DE68924657T2

DE68924657T2 - Geschwindigkeitsschaltanordnung eines laufenden hydraulischen motors.

Info

Publication number: DE68924657T2
Application number: DE68924657T
Authority: DE
Inventors: Nobukazu Kotake
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: EP0491944B1; WO1991003651A1; EP0491944A1; US5323611A; EP0491944A4; DE68924657D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit wenigstens eines Hydraulikmotors, bei der der Taumelscheibenwinkel des Hydraulikmotors in geeigneter Weise derart gesteuert ist, daß die Drehzahl des Hydraulikmotors vom Typ mit einstellbarer Verdrangung durch zwei Schritte auf entweder eine hohe oder eine geringe Drehzahl verändert werden kann. Eine solche Vorrichtung ist aus JP-A-63-275 803 bekannt.

Stand der Technik

Hydraulikmotoren mit einstellbarer Verdrängung finden bisher praktische Verwendung als Antriebsenergiequelle zum Betreiben von Baumaschinen, beispielsweise einem Löffelbagger oder dergleichen. Jeder Hydraulikmotor des genannten Typs ist derart aufgebaut, daß seine Drehzahl variabel in zwei Schritten auf eine hohe Drehzahl (geringes Drehmoment) oder eine geringe Drehzahl (großes Drehmoment) verändert werden kann, um in geeigneter Weise auf Veränderungen des Betriebszustands der Baumaschine zu reagieren. In einigen Fällen wird der in zwei Schritten auszuführende Drehzahlveränderungsvorgang manuell durchgeführt. Wenn die Baumaschine beispielsweise eine ebene Straßenfläche befährt, wird durch eine vom Bediener ausgeführte Betätigung der Taumelscheibenwinkel jedes Hydraulikmotors in die Position bewegt, die einer hohen Drehzahl (geringes Drehmoment) entspricht. Wenn es ferner erforderlich ist, daß die Baumaschine mit geringer Geschwindigkeit fahren soll, oder wenn ein großes Drehmoment etwa zum Befahren einer Straßenfläche mit einer bestimmten Steigung erforderlich ist, wird der Taumelscheibenwinkel durch den Bediener in die Position verschoben, die einer geringen Drehzahl (großes Drehmoment) entspricht, so daß die Baumaschine fahren kann, während ihre Laufgeschwindigkeit in zwei Schritten verändert wird. Gemäß bekannter Erfindungen, die in WO-A-88/05 871 offenbart sind, sind ein Zylinder mit einstellbarer Taumelscheibe für eine hohe Drehzahl und ein Zylinder mit einstellbarer Taumelscheibe für eine geringe Drehzahl separat für eine hohe Drehzahl und eine geringe Drehzahl jedes Hydraulikmotors vorgesehen, um so den Taumelscheibenwinkel jedes Hydraulikmotors zu verändern, und ferner ist ein Elektromagnetventil zum selektiven Zuführen von druckbeaufschlagtem Öl zu dem Zylinder mit einstellbarer Taumelscheibe für eine hohe Drehzahl und zu dem Zylinder mit einstellbarer Taumelscheibe für eine geringe Drehzahl vorgesehen, um einen automatischen Drehzahlveränderungsvorgang m Übereinstimmung mit dem gegenwärtigen Laufzustand des Fahrzeugs korrekt durchzuführen, indem der gegenwärtige Druck des aus einer von einem Motor drehend angetriebenen Hydraulikpumpe ausgegebenen druckbeaufschlagten Öls ermittelt wird und anschließend die Elektromagnetventile basierend auf dem aus der Druckermittlung abgeleiteten Ergebnis in korrekter Weise gesteuert werden.
Im Zusammenhang mit der zuvor erwähnten herkömmlichen automatischen Drehzahlveränderungstechnologie hat sich gezeigt, daß sich die folgenden Fehlfunktionen ergeben, wenn ein Fahrzeug in einem Übergangszustand läuft.
Wenn, genauer gesagt, der Taumelscheibenwinkel jedes Hydraulikmotors auf die einer geringen Drehzahl entsprechenden Position eingestellt ist, bevor ein Fahrzeug, beispielsweise eine Baumaschine oder dergleichen, gestartet wird, ergibt sich kein besonderes Problem. Wenn jedoch der Taumelscheibenwinkel jedes Hydraulikmotors auf die einer hohen Drehzahl entsprechenden Position eingestellt ist, ergibt sich eine Fehlfunktion dahingehend, daß der Drehzahlveränderungsvorgang nicht korrekt gesteuert werden kann.
Wenn beispielsweise ein Fahrzeug mit einer sehr geringen Geschwindigkeit läuft, wahrend der Motor mit einer geringen Drehzahl getrieben wird, oder wenn das Fahrzeug mit einem geringen Betätigungsbetrag jedes der Betätigungshebel zum Betreiben des Fahrzeugs zu laufen beginnt, d.h. mit einer verringerten Durchflußrate des zum Treiben des Fahrzeugs vorgesehenen druckbeaufschlagten Öls, besteht keine Notwendigkeit, das Fahrzeug mit einer hohen Drehzahl zu betreiben. Wenn das Fahrzeug jedoch auf einem Boden mit gewisser Neigung fährt oder auf der Straßenoberfläche dreht, während ein Steuervorgang zur Veränderung der gegebenen Drehzahl zu einer hohen oder geringen Drehzahl durchgeflikirt wird, wird ein auf jeden Hydraulikmotor ausgeübter Lastdruck ausgehend von der Annahme ermittelt, daß der Taumelscheibenwinkel auf die einer geringen Drehzahl entsprechenden Position eingestellt ist, wodurch eine weitere Fehlfünktion entsteht, bei der das Fahrzeug unerwünschterweise in einem Schaukelzustand läuft.
Wenn ferner das Fahrzeug auf einer Bodentläche mit einer gewissen Neigung fährt, während der Taumelseheibenwinkel auf eine Position eingestellt ist, der einer hohen Drehzahl entspricht, wird beim Beginn der Betätigung des Betatigungshebels kein Drehmoment erzeugt, da der Taumelscheibenwinkel jedes Hydraulikmotors auf die einer hohen Geschwindigkeit entsprechenden Drehzahl eingestellt ist. Im folgenden wird bei der Betätigung eines Betätigungshebels der Hydraulikdruck erhöht, wodurch der Taumelscheibenwinkel in die Position bewegt wird, die einer geringen Drehzahl entspricht. Infolgedessen wird in jedem Hydraulikmotor ein bestimmtes Drehmoment schnell erzeugt. Dadurch wird das Fahrzeug in den sehr gefährlichen Zustand versetzt, sich plötzlich in Bewegung zu setzen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des genannten Stands der Technik entwickelt und es ist ihre Aufgabe, eine Vorrichtung zum variablen Regeln der laufgeschwindigkeit jedes Hydraulikmotors zu schaffen, bei der der gegenwärtige Betriebszustand eines Fahrzeug nicht nur unter Berücksichtigung jedes Hydraulikmotors, sondern auch anderer Faktoren bestimmt wird, bei der die vom Bediener eingestellte Drehzahl jedes Hydraulikmotors basierend auf den aus einer Reihe von Bestimmungen abgeleiteten Ergebnissen korrigiert wird, und bei der ferner die Laufgeschwindigkeit jedes Hydraulikmotors variabel geregelt ist, um so die korrigierte Drehzahl zu erhalten, wodurch das Fahrzeug zu jeder Zeit ruckfrei fahren kann.