das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 8 erhöht wird. Wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird an das LS-Ventil 22 ein Steuersignal i₂ zum Einstellen des Differenzdruckeinstellwerts dP_LS auf einen geringeren Wert ausgegeben, um so das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 8 zu verringern.
Durch das Kombinieren der in 4 dargestellten Steuerung zum Ändern des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe mit der in 5 dargestellten Steuerung zum Ändern der Pumpenfördermenge der Hydraulikpumpe kann eine Steuerung durchgeführt werden, mittels welcher, wenn die Arbeitshydraulikdrucklast hoch ist, das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe verringert wird.
Das maximale Absorptionsdrehmoment oder die Fördermenge kann für alle Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge verringert werden, oder es kann das maximale Absorptionsdrehmoment oder die Fördermenge einer oder zweier Hydraulikpumpen mit regelbarer Fördermenge der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 mit regelbarer Fördermenge reduziert werden.
Wie zuvor beschrieben, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn eine hohe Fahrlast anliegt, eine ausreichende Traktionskraft erreicht, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb kurzer Zeit erhöht werden kann. Jedoch wird nicht die Fördermenge der Konstant-Hydraulikpumpe auf einen gleichförmigen niedrigen Wert eingestellt, sondern die Fördermenge oder das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit regelbarer Fördermenge wird nur vorübergehend verringert, wenn die Fahrlast hoch ist, weshalb keine Beeinträchtigung der Leistung des Fahrzeugs verursacht wird. Es besteht somit keine Notwendigkeit, den Motor größer auszulegen, um die Motorausgangsleistung zu erhöhen, wodurch die Probleme des erhöhten Treibstoffverbrauchs und der Energieverschwendung eliminiert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe verringert, und das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers wird im Verhältnis dazu erhöht, jedoch kann die Feststellung, ob die Fahrlast hoch ist, durch die Feststellung erfolgen, ob sich der Radlader 100 im Beschleunigungszustand befindet.
Im einzelnen stellt die Steuerung 18 fest, ob die Beschleunigung des Fahrzeugs einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert und das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht. Die Beschleunigung des Fahrzeugs kann als der Betrag der Änderung der Drehzahl pro Zeiteinheit berechnet werden, welche durch den Motordrehzahlerkennungssensor 1a, den Drehmomentwandlereingangswellendrehzahlsensor 2a oder den Getriebeausgangswellendrehzahlsensor 3a erkannt wird, oder kann als Ausgang eines in dem Fahrzeug vorgesehenen Beschleunigungssensors erhalten werden.
Darüber hinaus stellt die Steuerung 18 fest, ob die Beschleunigung des Fahrzeugs einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und ob der Fahrzeugkörper sich nicht im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeugkörpers dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und dass das Fahrzeug nicht verlangsamt wird, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird. Ob das Fahrzeug nicht verlangsamt wird, kann festgestellt werden, indem festgestellt wird, ob das Bremspedal 29 niedergedrückt wurde, oder ob der Betrag der Pedalbetätigung des Bremspedals 29 einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder unter diesem liegt. Durch Erkennen des Drucks des Öls der hydraulischen Bremse und durch das Feststellen, ob der Hydraulikdruck einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder unter diesem liegt, kann darüber hinaus festgestellt werden, dass sich das Fahrzeug nicht im Verlangsamungszustand befindet.
