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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Baufahrzeug.
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Technologischer Hintergrund:
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Ein
Beispiel eines Baufahrzeugs ist eines, das mit einer sogenannten
HST (aus Englisch Hydrostatic Transmission – hydrostatische
Kraftübertragung) ausgestattet ist, wobei eine Hydraulikpumpe von
einem Motor angetrieben wird und wobei ein Fahrhydraulikmotor, der
von Drucköl angetrieben wird, das von der Hydraulikpumpe
abgegeben wird, wodurch das Fahrzeug zum Fahren gebracht wird. Mit
diesem Baufahrzeugtyp kann die Geschwindigkeit und die Zugkraft
des Fahrzeugs durch Steuern der Motordrehzahl, der Verdrängung
der Hydraulikpumpe und der Verdrängung des Hydraulikmotors gesteuert
werden. (Patentdokument 1)
- Patentdokument 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Anmeldenummer
2004-144254
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Darstellung der Erfindung
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Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken,
wie sie z. B. in 8 gezeigt sind, werden üblicher
Weise wird hauptsächlich in einem HST Baufahrzeug, wie
dem zuvor beschriebenen erreicht.
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In 8 stellt
die horizontale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit und die vertikale
Achse die Zugkraft dar. Die Zugkraft erreicht einen Spitzenwert nicht
dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, sondern dann wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, wie dies in den Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
gezeigt ist. Folglich nimmt in den Fällen, in denen eine
Arbeit wie Erdbewegung oder dergleichen bei einer niedrigen Geschwindigkeit,
wie zum Beispiel ein Aushub, ausgeführt wird, die Zugkraft
ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit
sinkt, und es besteht die Möglichkeit, dass die Funktionsfähigkeit
verringert wird oder dass das Fahrzeug stoppt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Baufahrzeug zu schaffen,
bei dem Verringerungen der Zugkraft während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
unterdrückt werden.
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Das
Baufahrzeug gemäß einem ersten Aspekt umfasst
einen Motor, eine von dem Motor angetriebene Hydraulikpumpe, einen
Fahrhydraulikmotor, der von Drucköl angetrieben wird, das
von der Hydraulikpumpe abgegeben wird, Räder zum Fahren, die
von der Antriebskraft des Fahrhydraulikmotors angetrieben werden,
und eine Steuerung. Die Steuerung steuert eine Motordrehzahl, eine
Verdrängung der Hydraulikpumpe und eine Verdrängung
des Fahrhydraulikmotors, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und die
Zugkraft zu steuern. Bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit,
bei welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder niedriger als
ein vorbestimmter Schwellwert ist, erhöht die Steuerung
die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors, sobald
die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt.
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Bei
diesem Baufahrzeug wird in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich,
in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder niedriger als
ein vorbestimmter Schwellwert ist, eine Steuerung durchgeführt,
bei der die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors
erhöht wird, wenn die Fahr zeuggeschwindigkeit sinkt. Da
die Zugkraft steigt, wenn die maximale Verdrängung des
Fahrhydraulikmotors steigt, macht es die Durchführung der zuvor
beschriebenen Steuerung möglich Verringerungen der Zugkraft
während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt zu unterdrücken.
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Das
Baufahrzeug gemäß einem zweiten Aspekt ist das
Baufahrzeug gemäß dem ersten Aspekt, wobei die
Steuerung dazu geeignet ist, eine einschränkende Zugkraftbegrenzungssteuerung
zum Begrenzen der maximalen Zugkraft auszuführen, indem
die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors auf einen
vorbestimmten Grenzwert beschränkt wird, und die Steuerung
erhöht während der Zugkraftbegrenzungssteuerung
die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors auf den
Grenzwert oder höher, während die Fahrzeuggeschwindigkeit
sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder niedriger als
der Schwellwert ist.
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Bei
diesem Baufahrzeug kann die maximale Zugkraft durch Ausführen
der Zugkraftbegrenzungssteuerung begrenzt werden. Eine Arbeit kann
dadurch mit einer geeigneten an die Arbeitsbedingungen angepassten
maximalen Zugkraft durchgeführt werden. Beispielsweise
ist es möglich, durch Ausführen der Zugkraftbegrenzungssteuerung
ein Auftreten eines Rutschens während einer Arbeit auf
Straßen mit geringer Reibung zu verhindern.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Zugkraftbegrenzungssteuerung
gleich oder niedriger als der Schwellwert ist, wird eine Steuerung durchgeführt,
bei der die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors
erhöht wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert,
und die maximale Verdrängung wird auf den Grenzwert oder
höher eingestellt. Folglich können Verringerungen
der Zugkraft während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
unterdrückt werden, während die Zugkraftbegrenzungssteuerung
ausgeführt wird. Die Zugkraft kann auch dann erhöht
werden, wenn sich das Fahrzeug von einem gestoppten Zustand in Bewegung setzt,
und es ist daher möglich, das Auftreten eines Rutschens
zu verhindern, wenn sich das Fahrzeug unter einer hohen Last in
Bewegung setzt.
