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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung,
die ideal für Arbeitsfahrzeuge ist, wie etwa große
Muldenkipper, die dazu eingesetzt werden, beispielsweise zerquetsche
Felsen, die aus Minen oder dergleichen ausgegraben wurden, zu befördern,
und insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung, die eine Schmieröl-Kühlvorrichtung
während eines Arbeitsfahrzeug-Startvorgangs zuschaltet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Muldenkipper ist ein Trägerfahrzeugtyp, der normalerweise
mit einem auf dem Kippergestell angeordneten Körper ausgestattet
ist. Der Körper, der eine schwere Last, wie etwa zerquetschte
Felsen, tragen kann, kann gekippt werden, um seinen Inhalt abzuladen.
Eine Fahrantriebsvorrichtung, die die Antriebsräder des
Muldenkippers antreibt, beinhaltet eine an dem Chassis angebrachte
rohrförmige Motorgehäusebuchse und einen Antriebsmotor,
wie etwa einen Elektromotor oder einen Hydraulikmotor, der innerhalb
der Motorgehäusebuchse angeordnet ist und eine Drehwelle
drehend antreibt. Zusätzlich ist eine rohrförmige
Spindel in Richtung des vorderen Endes der Motorgehäusebuchse
mit einer Radanbringungsbuchse angeordnet, die über ein
Lager am Außenumfang der rohrförmigen Spindel
drehbar angebracht ist. Außen an den Radanbringungsbuchsen sind
Räder befestigt. Eine Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebeeinheit,
die die Drehung des Antriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Drehkraft
an die Radanbringungsbuchse (Räder) und der gleichen überträgt,
sind innerhalb der Radanbringungsbuchse angeordnet (siehe zum Beispiel
die
japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. S62-221918 und die
japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-264394 ).
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Schmieröl,
das dazu verwendet wird, die verschiedenen Zahnräder bzw.
Getriebe und dergleichen, die den Untersetzungsgetriebemechanismus bilden,
in einem geschmierten Zustand zu halten, wird in der Radanbringungsbuchse
gesammelt, an der Fahrträder angebracht sind. Wenn das
Fahrzeug fährt, steigt die Temperatur des Schmieröls
an und die Viskosität des Schmieröls ist reduziert,
was zu einem niedrigeren Niveau der Schmierleistung führt. Um
die Schmierleistung auf einem gewünschten Niveau zu halten
und eine Verschlechterung des Schmieröls zu verhindern,
wird das Schmieröl zwangsweise umgewälzt, so dass
sich es über eine Schmierölpumpe, die außerhalb
der Radanbringungsbuchse angeordnet ist, in die und aus der Radanbringungsbuchse
bewegt, und das Schmieröl wird von einem Ölkühler
gekühlt, der in der Mitte des Umlaufwegs angeordnet ist.
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Ein
Ansaugrohrnetz ist mit der Ansaugseite der Schmierölpumpe
verbunden und das Ansaugrohrnetz ist durch die Radanbringungsbuchse
eingefügt. Eine Ansaugöffnung des Ansaugrohrnetzes,
die so positioniert ist, dass sie der Unterseite der Radanbringungsbuchse
zugewandt ist, erstreckt sich bis zu einer Position, an der sie
unter die Oberfläche des Schmieröls in der Radanbringungsbuchse
eingetaucht ist. Ein Zufuhrrohrnetz ist mit der Auslassseite der
Schmierölpumpe verbunden. Auch dieses Zufuhrrohrnetz ist
durch die Radanbringungsbuchse so eingefügt, dass sie das
Schmieröl von der Schmierölpumpe in die Radanbringungsbuchse
zuleitet.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Bei
der Fahrantriebsvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug, wie
etwa einem großen Muldenkipper, im Stand der Technik muss
das Untersetzungsgetriebeschmieröl, das sich während
eines anhaltenden Fahrvorgangs erhitzt hat, gekühlt werden,
wie vorstehend beschrieben. Dementsprechend sind eine Schmierölpumpe
und ein Ölkühler in der Motorgehäusebuchse,
in der der Fahrmotor untergebracht ist, angeordnet. Die Schmierölpumpe
zieht das Schmieröl über den Umlaufweg aus der
Radanbringungsbuchse heraus, das durch die Schmierölpumpe
herausgegebene Schmieröl wird im Ölkühler
gekühlt und dann wird das Schmieröl wieder in
die Radanbringungsbuchse zurückfließen gelassen.