Darüber hinaus stellt die Steuerung 18 fest, ob der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 einem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder unter diesem hegt, und wenn der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 als dem vorgeschriebenen Schwellenwert entsprechend oder diesen übersteigend erkannt wurde, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus stellt die Steuerung 18 fest, ob der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und ob sich das Fahrzeug nicht im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wird, dass der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und dass das Fahrzeug sich nicht im Verlangsamungszustand befindet, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus wird die Differenz zwischen der Solldrehzahl des Motors 1 und der tatsächlichen Drehzahl Nr berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob diese Differenz zwischen den Drehzahlen einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wird, dass die Drehzahldifferenz dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Absorptionsdrehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus wird die Differenz zwischen der Solldrehzahl des Motors 1 und der tatsächlichen Motordrehzahl Nr berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob diese Drehzahldifferenz einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und ob das Fahrzeug sich im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wird, dass die Drehzahldifferenz dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und dass das Fahrzeug sich nicht im Verlangsamungszustand befindet, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu verringert werden kann.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist, wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe verringert, und das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers wird im Verhältnis dazu erhöht, jedoch kann die Feststellung, ob die Fahrlast hoch ist, durch das tatsächliche. Messen der an die Antriebsräder 5 übertragenen Fahrlast und durch die Feststellung getroffen werden, ob die gemessene Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Im einzelnen wird die Fahrlast auf der Grundlage der Drehzahl N1 der Drehmomentwandlereingangswelle, der Drehzahl N2 der Getriebeausgangswelle und der gegenwärtig gewählten Drehzahlstufe des Getriebes 3 berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob die berechnete Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und wenn festgestellt wird, dass die berechnete Fahrlast dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Darüber hinaus wird die Fahrlast auf der Grundlage der Drehzahl N1 der Drehmomentwandlereingangswelle, der Drehzahl N2 der Getriebeausgangswelle und der gegenwärtig gewählten Drehzahlstufe des Getriebes 3 berechnet, und die Steuerung 18 stellt fest, ob die berechnete Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und ob sich das Fahrzeug nicht im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wird, dass die berechnete Fahrlast dem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und dass das Fahrzeug nicht verlangsamt wird, kann das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird.
Die Fahrlast kann wie beschrieben durch Berechnen ermittelt werden, oder sie kann unmittelbar durch das Anbringen eines Belastungsmessers oder dergleichen an der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 2, der Ausgangswelle des Getriebes 3 oder dergleichen erkannt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wurden die Anforderungen für das Durchführen der Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 beschrieben, jedoch kann im Gegensatz dazu festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug im Verlangsamungszustand befindet, und wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug im Verlangsamungszustand befindet, kann die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 entfallen. Anders ausgedrückt: wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug im Verlangsamungszustand befindet, kann die Steuerung zum Senken des maximalen Absorptionsdrehmoments für die Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D in 4 entfallen, oder die Steuerung zum Verringern der Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in 5 kann entfallen, um von dem Übereinstimmungspunkt V₃ in 2, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist, zu dem Übereinstimmungspunkt V₂ zurückzukehren, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast höher (die Fahrlast geringer) ist.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Bei den zuvor beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen wurde angegeben, dass die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 unter der Voraussetzung durchgeführt wird, dass der ”Leistungsmodus” mittels des Leistungsmodusschalters 31 gewählt wurde. Jedoch kann das System derart angepasst werden, dass selbst wenn der ”Leistungsmodus” nicht mittels des Leistungsmodusschalters 31 gewählt wurde (selbst wenn der ”Normalmodus” gewählt ist), das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert werden kann, wenn festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist (wenn festgestellt wurde, dass sich das Fahrzeug im Beschleunigungszustand befindet oder de gemessene Fahrlast hoch ist).