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Das
Baufahrzeug gemäß einem dritten Aspekt entspricht
dem Baufahrzeug des zweiten Aspekts, wobei der Grenzwert der maximalen
Verdrängung des Fahrhydraulikmotors während der
Zugkraftbegrenzungssteuerung variiert werden kann, und der Schwellwert
wird für jeden eingestellten Grenzwert ermittelt.
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Bei
diesem Baufahrzeug ist es möglich, eine entsprechende an
die Situation angepasste maximale Zugkraft einzustellen, da der
Grenzwert der maximalen Verdrängung des Fahrhydraulikmotors
variiert werden kann. Da die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
gemäß dem Grenzwert der maximalen Verdrängung
des Fahrhydraulikmotors abweichen, ist es möglich Verringerungen
der Zugkraft während der Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt in
mehr geeigneter Weise niedrig zu halten, indem ein Schwellwert zu
jedem eingestellten Grenzwert ermittelt wird.
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Das
Baufahrzeug gemäß einem vierten Aspekt ist das
Baufahrzeug gemäß einem des ersten bis dritten
Aspekts, wobei die Steuerung geeignet ist, eine Rutschverringerungssteuerung
zum Verringern der oberen Grenze der Motordrehzahl auszuführen, während
die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit
ist, und die Steuerung erhöht während der Rutschverringerungssteuerung
die maximale Verdrängung des Fahrhydraulikmotors, während
die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich oder niedriger als der Schwellwert ist.
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Bei
diesem Baufahrzeug kann sicher gestellt werden, dass die maximale
Zugkraft bei einer geringeren Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird,
indem die obere Grenze der Motordrehzahl während der Rutschverringerungssteue rung
verringert wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt.
Dadurch ist es möglich, ein Rutschen während einer
Arbeit auf Straßen mit geringer Reibung zu unterbinden.
Da es eine Grenze zum Verringern der oberen Grenze der Motordrehzahl
sogar in den Fällen gibt, in denen die Rutschverringerungssteuerung
durchgeführt wird, gibt es ebenso eine Grenze zur Verringerung
der Fahrzeuggeschwindigkeit, bei welcher die maximale Zugkraft erreicht
wird. Insbesondere wird die maximale Zugkraft bei einer bestimmten
Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, und es gibt eine Tendenz, die Zugkraft
bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit oder niedriger auch dann zu senken,
wenn die Rutschverringerungssteuerung ausgeführt wird.
Aus diesem Grund ist es weiter möglich, Verringerungen
der Zugkraft während der Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
zu unterdrücken, indem die Rutschverringerungssteuerung
zusammen mit der Steuerung zur Erhöhung der maximalen Verdrängung
des Fahrhydraulikmotors, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt,
durchgeführt wird und die maximale Verdrängung
auf den Grenzwert oder höher eingestellt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine Seitenansicht des Baufahrzeugs;
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2 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau des Hydraulikantriebsmechanismus zeigt;
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3 ist
ein Steuerblockdiagramm des Baufahrzeugs;
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4 ist
ein Diagramm, das die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel, dem
Primärkreislaufhydraulikdruck und der Motordrehzahl zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das die obere Grenze der Drosselorganstellung (die
obere Grenze der Motordrehzahl) im Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit
zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das die maximale Verdrängung des zweiten
Fahrmotors und die maximale Zugkraft bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit
zeigt; und
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8 ist
ein Diagramm, das die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
eines konventionellen Baufahrzeugs zeigt.
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Beste Art und Weise zum Ausführen
der Erfindung
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Allgemeine Einstellung
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Eine
Seitenansicht eines Baufahrzeugs 1 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt.
Das Baufahrzeug 1 ist ein Rad lader, der geeignet ist, sich
selbst mittels Reifen 4a, 4b anzutreiben und der
ebenso dazu geeignet ist eine Arbeitsvorrichtung 3 zu gebrauchen,
um die gewünschte Arbeit durchzuführen. Das Baufahrzeug 1 umfasst
einen Fahrzeugrahmen 2, eine Arbeitsvorrichtung 3,
Reifen 4a, 4b und eine Fahrerkabine 5.
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Der
Fahrzeugrahmen 2 hat einen an der Vorderseite angeordneten
Vorderrahmen 2a und einen an der Hinterseite angeordneten
Hinterrahmen 2b und der Vorderrahmen 2a und der
Hinterrahmen 2b sind in der Mitte des Fahrzeugrahmens 2 miteinander verbunden
und sind geeignet sich nach links oder rechts zu drehen.