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit wenigstens eines Hydraulikmotors, bei der druckbeaufschlagtes Öl, das von einer von einem Motor drehend angetriebenen hydraulischen Pumpe ausgegeben wird, dem Hydraulikmotor vom Typ mit einstellbarer Verdrängung über ein Drehrichtungsänderungsventil zugeführt wird, das über einen Hebel zum Betreiben eines Fahrzeugs betatigt wird, und bei der ferner der Taumelscheibenwinkel des Hydraulikmotors in geeigneter Weise derart gesteuert ist, daß sich die Drehzahl des Hydraulikmotors durch zwei Schritte auf entweder eine hohe oder eine geringe Drehzahl verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist: eine Hochgeschwindigkeits- /Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung zum variable Einstellen der Drehzahl des Hydraulikmotors auf eine hohe oder eine niedrige Drehzahl, Taumelscheibenveränderungsstellglieder zum Verändern des Taumelscheibenwinkels des Hydraulikmotors, die separat für eine vom Hydraulikmotor einzunehmende hohe und niedrige Drehzahl vorgesehen sind, ein Schiebeventil zum selektiven Zuführen von drückbeaufschlagtem Öl, das von dem Drehrichtungsänderungsventil an eines der für eine hohe und eine niedrige Drehzahl getrennt vorgesehenen Taumelscheibenveränderungsstellglieder ausgegeben wird, eine Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung zum Bestinunen, ob die gegenwärtige Drehzahl des Motors eine voreingestellte Drehzahl überschreitet oder nicht, eine Lastzustandsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die gegenwärtige Betriebslast des Hydraulikmotors einen voreingestellten Wert übersteigt oder nicht, und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Inhalts der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, auf der Basis der Feststellungen der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung und der Lastzustandsbestimmungseinrichtung, wobei das Schiebeventil derart betätigt wird, daß die durch die Korrektureinrichtung korrigierte Drehzahl des Hydraulikmotors erhalten wird.
Genauer gesagt wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem variablen Einstellen der Drehzahl des Hydraulikmotors durch die Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung die derart eingestellte Drehzahl des Hydraulikmotors (hohe oder geringe Drehzahl) unter Berücksichtigung nicht nur des Ergebnisses korrigiert, das aus der von der Lastzustandsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des gegenwartigen Lastzustands des Hydraulikmotors durchgeführten Bestimmung abgeleitet ist, sondern auch unter Berücksichtigung des Ergebnisses, das aus der von der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der gegenwärtigen Motordrehzahl abgeleitet ist. Wenn das Schiebeventil derart betätigt wird, daß die Drehzahl des Hydraulikmotors (hohe Drehzahl oder geringe Drehzahl) nach Abschluß des Korrekturvorgangs erhalten wird, wird das von dem Schiebeventil entsprechend der korrigierten Drehzahl des Hydraulikmotors ausgegebene druckbeaufschlagte Öl selektiv zu einem der für eine geringe Drehzahl bzw. eine hohe Drehzahl vorgesehenen Taumelscheibenveränderungsstellglieder zugeführt, um eine Veränderung des Taumelscheibenwinkels des Hydraulikmotors zu ermöglichen, um dadurch die Drehzahl des Hydraulikmotors nach Abschluß des Korrekturvorgangs zu erreichen.
Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die auf die beschriebene Art und Weise eingestellte Drehzahl des Hydraulikmotors (hohe Drehzahl oder niedrige Drehzahl) basierend auf der Gesamtheit der Bestimmungen korrigiert, und zwar unter Berücksichtigung des Ergebnisses, das aus der von der Betriebssteuerungszustandsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des gegenwärtigen Betatigungszustands des Betatigungshebels durchgeführten Bestimmung abgeleitet ist, und unter Berücksichtigung des Ergebnisses, das von der durch die Lastbestimmungseinrichtung durchgeführten Bestimmung abgeleitet ist, sowie des Ergebnisses, das von der durch die Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung durchgeführten Bestimmung abgeleitet ist.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich, wird der Betriebszustand des Fahrzeugs erfindungsgemäß, selbst wenn ein Fahrzeug in einem Übergangszustand gehalten ist, wie er beispielsweise unmittelbar nach dem Fahrtstart oder beim Drehen auf der Bodenfläche auftritt, basierend auf der Gesamtheit der Bestimmungen korrekt bestimmt, wobei die Gesamtheit der Bestimmungen aus der Kombination des Ergebnisses, das aus der für den gegenwärtigen Lastzustand des Hydraulikmotors erfolgten Bestimmung abgeleitet ist, und des Ergebnisses abgeleitet ist, das aus der für den gegenwartigen Motordrehzustand erfolgten Bestimmung abgeleitet ist, wodurch die auf die genannte Art und Weise eingestellte Drehzahl des Hydraulikmotors in geeigneter Weise korrigiert werden kann. Infolgedessen kann der Geschwindigkeitsveränderungsvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr genau in Übereinstimmung mit dem gegenwärtigen Betriebszustand des Fahrzeugs erfolgen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Gesamtstrukrur eines erfindungsgemäßen Ausfilluungsbeispiels einer Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit eines Hydraulikmotors schematisch darstellt,
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Strukur einer Steuereinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung schematisch zeigt, und
Fign 3 und 4 sind fragmentarische Darstellungen einer Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit eines Hydraulikmotors gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere ein Mechanismus zum Ermitteln der Betriebslast eines jeweiligen Hydraulikmotors dargestellt ist, und
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das eine von einer in Fig. 1 dargestellten Zentraleinheit abzuarbeitende Schrittfolge darstellt