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Bei den zuvor beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispielen wird eine Steuerung durchgeführt, welche das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert, wenn der Schwellenwert überstiegen wird, jedoch kann der Betrag des Schwellenwerts entsprechend der Art des gewählten Fahrmodus verändert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in jedem der Fälle, dass der ”Leistungsmodus” gewählt ist oder dass der ”Normalmodus” gewählt ist, die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 durchgeführt. Jedoch wird der Betrag des Schwellenwerts in Abhängigkeit davon verändert, ob der ”Leistungsmodus” oder der ”Normalmodus” gewählt ist. Wenn der ”Leistungsmodus” gewählt ist, beabsichtigt der Bediener, mit einer hohen Fahrlast zu fahren, so dass der Schwellenwert auf einen geringen Wert eingestellt wird. Durch Einstellen des Schwellenwerts des Betrags der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 auf einen niedrigen Wert, kann beispielsweise die Steuerung durchgeführt werden, mittels welcher selbst bei einem geringen Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 unmittelbar verringert wird, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird. Auf diese Weise kann jeder hohen Fahrlast frühzeitig Rechnung getragen werden. Im Gegensatz dazu hat der Bediener, wenn der ”Normalmodus” gewählt ist, nicht die Absicht, mit einer hohen Fahrlast zu fahren, so dass der Schwellenwert auf einen hohen Wert eingestellt wird. Durch Einstellen des Schwellenwerts des Betrags der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 auf einen hohen Wert, kann beispielsweise die Steuerung durchgeführt werden, mittels welcher bei einem großen Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 unmittelbar verringert wird, wobei das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird. Zwar wird hierbei der Arbeitshydraulikdrucklast Vorrang gegeben, jedoch kann auch der Fahrlast Rechnung getragen werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird eine Steuerung durchgeführt, mittels welcher erst nachdem festgestellt wurde, dass die Fahrlast hoch ist (wenn festgestellt wurde, dass die gemessene Fahrlast hoch ist), das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert wird, während das Absorptionsdrehmoment des Drehmomentwandlers im Verhältnis dazu erhöht wird, jedoch kann eine derartige Feststellung an sich bei einer Steuerung entfallen, mittels welcher das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 einfach durch Durchführen der Schaltoperation an der Schalttafel 30 verringert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn der ”Leistungsmodus” gewählt wird, eine Steuerung durchgeführt, welche das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D in 4 verringert, oder es wird eine Steuerung durchgeführt, welche die Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in 5 verringert, um eine Verschiebung in Richtung des Übereinstimmungspunkts V₃ in 2 zu erreichen, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist.
Wenn andererseits der ”Normalmodus” gewählt ist, kann die Steuerung zum Verringern des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils D in 4 entfallen, oder die Steuerung zum Verringern der Fördermenge der Hydraulikpumpe in Richtung des Pfeils E in 5 kann entfallen, um von dem Übereinstimmungspunkt V₃ in 2, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast geringer (die Fahrlast höher) ist, zu dem Übereinstimmungspunkt V₂, an dem die Arbeitshydraulikdrucklast höher (die Fahrlast geringer) ist, zurückzukehren.
Die in Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem dritten Ausführungsbeispiel, welche zuvor beschrieben wurden, erläuterten verschiedenen Feststellungsverfahren können wie erforderlich kombiniert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 nur ausgeführt werden, wenn beide Anforderungen, d. h. dass der Betrag der Pedalbetätigung des Gaspedals 17 einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, und dass die gemessene Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder übersteigt, erfüllt werden.
Darüber hinaus wurde anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele eine Anwendung erläutert, bei der die beiden Arten des Fahrmodus, d. h. der ”Leistungsmodus” und der ”Normalmodus”, wie dargelegt verwendet werden, jedoch können drei oder mehr Arten von Fahrmodi vorgesehen sein, wobei der Inhalt der Steuerung und der Betrag des Schwellenwerts entsprechend den jeweiligen Arten von Fahrmodi verändert werden.
Je nach Art des Arbeitsfahrzeugs wird die Ausgangsleistung des Motors 1 auf die Antriebsräder 5 durch die Fahr-Hydraulikpumpe und den Fahr-Hydraulikmotor übertragen, anstatt durch den Drehmomentwandler 2 und das Getriebe 3. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Arbeitsfahrzeug mit einem derartigen Aufbau anwendbar. In diesem Fall kann die Fahr-Hydraulikdrucklast die ”Fahrlast” in den jeweiligen Ausführungsbeispielen ersetzen, um in diesen Ausführungsbeispielen die Steuerung auf die gleiche Weise durchzuführen. Anders ausgedrückt: es kann die Steuerung durchgeführt werden, welche, wenn festgestellt wurde, dass die Fahr-Hydraulikdrucklast hoch (das Fahrzeug sich im Beschleunigungszustand befindet oder die gemessene Fahr-Hydraulikdrucklast hoch) ist, das Absorptionsdrehmoment (die Arbeitshydraulikdrucklast) der Hydraulikpumpen 7, 8, 9 verringert und das Absorptionsdrehmoment (die Fahr-Hydraulikdrucklast) im Verhältnis dazu erhöht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Anwendung auf Radlader begrenzt, sondern kann auf jegliche Arbeitsmaschine gleichermaßen angewendet werden, vorausgesetzt, dass bei diesen die Motorausgangsleistung (das Motordrehmoment) sowohl auf die Fahrlast, als auch auf die Arbeitshydraulikdrucklast verteilt wird.