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Die
Arbeitsvorrichtung 3 und ein Paar Vorderreifen 4a sind
an dem Vorderrahmen 2a angebracht. Die Arbeitsvorrichtung 3 ist
eine Vorrichtung, die durch Drucköl von einer Hydraulikpumpe
der Arbeitsvorrichtung 11 angetrieben wird (siehe 2), und
die Arbeitsvorrichtung hat an dem vorderen Teil des Vorderrahmens 2a angebrachte
Hubarme 37, eine an den äußeren Enden
der Hubarme 37 versehene Schaufel 38 und einen
Arbeitsvorrichtungszylinder 26 (siehe 2)
zum Antreiben dieser Komponenten. Das Paar Vorderreifen 4a ist
an den Seitenflächen des Vorderrahmens 2a vorgesehen.
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Die
Fahrerkabine 5, ein Hydraulikflüssigkeitstank 6,
ein Paar Hinterreifen 4b und andere Komponenten sind an
dem Hinterrahmen 2b vorgesehen. Die Fahrerkabine 5 ist
auf dem obersten Abschnitt des Fahrzeugrahmens 2 angeordnet
und innerhalb der Fahrerkabine sind ein Lenkrad, ein Gaspedal, und
andere Bedienungskomponenten, eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und andere verschiedene Informationstypen,
ein Fahrersitz und ähnliches installiert. Der Hydraulikflüssigkeitstank 6 ist
hinter der Fahrerkabine 5 angeordnet und der Hydraulikflüssigkeitstank 6 speichert
die von verschiedenen Hydraulikpumpen mit Druck beaufschlagte Hydraulikflüssigkeit.
Das Paar Hinterräder 4b ist an den Seitenflächen
des Hinterrahmens 2b vorgesehen.
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Ein
Hydraulikantriebsmechanismus 7 zum Antreiben der Reifen 4a, 4b und
der Arbeitsvorrichtung 3 ist auf dem Fahrzeugrahmen 2 montiert.
Die Konfiguration des Hydraulikantriebsmechanismus 7 wird
nachfolgend anhand von 2 näher beschrieben.
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Hydraulikantriebsmechanismus 7
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Der
Hydraulikantriebsmechanismus 7 hat im Wesentlichen einen
Motor 8, eine Hauptpumpe 9, eine Speisepumpe 10,
die Arbeitsvorrichtungshydraulikpumpe 11, einen ersten
Fahrmotor 12, einen zweiten Fahrmotor 13, eine
Kupplung 14, eine Antriebswelle 15 und eine Steuerung 16 (siehe 3) und
verwendet ein so genanntes HST-System.
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Der
Motor 8 ist ein Dieselmotor und das von dem Motor 8 erzeugte
Abtriebsdrehmoment wird auf die Hauptpumpe 9, die Speisepumpe 10,
die Arbeitsvorrichtungshydraulikpumpe 11, eine Hydrauliklenkpumpe
(nicht gezeigt) und anderen Komponenten übertragen. Der
Motor 8 ist mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 17 zum
Steuern des Abtriebsdrehmoments und der Drehzahl des Motors 8 ausgestattet
und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 17 passt die Drosselorganstellung
entsprechend der Menge an, bei welcher das Gaspedal betrieben wird,
(nachstehend als Gaspedalposition bezeichnet) und passt die eingespritzte
Kraftstoffmenge an. Das Gaspedal ist ein Mittel zum Angeben der
Zieldrehzahl des Motors 8 und ist mit einem Gaspedalpositionsdetektor 18 versehen
(siehe 3). Der Gaspedalpositionsdetektor 18 ist
aus einem Potentiometer aufgebaut und erfasst die Position des Gaspedals.
Der Gaspedalpositionsdetektor 18 sendet ein die Gaspedalposition angebendes
Positionssignal an die Steuerung 16 und ein Steuerungssignal
wird von der Steuerung 16 an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 17 ausgegeben.
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Folglich
kann die Bedienperson die Drehzahl des Motors 8 durch Anpassung
der Menge, bei welcher das Gaspedal betrieben wird, steuern. Der
Motor 8 ist mit einem Drehzahldetektor 19 (siehe 3) versehen,
der aus einen Rotationssensor zum Erfassen der aktuellen Drehzahl
des Motors 8 besteht und ein Drehzahlsignal des Drehzahldetektors 19 wird
in die Steuerung 16 eingegeben.
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Die
Hauptpumpe 9 ist eine variable Verdrängungshydraulikpumpe,
die von dem Motor 8 angetrieben wird und von der Hauptpumpe 9 abgegebenes
Drucköl wird zu dem ersten Fahrmotor 12 und dem
zweiten Fahrmotor 13 über Primärkreisläufe 20, 21 geleitet.