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur eines erfindungsgemäßen Ausfiihrungsbeispiels einer Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit eines Hydraulikmotors.
Wie in der Zeichnung gezeigt, sind eine Hydraulikpumpe 2 mit einstellbarer Verdrängung und eine Pilotdruckpumpe 24 mit fester Verdrängung von einem Motor 1 drehend angetrieben. Die Drehrichtungsänderungsventile 3 und 3' sind Ventile zum Verändern der Drehrichtung eines linken und eines rechten Hydraulikmotors 10 und 10', die jeweils zum Betreiben eines Fahrzeugs betätigbar sind. Der linke und der rechte Hydraulikmotor 10 und 10' werden im folgenden noch beschrieben.
Die linke Hydraulikmotoranordnung 4 weist neben dem linken Hydraulikmotor 10 einen Mechanismus 5 mit einstellbarer Verdrängung auf, der als wesentliche Bestandteile autweist: ein Wechselventil 17 und ein Schiebeventil 6 zum selektiven Zuführen druckbeaufschlagten Öls, das von dem Drehrichtungsänderungsventil 3 ausgegeben wird, zu einem einer geringen Drehzahl entsprechenden Taumelscheibenstellzylinder 7 und einem einer hohen Drehzahl entsprechenden Taumelscheibenstellzylinder 8. Der einer geringen Drehzahl entsprechende Taumelscheibenstellzylinder 7 und den einer hohen Drehzahl entsprechende Taumelscheibenstellzylinder 8 sind betriebsmäßig über Kolbenstangen 7a und 8a sowie Gelenkteile 7b und 8b mit dem linken Hydraulikmotor 10 verbunden.
Die Ausgabeseite der Hydraulikpumpe 2 ist über die Leitung 11 hydraulisch mit einem Pumpenanschluß 3a des Drehrichtungsänderungsventils 3 verbunden, und ein Tankanschluß 3b des Drehrichtungsänderungsventils 3 ist mit einem Tank 12 verbunden. Ferner sind die Verbindungsanschlüsse 3c und 3d des Drehrichtungsänderungsventils 3 mit den Anschlüssen 10a und 10b des Hydraulikmotors 10 in der Hydraulikmotoranordnung 4 verbunden.
Das Wechselventil 17 besteht aus zwei Rückschlagventilen und der Einlaß 17a eines der Rückschlagventile ist mit dem Verbindungsanschluß 3c des Drehrichtungsänderungsventus 3 über die Leitungen 18 und 13 verbunden, während der Einlaß des anderen Rückschlagventils mit dem Verbindungsanschluß 3d des Drehrichtungsänderungsventils 3 über die Leitungen 19 und 14 verbunden ist. Ein gemeinsamer Auslaß 17c beider Rückschlagventile ist mit einem Anschluß 6a eines Schiebeventils 6 über eine Leitung 20 verbunden und ein Anschluß 6b des Schiebeventils 6 ist über eine Leitung 21 mit einer Zylinderkammer auf der Expansionsseite des Taumelscheibenveränderungszylinders 7 für eine geringe Drehzahl verbunden, während ein Anschluß 6c des Schiebeventils 6 über eine Leitung 22 mit einer Zylinderkammer auf der Expansionsseite des Taumelscheibenveränderungszylinders 8 verbunden ist. Andererseits sind eine Zylinderkammer auf der Kontraktionsseite des Taumelscheibenveränderungszylinders 7, eine Zylinderkammer auf der Kontraktionsseite des Taumelscheibenveränderungszylinders 8 und ein Anschluß 6d des Schiebeventils 6 mit dem Auslaßtank 12 verbunden.
Ein Hydraulikdrucksensor 40 ist in der sieh von der Ausgabeseite der hydraulischen Pumpe 2 erstreckenden Leitung 11 angeordnet, um den gegenwärtigen Hydraulikdruck des von der hydraulischen Pumpe 2 ausgegebenen druckbeaufschlagten Öls zu ermitteln.
Die rechte Hydraulikmotoranordnung 4' gleicht der linken Hydraulikmotoranordnung 4 in Aufbau und Funktion, wobei die Teile, die Teilen der linken Motoranordnung 4 entsprechen, mit den selben Bezugszeichen zuzüglich eines Strichs versehen sind. Eine erneute Beschreibung ist somit nicht erforderlich.
Ein Magnetventil 23 für die Drehzahlumschaltung ist derart ausgebildet, daß es das Schiebeventil 6 in Reaktion auf ein von einer noch zu beschreibenden Zentraleinheit 45 (im folgenden als CPU bezeichnet) ausgegebenes elektrisches Befehlssignal betätigt. Ein Pumpenanschluß 23a des Magnetventils 23 ist mit der Ausgabeseite der Pilotdruckpumpe 24 über die Leitung 25 hydraulisch verbunden. Ein Anschluß 23b des Magnetventils 23 ist über eine Leitung 26 hydraulisch mit einem Steueranschluß 6b des Schiebeventils 6 in der linken Hydraulikmotoranordnung 4 verbunden, während es über eine Leitung 26' hydraulisch mit einem Steueranschluß 6b' des Schiebeventils 6' in der rechten Hydraulikmotoranordnung 4' verbunden ist.