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Eine
derartige Schmieröl-Kühlvorrichtung muss mit einem
Temperatursensor ausgestattet sein, der einen Anstieg der Schmieröltemperatur
erfasst. Der Temperatursensor kann innerhalb der Radanbringungsbuchse
eingebaut sein, so dass er die Schmieröltemperatur direkt
und somit den Pegel der tatsächlichen Schmierfunktion,
die es der Untersetzungsgetriebeeinheit liefert, erfasst. Wenn jedoch
der in der Radanbringungsbuchse für eine direkte Schmieröltemperaturerfassung
angebrachte Temperatursensor ausfällt, muss der Temperatursensor durch
Ausbauen der Räder aus der Radanbringungsbuchse und auch
durch Ausbauen des Fahrmotors aus der Radanbringungsbuchse entfernt
werden. Da die Räder des großen Arbeitsfahrzeugs
schwer und groß sind, wobei sie beispielsweise bis zu 4
m im Durchmesser messen, wird aus dem Austauschvorgang ein kostenintensiver
Vorgang, der eine beträchtliche Zeitdauer und beträchtliche
Mühe erfordert. Außerdem ist, da das Arbeitsfahrzeug
stillsteht, während der Temperatursensor ausgetauscht wird, der
wirtschaftliche Gesamtverlust erheblich.
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Aus
diesen Gründen ist es nicht machbar, den Temperatursensor
in der Radanbringungsbuchse einzubauen, und als Alternative kann
der Temperatursensor in dem Schmieröl-Umlaufweg außerhalb der
Radanbringungsbuchse eingebaut werden. Jedoch müssen die
folgenden Fragen angesprochen werden, wenn das Arbeitsfahrzeug mit
dem außerhalb der Radanbringungsbuchse eingebauten Temperatursensor
in einer Niedrigtemperaturumgebung eingesetzt wird, zum Beispiel
an hochgelegenen Orten mit Höhen von 4.000 m oder mehr,
in Gegenden mit kalten Klima oder während des Winters in
Gegenden mit relativ hohen Breitengraden. Wenn sich nämlich
das Arbeitsfahrzeug bewegt und die Temperatur des Schmieröls
in der Radanbringungsbuchse, wo das Schmieröl tatsächlich
zum Schmieren der Untersetzungsgetriebe und dergleichen verwendet
wird, ansteigt, erfasst der außerhalb der Radanbringungsbuchse
eingebaute Temperatursensor eine relativ niedrige Temperatur, die
nahe der Temperatur der Umgebung anstelle der Temperatur des Schmieröls am
Ort der Schmierung ist.
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Die
Schmierölpumpe in der Vorrichtung des Standes der Technik
ist nach der Vorgabe entworfen, dass sie in Betrieb genommen wird,
um das Schmieröl nur dann in die und aus der Radanbringungsbuchse
umzuwälzen, wenn die Schmieröltemperatur auf einen
Pegel angestiegen ist, der größer oder gleich beispielsweise
70°C ist, und das Schmieröl wird durch den Ölkühler
laufen gelassen, so dass es während des Umwälzvorgangs
gekühlt wird. Wie zuvor beschrieben, wird, selbst wenn
die Temperatur des Schmieröls in der Radanbringungsbuchse
beträchtlich angestiegen ist, der außerhalb der
Radanbringungsbuchse eingebaute Temperatursensor eine niedrigere
Temperatur erfassen, die der Umgebungstemperatur anstelle der Schmieröltemperatur
in der Radanbringungsbuchse entspricht. Mit anderen Worten, selbst
wenn das Schmieröl in der Radanbringungsbuchse auf ein
Niveau erhitzt wird, das der Kühlung be darf, erfasst die
von dem außerhalb der Radanbringungsbuchse eingebauten
Temperatursensor erfasste Temperatur eventuell nicht den Temperaturanstieg
und infolgedessen lässt man das erhitzte Schmieröl
möglicherweise überhitzen. Wenn das erhitzte Schmieröl
in der Radanbringungsbuchse belassen wird, bleibt es überhitzt,
die verringerte Viskosität kompromittiert seine Schmierleistung
und die Qualität des Schmieröls verschlechtert
sich.