Der Hydraulikantriebsmechanismus 7 ist mit einem Primärkreislaufhydraulikdruckdetektor 22 (siehe 3)
zum Detektieren des Drucks (nachfolgend als „Primärkreislaufhydraulikdruck” bezeichnet) des
Drucköls, das die Primärkreisläufe 20, 21 durchströmt,
versehen. Der Primärkreislaufhydraulikdruck entspricht
dem Hydraulikantriebsdruck des Drucköls zum Antreiben des
ersten Fahrmotors 12 und des zweiten Fahrmotors 13.
Ein Pumpenverdrängungssteuerungszylinder 23 und
ein Pumpenverdrängungssteuerungsventil 24 zum
Steuern der Verdrängung der Hauptpumpe 9 sind
mit der Hauptpumpe 9 verbunden. Das Pumpenverdrängungssteuerungsventil 24 ist
ein elektromagnetisches Steuerungsventil zum Steuern des Pumpenverdrängungssteuerungszylinders 23 auf
Basis eines von der Steuerung 16 ausgehenden Kontrollsignals
und die Verdrängung der Hauptpumpe 9 kann beliebig
durch Steuerung des Pumpenverdrängungssteuerungszylinders 23 variiert
werden.
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Die
Speisepumpe 10 ist eine Pumpe zum Versorgen der Primärkreisläufe 20, 21 mit
Drucköl, die Speisepumpe wird von dem Motor 8 angetrieben. Die
Speisepumpe 10 versorgt den Steuerkreis der Hauptpumpe 9 mit
Drucköl.
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Die
Arbeitsvorrichtungshydraulikpumpe 11 wird von dem Motor 8 angetrieben,
das von der Arbeitsvorrichtungshydraulikpumpe 11 abgegegebene Drucköl
wird über einen Arbeitsvorrichtungshydraulikkreislauf 25 in
den Arbeitsvorrichtungszylinder 26 der Arbeitsvorrichtung 3 eingespeist
und der Arbeitsvorrichtungszylinder 26 wird angetrieben.
Der Arbeitsvorrichtungshydraulikkreislauf 25 ist mit einem
Arbeitsvorrichtungssteuerungsventil 27 (siehe 3)
zum Steuern des Arbeitsvorrichtungszylinders 26 versehen
und das Arbeitsvorrichtungssteuerungsventil 27 wird basierend
auf einem Steuerungssignal der Steuerung 16 gesteuert,
wodurch der Arbeitsvorrichtungszylinder 26 gesteuert wird.
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Der
erste Fahrmotor 12 ist ein variabler Verdrängungshydraulikmotor
und wird von dem von der Hauptpumpe 9 abgegebenen Drucköl
angetrieben, um die Antriebskraft zum Fahren zu erzeugen. Der erste
Fahrmotor 12 ist mit einem ersten Motorzylinder 29 zum
Steuern des Neigungswinkels des ersten Fahrmotors 12 und
einem ersten Motorsteuerungsventil 30 (siehe 3)
zum Steuern des ersten Motorzylinders 29 versehen. Das
erste Motorsteuerungsventil 30 ist ein elektromagnetisches
Steuerungsventil, dessen Steuerung auf einem Steuerungssignal der
Steuerung 16 basiert und die Verdrängung des ersten
Fahrmotors 12 kann beliebig durch Steuerung des ersten
Motorzylinders 29 variiert werden.
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Der
zweite Fahrmotor 13 ist ein variabler Verdrängungshydraulikmotor,
der von dem von der Hauptpumpe 9 abgegebenen Drucköl
angetrieben wird, ähnlich zu dem ersten Fahrmotor 12,
und der zweite Fahrmotor 13 veranlasst die Antriebswelle 15 eine
Antriebskraft zum Fahren zu erzeugen. Der zweite Fahrmotor 13 ist über
den Hydraulikkreislauf parallel zu dem ersten Fahrmotor 12 vorgesehen. Der
zweite Fahrmotor 13 ist mit einem zweiten Motorzylinder 31 zum
Steuern des Neigungswinkels des zweiten Fahrmotors 13 und
mit einem zweiten Motorsteuerungsventil 32 (siehe 3)
zum Steuern des zweiten Motorzylinders 31 versehen. Das
zweite Motorsteuerungsventil 32 ist ein elektromagnetisches Steuerungsventil
dessen Steuerung auf einem Kontrollsignal der Steuerung 16 basiert
und die Verdrängung des zweiten Fahr motors kann beliebig
durch Steuerung des zweiten Motorzylinders 31 variiert werden.
Der maximale Neigungswinkel und der minimale Neigungswinkel können
dadurch angepasst werden, indem das an das zweite Motorsteuerungsventil 32 gesendete
Signal angepasst wird.
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Die
Kupplung 14 ist eine Vorrichtung zum Umschalten zwischen
einer Übertragung und einer Nichtübertragung der
Antriebskraft von dem zweiten Fahrmotor 13 auf die Antriebswelle 15.