Die Steuereinrichtung 27 besteht aus einem Speicher 43, einer Recheneinheit 44 und einer CPU 45. Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht die CPU 45 aus einem Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeits-Grundeinstellteil 28, einem Betriebssteuerungszustandsbestimmungsteil 29 zum Bestimmen des gegenwärtigen Steuerzustands in bezug auf die Fahrtbewegung des Fahrzeugs, einem Lastzustandsbestimmungsteil 30 zum Bestimmen des gegenwärtigen Lastzustand jedes während der Bewegung des Fahrzeugs mit druckbeaufschlagtem Öl beaufschlagten Hydraulikmotors, einem Motordrehzustandsbestimmungsteil 37 und einem Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsumschaltkorrekturteil 38.
Ein Schalter 31 zum zweischrittigen Umschalten der Drehzahl des jeweiligen Hydraulikmotors 10 und 10' auf eine hohe Drehzahl (geringes Drehmoment) oder eine geringe Drehzahl (hohes Drehmoment) ist elektrisch mit der Eingangsseite des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeits-Grundeinstellungsteils 28 verbunden.
Darüber hinaus sind elektrische Potentiometer 46' und 47' elektrisch mit dem Betriebssteuerungszustandsbestimmungsteil 29 verbunden, wobei die Potentiometer mit einem linken und einem rechten Betätigungshebel 46 und 47 verbunden sind, um den Bewegungsbetrag jedes Hebels (den Betätigungsbetrag jedes Hebels) zu ermitteln.
Ferner ist ein Hydraulikdrucksensor 40 elektrisch mit dem Ladezustandsbestimmungsteil 30 verbunden und ein Motordrehzahlerkennungssensor 54 ist elektrisch mit der Eingangsseite des Motordrehzustandsbestimmungsteils 37 verbunden.
Die jeweilige Ausgangsseite des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeits- Grundeinstellungsteils 28, des Betriebszustandsbestimmungsteils 29, des Lastzustandsbestimmungsteils 30 und des Motordrehzustandsbestimmungsteils 37 ist mit der Eingangsseite des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsumschaltkorrekturteus 38 elektrisch verbunden. Die Ausgangsseite des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsumschaltkorrekturteils 38 ist mit den Elektromagnetventilen 48 und 49 des Drehrichtungsänderungsventils 3 über die Leitungsdrähte 50 und 51 elektrisch verbunden, während sie mit den Elektromagnetventilen 48' und 49' des Drehrichtungsänderungsventils 3' über die Leitungsdrähte 50' und 51' elektrisch verbunden ist (siehe Fig. 1). Ferner ist die Ausgangsseite des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsumschaltkorrekturteils 38 über einen Leitungsdraht 53 mit einem Elektromagnetventil 52 des Magnettventils 23 elektrisch verbunden.
Als nächstes wird eine Funktionsweise der wie zuvor beschrieben aufgebauten Vorrichtung dargelegt.
Das von der hydraulischen Pumpe 2, die vom Motor 1 drehend angetrieben wird, ausgegebene druckbeaufschlagte Öl wird dem linken und dem rechten Hydraulikmotor 10 und 10' über das linke und das rechte Richtungsänderungsventil 3 und 3' über die Leitungen 13, 14 und 13', 14' zugeleitet, wodurch der linke und der rechte Hydraulikmotor 10 und 10' drehend getrieben werden.
Das durch die Leitungen 13, 14 und 13', 14' fließende druckbeaufschlagte Öl wird den Schiebeventilen 6 und 6' über die Wechselventile 17 und 17' zugeführt, und anschließend wird es selektiv in die Taumelscheibenveränderungszylinder 7, 8 und 7', 8' eingeleitet, um die Antriebsenergie jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' in zwei Schritten (geringe Drehzahl, hohes Drehmoment und hohe Drehzahl, geringes Drehmoment) zu verändern..
Der Schiebevorgang der Schiebeventile 6 und 6' wird durch das Magnetventil 23 gesteuert, das seinerseits von der Steuereinrichtung 27 gesteuert wird.