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Als
Mittel zum Erfassen einer Temperatur nahe der Temperatur des Schmieröls
in der Radanbringungsbuchse durch Ansprechen der oben beschriebenen
Fragen, die sich ergeben, wenn der Temperatursensor im Umlaufweg
außerhalb der Radanbringungsbuchse eingebaut wird, kann
die Schmierölpumpe veranlasst werden, sich selbst dann
zu drehen, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur
niedrig ist, um das Schmieröl in der Radanbringungsbuchse
nach außerhalb der Radanbringungsbuchse zu ziehen.
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Jedoch
wird das Schmieröl mit hoher Viskosität, zum Beispiel
#90 oder #140, typischerweise bei großen Arbeitsfahrzeugen
verwendet, bei denen große Lasten auf die Getriebe in der
Untersetzungsgetriebeeinheit ausgeübt werden, um solchen
großen Lasten standzuhalten. Das Schmieröl mit
hoher Viskosität nimmt bei niedriger Temperatur eine niedrige Fluidität
an, die der von Honig oder irgendwo zwischen der Fluidität
von Honig und derjenigen von Stärkesirup entspricht. Dies
bedeutet, dass in einer kalten Umgebung, in der die Temperatur auf –20°C oder
tiefer absinken kann, die Last auf die Schmierölpumpe überaus
groß wird, und unter solchen Umständen kann sich
die Schmierölpumpe nicht mehr länger mit der Zieldrehgeschwindigkeit
drehen. Selbst wenn es der Schmierölpumpe gelingt, sich
zu drehen, kann der übermäßige Fluidwiderstand
des Schmieröls die Schmierölpumpe, die von einem Elektromotor
unter Wechselrichtersteuerung angetrieben wird, aufgrund eines Wechselrichterfehlers
in einen AUS-Zustand versetzen.
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Dementsprechend
kann die Schmierölpumpe mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben
werden, um das Schmieröl langsam zirkulieren zu lassen,
sobald in angemessener Weise angenommen werden kann, dass die Temperatur
des Schmieröls in der Radanbringungsbuchse auf einen bestimmten Pegel
gestiegen und die Viskosität des Schmieröls beträchtlich
gesenkt worden ist. Wenn jedoch bewirkt wird, dass die Radanbringungsbuchse
sich dreht, indem das Arbeitsfahrzeug in Fahrbetrieb genommen wird,
bewegt sich das Schmieröl in der Radanbringungsbuchse entlang
der Innenwand der Radanbringungsbuchse nach oben. Während
dieses Vorgangs kann der Oberflächenpegel des am Boden
der Radanbringungsbuchse gesammelten Schmieröls niedriger
als die Ansaugöffnung des Ansaugrohrnetzes an der Schmierölpumpe
werden, wobei eine Luftansaugung durch die Ansaugöffnung
bewirkt wird, wenn die Schmierölpumpe arbeitet, und schließlich
ein Hohlsog in der Schmierölpumpe verursacht wird. Das
Schmieröl, das sich entlang der Innenwand der Radanbringungsbuchse
nach oben bewegt hat, fließt nicht leicht nach unten, wenn
die Temperatur in der Radanbringungsbuchse niedriger und die Viskosität
des Schmieröls höher ist. Dies bedeutet, dass
der der Luftansaugung zuzuschreibende Hohlsog in einer kalten Arbeitsumgebung
schneller auftritt. Ein Hohlsog in der Schmierölpumpe beschleunigt
den Abrieb von Dichtungen, Lagern und dergleichen in der Schmierölpumpe
und lässt sie für Beschädigungen empfindlicher
werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die durch Ansprechen der vorstehend
erörterten Fragen vollendet worden ist, besteht in der
Bereitstellung einer Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung,
die es gestattet, den Schmieröl-Temperatursensor außerhalb
der Radanbringungsbuchse einzubauen, ohne eine Beschädigung
und dergleichen an der Schmierölpumpe und dergleichen in
einer kalten Arbeitsumgebung herbeizuführen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung
in einem Arbeitsfahrzeug zur Verfügung, die Folgendes umfasst:
rohrförmige
Radanbringungsbuchsen, die sich mit den Rädern des Arbeitsfahrzeugs
mitdrehen;
Fahrmotoren, die zum Antreiben der Radanbringungsbuchsen
verwendet werden;
eine Untersetzungsgetriebeeinheit, die in
jeder Radanbringungsbuchse untergebracht und mit einem Getriebemechanismus
aufgebaut ist, der die Drehung des Fahrmotors verlangsamt und die
verlangsamte Drehung auf die Radanbringungsbuchse überträgt;
und
einen Umlaufweg und eine Schmierölpumpe, die außerhalb
der Radanbringungsbuchse angebracht sind, über die das
aus der Radanbringungsbuchse abgezogene Untersetzungsgetriebe-Schmieröl
in einem Ölkühler gekühlt und dann in
die Radanbringungsbuchse zurückgeleitet wird.