Die Kupplung 14 ist ebenso mit einem Kupplungssteuerungsventil 33 (siehe 3)
zum Umschalten der Kupplung 14 zwischen eingekuppelt und
ausgekuppelt. Das Kupplungssteuerungsventil 33 ist ein
elektromagnetisches Steuerungsventil zum Umschalten der Kupplung 14 zwischen
eingekuppelt und ausgekuppelt basierend auf einem Steuerungssignal
der Steuerung 16. Während der Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
ist die Kupplung 14 so eingestellt, dass sie eingekuppelt
ist und die Antriebskräfte des ersten Fahrmotors 12 und
des zweiten Fahrmotors 13 werden auf die Antriebswelle 15 übertragen.
Während einer Hoch-Geschwindigkeitsfahrt ist die Kupplung 14 so
eingestellt, dass sie ausgekuppelt ist und nur die Antriebskraft
des ersten Fahrmotors 12 wird auf die Antriebswelle 15 übertragen.
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Die
Antriebswelle 15 veranlasst die Reifen 4a, 4b mittels
der Übertragung der Antriebskraft des ersten Fahrmotors 12 und
des zweiten Fahrmotors 13 auf die Reifen 4a, 4b (siehe 1)
zu rotieren. Die Antriebswelle 15 ist ebenfalls mit einem
Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34 (siehe 3)
versehen, der aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren
der Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Drehzahl der Antriebswelle 15 besteht und
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34 wird
in die Steuerung 16 eingegeben.
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Die
Steuerung 16 steuert elektronisch die Steuerungsventile
und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 17 auf Basis der
Ausgangssignale der Detektoren und die Steuerung kann die Motordrehzahl,
die Verdrängung der Hydraulikpumpen 9 bis 11,
die Verdrängung der Fahrmotoren 12, 13 und
andere Faktoren steuern. Die Zugkraft und die Fahrzeuggeschwindigkeit
variieren dabei kontinuierlich in dem Baufahrzeug 1, wie
in 4 gezeigt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit kann
automatisch von 0 bis zu der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit geändert
werden ohne eine Geschwindigkeitsänderungshandlung. Die Steuerung
der Fahrmotoren 12, 13 mittels der Steuerung 16 wird
nachfolgend detaillierter beschrieben.
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Steuerung der Fahrmotoren
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Die
Steuerung 16 verarbeitet die Ausgangssignale des Motordrehzahldetektors 19 und
des Primärkreislaufhydraulikdruckdetektors 22 gibt
Steuerbefehle ab, um den Neigungswinkel der Fahrmotoren 12, 13 zu ändern. 5 zeigt
den Zusammenhang zwischen dem Neigungswinkel, dem Primärkreislaufhydraulikdruck
und der Motordrehzahl. Die durchgezogene Linie in 5 ist
eine Linie, bei welcher der Neigungswinkel im Verhältnis
zu dem Primärkreislaufhydraulikdruck festgelegt ist, wenn
die Motordrehzahl einen bestimmten Wert beträgt. Der Neigungswinkel
ist auf einem Minimum (min), während der Primärkreislaufhydraulikdruck
einen spezifischen Wert oder weniger beträgt, dann steigt
der Neigungswinkel allmählich (geneigter Bereich der durchgezogenen
Linie) während der Primärkreislaufhydraulikdruck
steigt und nachdem der Neigungswinkel ein Maximum (Max) erreicht
hat, verbleibt der Neigungswinkel bei dem maximalen Neigungswinkel Max
sogar wenn sich der Hydraulikdruck erhöht.
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Der
geneigte Bereich der durchgezogenen Linie ist so eingestellt, dass
er gemäß der Motordrehzahl steigt und fällt.
Speziell wenn die Motordrehzahl niedrig ist, steigt der Neigungswinkel
von einem Zustand eines niedrigeren Primärkreislaufhydraulikdrucks
und der Neigungswinkel wird derart gesteuert, um den maximalen Neigungswinkel
in dem Zustand eines niedrigeren Primärkreislaufhydraulikdrucks
zu erreichen (bezugnehmend auf den geneigten Bereich der niedrigeren
gestrichelten Linie in 5). Umgekehrt, wenn die Motordrehzahl
hoch ist, verbleibt der Neigungswinkel bei dem minimalen Neigungswinkel
Min bis der Primärkreislaufhydraulikdruck weiter steigt,
und der Neigungswinkel wird derart gesteuert, um den maximalen Neigungswinkel Max
in einem Zustand des höheren Primärkreislaufhydraulikdrucks
(bezugnehmend auf die geneigten Bereiche der oberen gestrichelten
Linie in 5) zu erreichen.