Ein Signal, das die von dem Motordrehzahlerkennungssensor 54 ermittelte gegenwartige Motordrehzahl angibt, wird in den Motordrehzustandsbestimmungsteil 37 der CPU 45 in der Steuereinrichtung 27 eingegeben. Der gegenwärtige Hydraulikdruck (Ladedruck) zum Antreiben des Fahrzeugs wird von dem Hydraulikdrucksensor 40 ermittelt und ein Signal, das den ermittelten Hydraulikdruck angibt, wird in den Lastzustandbestimmungsteil 30 der CPU 45 in der Steuereinrichtung 27 eingegeben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, wie erwähnt, die Betriebslast jedes Hydraulikmotors durch Ermitteln des gegenwartigen Hydraulikdrucks ermittelt. Alternativ kann dieser durch Ermitteln des gegenwartigen Neigungswinkels der Taumelseheibe in der hydraulischen Pumpe 2 ermittelt werden. Ferner kann die Motordrehzahl durch Ermitteln der Ausgabe eines Motordrehzahleinstellsignals (Kraftstoff- Wähleinrichtung) ohne Verwendung eines Motordrehzahlerkennungssensors ermittelt werden. Üblicherweise ist ein Taumelscheibenwinkelsensor derart angeordnet, daß er die gegenwärtige Neigung der Taumelscheibe in der Hydraulikpumpe 2. Ferner wird zur variablen Steuerung der Taumelscheibe in der Hydraulikpumpe 2 ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 27 an ein Stellglied zur Betätigung der Taumelscheibe ausgegeben.
Nach einem anderen, in den Fign. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zum Erkennen des gegenwärtigen Lastzustands jedes Hydraulikmotors ein an die Steuereinrichtung 27 weiterzuleitendes Erkennungssignal eines Taumelscheibenwinkelsensors 60 oder ein von der Steuereinrichtung 27 an ein Stellglied zum Verändern des Neigungswinkels der Taumelscheibe weiterzuleitendes Steuersignal verwendet. Alternativ kann die Ermittlung der Motordrehzahl unter Verwendung eines von einem Fahrer willkürlich eingestellten Motordrehzahleinstellsignals erfolgen, d.h. eines Signals, das den Arbeitshub eines Kraftstoffhebels wiedergibt, oder eines Signals, das von einer Kraftstoff-Wähleinrichtung ausgegeben wird, ohne daß eine direkte Verwendung der Motordrehzahl als von dem Motordrehzahlerkennungssensor zu erkennendes Signal erfolgt.
Der Betätigungsbetrag des linken oder des rechten Betätigungshebels 46 und 47 wird von den Potentiometern 46' und 47' erkannt und den erkannten Betätigungsbetrag reprasentierende Signale, d.h. Signale, welche die Verschiebung der Drehrichtungsänderungsventile 3 und 3' angeben, werden in den Betriebssteuerungszustandsbestimmungsteil 29 der CPU 45 in der Steuereinrichtung 27 eingegeben.
Während die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' durch manuelles Betätigen des Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsänderungsschalters 31 seitens des Bedieners eingestellt wird, wird andererseits ein Drehzahleinstellsignal, das die hohe oder geringe Drehzahl jedes Hydraulikmotors repräsentiert, in den Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeits-Grundeinstellungsteil 28 eingegeben, und anschließend wird der Inhalt des Drehzahleinstellsignalsin dem Speicher 43 der Steuereinrichtung 27 gespeichert.
Anschließend führt der Motordrehzustandsbestimmungsteil 37 eine binäre Bestimmung des gegenwärtigen Motordrehzustands basierend auf der ermittelten gegenwärtigen Motordrehzahl durch. Ferner führt der Lastzustandsbestimmungsteil 30 eine binäre Bestimmung der Betriebsiast jedes Hydraulikmotors basierend auf dem erkannten Hydraulikdruck zum Betreiben eines Fahrzeugs durch. Darüber hinaus führt der Betriebssteuerzustandsbestimmungsteil 45 eine binäre Bestimmung des gegenwärtigen Betriebssteuerzustands basierend auf dem ermittelten Betätigungsbetrag jedes Hebels durch. Der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitsumschaltkorrekturteil 38 korrigiert die eingestellten Drehzahlen (hohe Drehzahlen, niedrige Drehzahlen) basierend auf den Ergebnissen, die aus den genannten binären Bestimmungen abgeleitet werden, und den in dem Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwin- digkeits-Grundeinstellungsteil 28 gespeicherten eingestellten Drehzahlen, und anschließend wird ein Umschaltsteuersignal, das von den korrigierten Drehzahlen (hohe Drehzahl, niedrige Drehzahl) abgeleitet wird, an den Elektromagneten 52 des Magnetventils 23 ausgegeben.