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Die
vorstehend beschriebene Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung
in dem Arbeitsfahrzeug umfasst Folgendes:
einen Geschwindigkeitssensor,
der die Geschwindigkeit des Fahrmotors erfasst;
eine Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung zum
vorab Einstellen einer Bezugsgeschwindigkeit Vh, bei der die Schmierölpumpe
angehalten wird, um eine Luftansaugung an der Schmierölpumpe
während des Normalbetriebs zu verhindern, und eine Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc, die niedriger als die Bezugsgeschwindigkeit Vh ist, bei der
die Schmierölpumpe angehalten wird, um eine Luftansaugung
an der Schmierölpumpe während eines Startvorgangs
zu verhindern;
eine Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung zum Vergleichen
der von dem Geschwindigkeitssensor erfassten Geschwindigkeit V mit
der Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc, die für den
Fahrmotor eingestellt ist; und/oder
eine Startvorgang-Steuerungseinrichtung
zum Zuschalten eines Antriebsmotors für die Schmierölpumpe
bei einer Geschwindigkeit, die niedriger als die normale Betriebsgeschwindigkeit
ist, wenn die erfasste Geschwindigkeit V niedriger als die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc ist, und zum Anhalten des Antriebsmotors für die Schmierölpumpe, wenn
die erfasste Geschwindigkeit V höher als die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc ist.
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Die
Bezugsgeschwindigkeit Vh und die Bezugsgeschwindigkeit Vc können
so eingestellt werden, dass sie eine Beziehung erreichen, die ausgedrückt
wird als; Vc = α × Vh; (α = 0,4~0,6)
in der Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Zusätzlich
können in der Fahrgeschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe-Schmieröl-Kühlvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung eine Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc1, bei der das Zuschalten der Schmierölpumpe angehalten
wird, und eine Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc2, die niedriger
als die Bezugsgeschwindigkeit Vc1 ist, bei der das Zuschalten der
Schmierölpumpe wieder aufgenommen wird, als die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc für die Schmierölpumpe eingestellt werden,
indem sichergestellt wird, dass ihre Differenz Δ = Vc1 – Vc2
eine Bedingung erfüllt, die ausgedrückt wird als; Δ = β × Vc1;
(β = 0,1~0,2).
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Die
vorliegende Erfindung ist gemäß der Vorgabe erdacht
worden, dass während des Arbeitsfahrzeug-Startvorgangs
die Schmierölpumpe bei niedriger Geschwindigkeit in Betrieb
genommen wird, um das Schmieröl in der Radanbringungsbuchse über die
Schmierölpumpe umzuwälzen. Außerdem wird durch
die Annahme, dass die Schmieröltemperatur während
des Startvorgangs niedrig ist, die Startvorgangs-Bezugsgeschwindigkeit,
die als Kriterium zum Anhalten der Schmierölpumpe dient,
niedriger als die normale Vorgangs-Bezugsgeschwindigkeit eingestellt,
um zu gestatten, dass die Schmierölpumpe ohne Hohlsog unter
optimalen Bedingungen für den Startvorgang arbeitet, während
welchem die Schmieröltemperatur niedrig bleibt.