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Zugkraftbegrenzungssteuerung
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Das
Baufahrzeug 1 hat eine maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 (siehe 3)
und die Steuerung 16 führt die Zugkraftbegrenzungssteuerung
aus, wobei die maximale Zugkraft von dem Einsatz der maximalen Zugkraftauswahlvorrichtung 35 begrenzt
wird. Die maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 ist ein
Schalter, der in der Fahrerkabine 5 vorgesehen ist. Die
Steuerung 16 schaltet den maximalen Wert des Neigungswinkels
des zweiten Fahrmotors 13 auf Basis eines Ausgangssignals
der maximalen Zugkraftauswahlvorrichtung 35 um und begrenzt
die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 auf
einen vorbestimmten Grenzwert, wodurch die maximale Zugkraft begrenzt
wird. Bei dem Baufahrzeug 1 kann die maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 zwischen
einem AN-Zustand und einem AUS-Zustand geschalten werden. Die maximale Zugkraft
in dem AN-Zustand kann zwischen drei Niveaus variiert werden: Niveau
A, Niveau B und Niveau C. Wenn die maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 im
AUS-Zustand ist, dann ist der maximale Neigungswinkel in der Max
Position in 5 und die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
in diesem Zustand werden durch den Graphen L1 in 4 dargestellt.
Dieser maximale Neigungswinkel Max stellt den maximalen Wert der
Leistung des zweiten Fahrmotors 13 dar. Wenn die maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 in
den AN-Zustand geschalten wird, dann wechselt der maximale Neigungswinkel
in einem Maße entsprechend dem Niveau der eingestellten
maximalen Zugkraft. Speziell wechselt der maximale Neigungswinkel
zu Ma, wenn die maximale Zugkraft in dem AN-Zustand auf das Niveau
A eingestellt wird. Ebenso, wenn die maximale Zugkraft auf das Niveau
B eingestellt wird, wechselt der maximale Neigungswinkel zu Mb und
wenn die maximale Zugkraft auf das Niveau C eingestellt wird, dann
wechselt der maximale Neigungswinkel zu Mc. Somit wechseln die maximalen
Neigungswinkel zu Ma, Mb, und Mc, die geringer sind als Max, resultierend
in Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken, bei denen
die maximale Zugkraft verringert ist, wie in den Graphen La, Lb
und Lc in 4. Die Graphen L1, La, Lb, und
Lc zeigen alle die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
in Zuständen, in welchen die Gaspedalposition vollständig
geöffnet ist. Es ist daher möglich die Antriebskraft
der Räder 4a, 4b zu unterdrücken,
um ein Rutschen zu verhindern, sogar wenn die Gaspedalposition auf
das Maximum eingestellt ist, um eine Arbeitsmenge durch die Arbeitsvorrichtung 3 auf
weichen Strassen, verschneiten Strassen oder anderen Strassen mit
einer geringen Reibung zu gewährleisten.
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Rutschverringerungssteuerung
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Die
Baufahrzeug 1 hat eine Rutschverringerungssteuerungsauswahlvorrichtung 36 und
die Bedienperson kann eine Rutschverringerungssteuerung durch Betätigen
der Rutschverringerungssteuerungsauswahlvorrichtung 36 ausführen.
Die Rutschverringerungssteuerung ist eine Steuerung, die das Auftreten
eines Rutschens besser durch Änderung der oberen Grenze
der Motordrehzahl in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
unterdrücken kann. Die Rutschverringerungssteuerungsauswahlvorrichtung 36 ist
ein Schalter, der in der Fahrerkabine 5 vorgesehen ist
und der zwischen einem AN-Zustand und einem AUS-Zustand geschalten
werden kann. Wenn die Rutschverringerungssteuerungsauswahlvorrichtung 36 in
dem AN-Zustand eingestellt wird, dann wird die Rutschverringerungssteuerung,
wie sie nachfolgend beschrieben wird, durchgeführt.
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Bei
der Rutschverringerungssteuerung wird zuerst die Fahrzeuggeschwindigkeit
detektiert und ein obere Grenze der Motordrehzahl basierend auf der
ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit wird festgelegt. Die Steuerung 16 legt
hierbei die obere Grenze der Motordrehzahl auf Basis des Graphen,
der in 6 gezeigt ist, fest. Bei diesem Graph wird die obere
Grenze der Drosselorganstellung im Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit
eingestellt und bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit
V3 oder niedriger sinkt die obere Grenze der Drosselorganstellung
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt. Die Steuerung 16 begrenzt
die obere Grenze der Motordrehzahl durch Begrenzung der oberen Grenze
der Drosselorganstellung gemäß dem Schema. Die
Steuerung 16 kann dabei die obere Grenze der Motordrehzahl
steuern, so dass bei niedrigen Geschwindigkeiten die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
den Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken eines Fahrzeugs,
das mit einem Drehmomentwandler (siehe Graph 13) ausgestattet
ist, ähneln, wie durch den Graph 12 in 4 gezeigt.