Im folgenden wird der Ablauf von durch die CPU 45 abzuarbeitenden Schritten im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben.
Zunächst bestimmt die CPU 45, ob der Inhalt der eingestellten Drehzahl eine hohe oder eine geringe Drehzahl repräsentiert (Schritt 101). Wenn, basierend auf dem aus der Feststellung im Schritt 101 abgeleiteten Ergebnis, ermittelt wird, daß die voreingestellte Drehzahl eine geringe Drehzahl ist, wird ein Umschaltsteuersignal an den Elektromagneten 52 des Magnetventils 23 ausgegeben, um die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' (Schritt 105) zu verringern.
Wenn andererseits, basierend auf dem von der Feststellung im Schritt 101 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß die voreingestellte Drehzahl eine hohe Drehzahl ist, stellt die CPU 45 fest, ob die gegenwärtige Motordrehzahl eine voreingestellte Drehzahl übersteigt oder nicht (Schritt 102). Wenn anhand des aus der Feststellung von Schritt 102 abgeleiteten Ergebnisses ermittelt wird, daß die gegenwartige Motordrehzahl geringer ist als die voreingestellte Drehzahl, d.h. sie ist eine geringe Drehzahl, besteht keine Notwendigkeit, das Fahrzeug mit einer hohen Drehzahl zu betreiben. Daher wird an den Elektromagneten 52 des Magnetventils 23 ein Umschaltsteuersignal ausgegeben, um die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' zu verringern (Schritt 105).
Wenn andererseits, basierend auf dem von der Feststellung im Schritt 102 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß die gegenwärtige Motordrehzahl die voreingestellte Drehzahl übersteigt, d.h. eine hohe Drehzahl ist, stellt die CPU 45 fest, ob der Betätigungsbetrag jedes Hebels einen voreingestellten Betätigungsbetrag desselben übersteigt oder nicht (Schritt 103). Wenn, basierend auf dem von der Feststellung in Schritt 103 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß der Betätigungsbetrag jedes Hebels geringer ist als der voreingestellte Betätigungsbetrag desselben, ist es erforderlich, die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10β und 10' auf eine geringe Drehzahl zu reduzieren, beispielsweise zu Beginn einer sehr langsamen Fahrt des Fahrzeugs. Ein Umschaltsteuersignal wird so an den Elektromagneten 52 des Drehzahländerungsventils 23 ausgegeben, um die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' (Schritt 105) zu verringern.
Wenn hingegen, basierend auf dem von der Feststellung in Schritt 103 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß der gegenwärtige Betätigungsbetrag jedes Hebels den voreingestellten Betätigungsbetrag desselben übersteigt, stellt die CPU 45 fest, ob der aufjeden Hydraulikmotor zum drehenden Antreiben desselben ausgeübte Hydraulikdruck einen voreingestellten Druck übersteigt oder nicht (Schritt 104). Wenn, basierend auf dem von der Feststellung in Schritt 104 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß der auf die Hydraulikmotoren zum drehenden Antreiben derselben gegenwartig ausgeübte Druck den voreingestellten Hydraulikdruck übersteigt, besteht die Notwendigkeit, die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' zu verringern, um dadurch ein hohes Drehmoment zu erzeugen. Aus diesem Grund gibt die CPU 45 ein Umschaltsteuersignal an den Elektromagneten 52 des Magnetventils 23 aus, um so die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' zu verringern (Schritt 105). Wenn andererseits, basierend auf dem von der Feststellung im Schritt 104 abgeleiteten Ergebnis, festgestellt wird, daß der auf jeden Hydraulikmotor zum drehenden Antreiben desselben und zum Betreiben eines Fahrzeugs aufgebrachte Hydraulikdruck geringer ist als der gegenwärtige Hydraulikdruck, so bedeutet dies einen Fall, in dem die Drehzahl jedes der Hydraulikmotoren 10 und 10' zum Betreiben des Fahrzeugs erhöht werden kann. Aus diesem Grund gibt die CPU 45 ein Umschaltsteuersignal an den Elektromagneten 52 des Magnetventils 23 aus, um die Hydraulikmotoren 10 und 10' mit einer hohen Drehzahl zu treiben (Schritt 106).