Claims

Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Ausgangsleistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Ausgangsleistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) zum Feststellen, ob die Fahrlast hoch ist; und einer Steuereinrichtung (18) zum Senken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Fahrlastzustandsbestimmungseinrichtung (18) festgestellt hat, dass die Fahrlast hoch ist.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Ausgangsleistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Ausgangsleistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) zum Feststellen, ob das Arbeitsfahrzeug einen Beschleunigungszustand innehat; und einer Steuereinrichtung (18) zum Senken des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) festgestellt hat, dass sich das Arbeitsfahrzeug im Beschleunigungszustand befindet.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 2, bei der die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) umfasst: eine Beschleunigungserkennungseinrichtung zum Erkennen der Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs; und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die von der Beschleunigungserkennungseinrichtung erkannte Beschleunigung einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 2, bei der die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) umfasst: eine Betätigungsbetragerkennungseinrichtung (17a) zum Erkennen des Betrags der Betätigung eines Fahrbetriebselements (17); und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob der von der Betätigungsbetragerkennungseinrichtung (17a) erkannte Betrag der Betätigung des Fahrbetriebselements (17) einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 2, bei der die Beschleunigungszustandsbestimmungseinrichtung (18) umfasst: eine Drehzahldifferenzberechnungseinrichtung zum Berechnen der Differenz zwischen einer Zieldrehzahl des Motors (1) und der gegenwärtigen Motordrehzahl; und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob die von der Drehzahldifferenzberechnungseinrichtung berechnete Drehzahldifferenz einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs, bei dem eine Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge die Leistung des Motors (1) an ein Antriebsrad (5) und die Leistung des Motors (1) an eine Arbeitsmaschine überträgt, mit: Absorptionsdrehmomentänderungseinrichtungen (19, 22) zum Ändern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge; einer Fahrlastmesseinrichtung (18) zum Messen der an das Antriebsrad (5) übertragenen Fahrlast; und einer Steuereinrichtung (18) zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die von der Fahrlastmesseinrichtung gemessene Fahrlast einem vorgeschriebenen Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 6, bei der die Ausgangsleistung des Motors (1) durch einen Drehmomentwandler (2) und ein Getriebe (3) an das Antriebsrad (5) übertragen wird, und die Fahrlastmesseinrichtung (18) die Fahrlast auf der Basis der Eingangswellendrehzahl des Drehmomentwandlers (2), der Ausgangswellendrehzahl des Getriebes (3) und einer zu diesem Zeitpunkt in dem Getriebe (3) gewählten Drehzahlstufe berechnet.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit: einer Verlangsamungszustandserkennungseinrichtung zum Erkennen, ob sich das Arbeitsfahrzeug in einem Verlangsamungszustand befindet; und einer Beendigungseinrichtung (18) zum Beenden der Steuerung des Verringerns des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge, wenn die Verlangsamungszustandserkennungseinrichtung erkannt hat, dass sich das Arbeitsfahrzeug im Verlangsamungszustand befindet.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Wähleinrichtung (31) zum Wählen eines Leistungsmodus für das Fahren mit einer hohen Fahrlast, wobei die Steuereinrichtung (18) den durch die Wähleinrichtung (31) gewählten Leistungsmodus als eine Erfordernis für die Durchführung der Steuerung zum Verringern des Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe (7, 8, 9) mit regelbarer Fördermenge vorsieht.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach einem der Ansprüche 3 bis 6, ferner mit einer Fahrmoduswähleinrichtung (31) zum Wählen unter mehreren Fahrmodi, wobei der Schwellenwert entsprechend der Art des durch die Fahrmoduswähleinrichtung (31) gewählten Fahrmodus zu einer einem gewählten Arbeitsmodus entsprechenden Größe verändert wird.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 1, bei dem eine Fahrbetriebhydraulikpumpe (7, 8, 9) die Ausgangsleistung des Motors (1) an das Antriebsrad (5) überträgt.
Laststeuervorrichtung für den Motor eines Arbeitsfahrzeugs nach Anspruch 1, bei dem ein Drehmomentwandler (2) und ein Getriebe (3) die Ausgansleistung des Motors (1) an das Antriebsrad (5) übertragen.