Die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken eines Fahrzeugs, das
mit einem Drehmomentwandler ausgestattet ist, sind eine monoton
fallende Funktion und die maximale Zugkraft ist an einem Maximum,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist. Der Graph Lc stellt die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
(Gaspedalposition 100%) in den Fällen dar, in denen die
obere Grenze der Motordrehzahl konstant eingestellt ist, ohne die
Rutschverringerungssteuerung sogar bei niedrigen Geschwindigkeiten
durchzuführen. Der Graph 12 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
dar, wenn die Rutschverringerungssteuerung zusammen mit dem Niveau
C der Zugkraftbegrenzungssteuerung durchgeführt wird. Bei
dem Graph 12 ist die maximale Zugkraft bei einer geringeren
Geschwindigkeit als die maximale Zugkraft bei den durch den Graphen
Lc gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
dargestellt.
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Speziell
die Fahrzeuggeschwindigkeit V1, bei welcher die maximale Zugkraft
in den Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken dargestellt
ist, wenn die Rutschverringerungssteuerung durchgeführt
wird, ist geringer als die Fahrzeuggeschwindigkeit V2, bei welcher
die maximale Zugkraft in den Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
(siehe Lc) dargestellt ist, wenn die Rutschverringerungssteuerung
nicht durchgeführt wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V1
ist beispielsweise 1 km/h. Die Begrenzung der oberen Grenze der
Motordrehzahl durch die Rutschverringerungssteuerung wird in denjenigen
Fällen durchgeführt, bei welchen der Primärkreislaufhydraulikdruck
gleich oder größer als der Druck ist, bei welchen
der Neigungswinkel des zweiten Fahrmotors 13 den maximalen
Neigungswinkel erreicht, oder durch 4 erläutert,
in den Fällen, in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger
als die Fahrzeuggeschwindigkeit V3 ist.
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Wenn
sich die Rutschverringerungssteuerungsauswahlvorrichtung 36 in
dem AUS-Zustand befindet, dann beendet die Steuerung 16 die
Rutschverringerungssteuerung.
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Fahrmotorsteuerung bei Niedrig-Geschwindigkeitsbereichen
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Das
Folgende ist eine Beschreibung der Steuerung des zweiten Fahrmotors 13 bei
Niedrig-Geschwindigkeitsbereichen, dass charakteristisch für
die vorliegende Erfindung ist.
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In
Fällen in denen die zuvor beschriebene Zugkraftbegrenzungssteuerung
durchgeführt wird und ebenso in Fällen in denen
die Rutschverringerungssteuerung durchgeführt wird, führt
die Steuerung 16 eine Steuerung durch, um die maximale
Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 zu erhöhen, während
die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
in einem niedrigen Bereich gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert
ist. Beispielsweise in den Fällen, in denen das Niveau
A der Zugkraftbegrenzungssteuerung durchgeführt wird, ist
die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 bei
Ca, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer
als ein vorbestimmter Grenzwert Va ist, aber wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
innerhalb eines Bereichs zwischen 0 und dem vorbestimmten Grenzwert
Va ist, dann steigt die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 mit
der quadratischen Funktion, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt
und die maximale Verdrängung gleich oder größer
als Ca ist, wie in 7 gezeigt. Die maximale Verdrängung
Ca ist die zu dem zuvor beschriebenen maximalen Neigungswinkel Ma
korrespondierende Verdrängung. Die Steuerung zum Erhöhen
der maximalen Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 während
die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Bereich eines vorbestimmten
Schwellwertes oder niedriger sinkt, wird ebenso ähnlich
in Fällen durchgeführt, in denen das Niveau B
der Zugkraftbegrenzungssteuerung durchgeführt wird, in
Fällen in denen das Niveau C der Zugkraftbegrenzungssteuerung
durchgeführt wird und in Fällen in denen die Rutschverringerungssteuerung
durchgeführt wird. Die Werte, die als Schwellwerte benutzt
werden, sind Werte die zu jedem Niveau korrespondieren, dass heißt
Werte, die zu jedem Grenzwert der maximalen Verdrängung
des zweiten Fahrmotors 13 eingestellt für jede
Steuerung eingeführt werden. Es ist anzunehmen, dass Vb
der Schwellwert ist, wenn das Niveau B der Zugkraftbegrenzungssteuerung
durchgeführt wird, Vc ist der Schwellwert wenn das Niveau
C der Zugkraftbegrenzungssteuerung durchgeführt wird und
Vd ist der Schwellwert wenn die Rutschverringerungssteuerung durchgeführt
wird. In diesem Fall sind die als Schwellwerte benutzte Werte Va,
Vb, Vc und Vd Werte, die entsprechend vorab basierend auf verschiedenen
Steuerungsfaktoren eingeführt wurden. Beispielsweise sind
die Schwellwerte Va, Vb und Vc alle verschiedene Werte, wobei Va < Vb < Vc.