Industrielle Anwendbarkeit

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich, gewährleistet die erfindungsgemäße und in der zuvor beschriebenen Art und Weise aufgebaute Vorrichtung eine stets und unter jeglichen Betriebsbedingungen durchführbare korrekte Drehzahländerung. Daher ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft bei Fahrzeugen, wie beispielsweise Baumaschinen oder dergleichen, einsetzbar, um einen ruhigen Betrieb des Fahrzeugs zu erzielen.

Claims

1. Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit wenigstens eines Hydraulikmotors (10, 10'), bei der druckbeaufschlagtes Öl, das von einer von einem Motor (1) drehend angetriebenen hydraulischen Pumpe (2) ausgegeben wird, dem Hydraulikmotor vom Typ mit einstellbarer Verdrängung über ein Drehrichtungsänderungsventil (3, 3') zugeführt wird, das über einen Hebel (46, 47) zum Betreiben eines Fahrzeugs betätigt wird, und bei der ferner der Taumelscheibenwinkel des Hydraulikmotors in geeigneter Weise derart gesteuert ist, daß sich die Drehzahl des Hydraulikmotors durch zwei Schritte auf entweder eine hohe oder eine geringe Drehzahl verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:

- eine Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung (31,28) zum variable Einstellen der Drehzahl des Hydraulikmotors auf eine hohe oder eine niedrige Drehzahl,

- Taumelscheibenveränderungsstellglieder (7, 8, 7', 8') zum Verändern des Taumelscheibenwinkels des Hydraulikmotors, die separat für eine vom Hydraulikmotor einzunehmende hohe und niedrige Drehzahl vorgesehen sind,

- ein Schiebeventil (6, 6') zum selektiven Zuführen von druckbeaufschlagtem Öl, das von dem Drehrichtungsänderungsventil an eines der für eine hohe und eine niedrige Drehzahl getrennt vorgesehenen Taumelscheibenveränderungsstellglieder ausgegeben wird,

- eine Motordrehzustandsbestimmungseirrichtung (37, 54) zum Bestimmen, ob die gegenwärtige Drehzahl des Motors eine voreingestellte Drehzahl überschreitet oder nicht,

- eine Lastzustandsbestimmungseinrichtung (30, 40) zum Bestimmen, ob die gegenwärtige Betriebsiast des Hydraulikmotors einen voreingestellten Wert übersteigt oder nicht, und

- eine Korrektureinrichtung (38) zum Korrigieren des Inhalts der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, auf der Basis der Feststellungen der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung und der Lastzustandsbestimmungseinrichtung,

- wobei das Schiebeventil derart betätigt wird, daß die durch die Korrektureinrichtung korrigierte Drehzahl des Hydraulikmotors erhalten wird.

2. Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit wenigstens eines Hydraulikmotors (10, 10'), bei der druckbeaufschlagtes Öl, das von einer von einem Motor (1) drehend angetriebenen hydraulischen Pumpe (2) ausgegeben wird, dem Hydraulikmotor vom Typ mit einstellbarer Verdrängung über ein Drehrichtungsänderungsventil (3, 3') zugeführt wird, das über einen Hebel (46, 47) zum Betreiben eines Fahrzeugs betätigt wird, und bei der ferner der Taumelscheibenwinkel des Hydraulikmotors in geeigneter Weise derart gesteuert ist, daß sich die Drehzahl des Hydraulikmotors durch zwei Schritte auf entweder eine hohe oder eine geringe Drehzahl verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung autweist

- eine Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung (31, 28) zum variable Einstellen der Drehzahl des Hydraulikmotors auf eine hohe oder eine niedrige Drehzahl,

- eine Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung (37, 54) zum Bestimmen, ob die gegenwärtige Drehzahl des Motors eine voreingestellte Drehzahl überschreitet oder nicht,

- eine Lastzustandsbestimmungseinrichtung (30, 40) zum Bestimmen, ob die gegenwärtige Betriebsiast des Hydraulikmotors einen voreingestellten Wert übersteigt oder nicht,

- eine Betriebssteuerungszuständsbestimmungseinrichtung (46', 47', 29) zum Bestimmen, ob der gegenwärtige Betrag der Betätigung des Betatigungshebels einen voreingestellten Betätigungsbetrag desselben übersteigt oder nicht, und

- eine Korrektureinrichtung (38) zum Korrigieren des Inhalts der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, auf der Basis der Feststellungen der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung, der Lastzustandsbestimmungseinrichtung und der Betriebssteuerungszustandsbestimmungseinrichtung,

3. Vorrichtung zum variablen Regeln der Laufgeschwindigkeit eines Hydraulikmotors nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichhet, daß die Korrektureinrichtung (38) einen Korrekturvorgang zum Einnehmen einer geringen Drehzahl durchführt, wenn der Inhalt der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung (31, 28) durchgeführt wurde, eine geringe Drehzahl angibt, oder wenn der Inhalt der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, eine hohe Drehzahl angibt und ferner die gegenwärtige Motordrehzahl von der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung (37) als geringer als die voreingestellte Drehzahl erkannt wird, oder wenn der Inhalt der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, eine hohe Drehzahl angibt, die gegenwärtige Motordrehzahl von der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung als höher als die voreingestellte Drehzahl erkannt wird und ferner der gegenwärtige Betrag der Betätigung des Betätigungshebels (46, 47) von der Betriebssteuerungszustandsbestimmungseinrichtung (29) als geringer als der voreingestellte Betätigungsbetrag desselben erkannt wird, oder wenn der Inhalt der Einstellung die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstelleinrichtung durchgeführt wurde, eine hohe Drehzahl angibt, die gegenwärtige Motordrehzahl von der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung als höher als die voreingestellte Drehzahl erkannt wird, der gegenwärtige Betrag der Betätigung des Betätigungshebels von der Betriebssteuerungszustandsbestimmungseinrichtung als höher als der voreingestellte Betätigungsbetrag desselben erkannt wird und ferner die gegenwärtige Betriebslast von der Lastzustandsbestimmungseinrichtung (30, 40) als höher als der voreingestellte Wert erkannt wird, und daß die Korrektureinrichtung einen Korrekturvorgang zum Einnehmen einer hohen Drehzahl durchführt, wenn der Inhalt der Einstellung, die von der Hochgeschwindigkeits-/Niedriggeschwindigkeitseinstellrichtung durchgeführt wurde, eine hohe Drehzahl angibt, die gegenwärtige Motordrehzahl von der Motordrehzustandsbestimmungseinrichtung als höher als die voreingestellte Drehzahl erkannt wird, der gegenwärtige Betrag der Betätigung des Betätigungshebels von der Betriebssteuerungszustandsbestimmungseinrichtung als höher als der voreingestellte Betätigungsbetrag desselben erkannt wird und ferner die gegenwärtige Betriebslast von der Lastzustandsbestimmungseinrichtung als geringer als der voreingestellte Wert erkannt wird.