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Charakteristiken
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(1)
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Bei
dem Baufahrzeug 1 wird die Steuerung durchgeführt,
wodurch die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 steigt,
während die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
innerhalb eines niedrigen Geschwindigkeitsbereichs eines vorbestimmten
Schwellwertes oder weniger ist. Beispielsweise werden die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
in den Fällen, in denen das Niveau A der Zugkraftbegrenzungssteuerung
durchgeführt wird, in dem Graph La in 7 gezeigt.
In 7 stellt der Graph La' die Fahrzeuggeschwindigkeits-/Zugkraftcharakteristiken
in den Fällen dar, in denen die herkömmliche Steuerung
mit der maximalen Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13,
die konstant ist, durchgeführt wird. Somit wird bei dem
Baufahrzeug 1 die Steuerung durchgeführt, wodurch
die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 erhöht
wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
bei dem Schwellwert Va oder niedriger ist; deshalb können
Verringerungen in der Zugkraft während der Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
besser unterdrückt werden, als in den Fällen,
in denen die maximale Verdrängung des zweiten Fahrmotors 13 konstant
ist. Dadurch ist es möglich die Befürchtung zu
reduzieren, dass die Zugkraft reduziert wird, dabei die Funktionsfähigkeit
verringert wird, oder dass das Fahrzeug stoppt, während
eine Räumungsarbeit mit der Schaufel 38 durchgeführt wird.
Auftreten des Rutschens, wenn sich das Fahrzeug anfängt
zu bewegen, können sogar auch dann reduziert werden, wenn
sich das Fahrzeug unter hohen Lasten anfängt zu bewegen,
da eine Zugkraft nahe an der maximalen Zugkraft gewährleistet
werden kann.
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(2)
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Bei
dem Baufahrzeug werden die Schwellwerte Va bis Vd, die zu den Niveaus
der Zugkraftbegrenzungssteuerung und der Rutschverringerungssteuerung
korrespondieren zum Steuern des zweiten Fahrmotors 13 bei
niedri gen Geschwindigkeiten verwendet, wie oben beschrieben. Es
ist dadurch möglich eine geeignete Steuerung korrespondierend
zu den Zugkraft-/Fahrzeuggeschwindigkeitscharakteristiken mit jeder
Steuerung durchzuführen und Verringerungen in der Zugkraft
während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt mit jeder Steuerung
geeigneter zu unterdrücken.
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Andere Ausführungsformen
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(A)
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Bei
der zuvor beschriebenen Ausführungsform, konnte die maximale
Zugkraft, während die maximale Zugkraftauswahlvorrichtung 35 sich
in dem AN-Zustand befindet, zwischen drei Niveaus variiert werden:
Niveau A, Niveau B und Niveau C, aber andere mögliche Optionen
sind, die maximale Zugkraft zwischen zwei oder weniger Niveaus oder
vier oder mehr Niveaus zu variieren oder die maximale Zugkraft kontinuierlich
zu variieren.
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(B)
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Bei
der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die vorliegende
Erfindung auf einen Radlader angewandt, aber die vorliegende Erfindung
ist nicht auf einen Radlader beschränkt und kann auf jedes
andere Baufahrzeug, das mittels eines Hydraulikmotor fährt,
angewendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist ebenso nicht auf ein Fahrzeug beschränkt,
das mittels zweier Hydraulikmotoren fährt, wie das Baufahrzeug 1 in
der zuvor beschriebenen Ausführungsform, und kann ebenso
auf ein Fahrzeug angewendet werden, das mittels eines Hydraulikmotors
fährt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung hat den Effekt, dass es möglich ist,
Verringerungen in der Zugkraft während einer Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
zu unterdrücken und die vorliegende Erfindung ist als ein Baufahrzeug
nützlich.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Baufahrzeug, wobei Verringerungen
in der Zugkraft während der Niedrig-Geschwindigkeitsfahrt
unterdrückt werden können. Das Baufahrzeug gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst einen Motor, eine Hauptpumpe, die
von dem Motor angetrieben wird, einen zweiten Fahrmotor, der von
Drucköl, das von der Hauptpumpe abgegeben wird, angetrieben
wird, Räder, die von der Antriebskraft des zweiten Fahrmotor angetrieben
werden und eine Steuerung. Die Steuerung steuert die Motordrehzahl,
die Verdrängung der Hauptpumpe und die Verdrängung
des zweiten Fahrmotors, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zugkraft
zu steuern. Die Steuerung erhöht die maximale Verdrängung
des zweiten Fahrmotors, während die Fahrzeuggeschwindigkeit
sinkt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines geringen
Geschwindigkeitsbereiches eines vorbestimmten Schwellwertes oder
niedriger ist.
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- 1
- Baufahrzeug
- 4a,
4b
- Reifen
(Räder zum Fahren)
- 8
- Motor
- 9
- Hauptpumpe
(Hydraulikpumpe)
- 13
- zweiter
Fahrmotor (Fahrhydraulikmotor)
- 16
- Steuerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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