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Während
die Temperatur des Schmieröls in der Radanbringungsbuchse
niedrig ist, ist nämlich die Viskosität des Schmieröls
im Vergleich zu der Schmierölviskosität während
des Normalbetriebs hoch und somit fließt das Schmieröl,
das sich entlang der Innenwand der Radanbringungsbuchse bewegt, nicht
schnell nach unten in Richtung des Bodens. Dementsprechend ist die
Fahrmotor-Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit, bei der die Schmierölpumpe
angehalten wird, während die Schmieröltemperatur
noch niedrig ist und der Schmieröloberflächenpegel
dazu neigt, niedriger als die Ansaugöffnung des Ansaugrohrnetzes
in der Schmierölpumpe während des Startvorgangs
zu werden, auf ein niedriges Niveau gesetzt, wodurch sichergestellt
wird, dass die Schmierölpumpe nur unter Umständen
in Betrieb genommen wird, unter denen angenommen werden kann, dass
die Position der Ansaugöffnung niedriger als der Schmieröloberflächenpegel
ist, um einen Hohlsog in der Schmierölpumpe wirksam zu verhindern.
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Außerdem
ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
auf einen Wert eingestellt, der als Faustregel 40~60% der Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeit
entspricht, und im Ergebnis kann die Schmierölpumpe im
optimalen Zustand betrieben werden, der für die tatsächlichen
Betriebsbedingungen am besten geeignet ist, wenn die Schmieröltemperatur
unter 50°C liegt.
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Weiterhin
ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit,
bei der das Zuschalten der Schmierölpumpe wieder aufgenommen
wird, mit einer 10~20%-igen Differenz Δ im Verhältnis
zur Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc1 eingestellt, bei der
das Zuschalten der Schmierölpumpe angehalten wird. Infolgedessen kann
ein stabiler Steuerungsvorgang ausgeführt werden, ohne
die Schmierölpumpe mit übermäßiger Häufigkeit
zu starten/anzuhalten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Seitenaufriss, der ein Arbeitsfahrzeug zeigt, bei dem die vorliegende
Erfindung übernommen werden kann;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Fahrantriebsvorrichtung
zeigt, bei der die vorliegende Erfindung übernommen werden
kann;
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3 zeigt
den Aufbau einer Fahrantriebsvorrichtung, die die Schmieröl-Kühlvorrichtung
beinhaltet, die in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung erzielt ist;
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4 ist
ein Systemdiagramm der Schmieröl-Kühlvorrichtung,
die in dem Ausführungsbeispiel erzielt ist;
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5 ist
eine Schnittansicht, die die Positionsbeziehung zwischen dem Schmieröl
und dem Ansaugrohrnetz, wie in dem Ausführungsbeispiel
beobachtet, zeigt;
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6 ist
eine durchsichtige Ansicht der Komponenten, die die Schmieröl-Kühlvorrichtung
in dem Ausführungsbeispiel bilden, von der Führerkabinenseite
her;
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7 ist
ein Steuerungsblockdiagramm der Fahrantriebsvorrichtung, die in
dem Ausführungsbeispiel erzielt ist;
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8 ist
ein Funktionsblockdiagramm der Schmieröl-Kühlvorrichtung,
die in dem Ausführungsbeispiel erzielt ist;
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9 stellt
eine grafische Darstellung dar, die die Beziehung zeigt zwischen
der Schmieröltemperatur und der Geschwindigkeitsbegrenzung,
bei der eine Luftansaugung auftreten kann, wie bei einem großen
Arbeitsfahrzeug beobachtet;
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10 stellt
ein Flussdiagramm des in dem Ausführungsbeispiel ausgeführten
Startvorgangs dar;
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11 stellt
ein detailliertes Flussdiagramm des in dem Ausführungsbeispiel
ausgeführten Startvorgangs dar;
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12 stellt
ein Beispiel der Motorbetriebssteuerung dar, die in dem Ausführungsbeispiel
ausgeführt werden kann;
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13 stellt
ein Flussdiagramm des Normalbetriebs dar, der in dem Ausführungsbeispiel
ausgeführt wird; und
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14 ist
ein Funktionsblockdiagramm der Schmieröl-Kühlvorrichtung,
die in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung erzielt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 ist
ein Seitenaufriss eines großen Arbeitsfahrzeugs, das die
vorliegende Erfindung übernehmen kann. Das Arbeitsfahrzeug
in dem in der Figur dargestellten Beispiel ist ein Muldenkipper.
Der Muldenkipper, der einen robusten Rahmenaufbau aufweist, umfasst
ein Chassis 1, das Vorderräder 2 und
Hinterräder 3 beinhaltet, einen Körper 4,
der als Last tragende Plattform fungiert, und eine Kabine 5. Der
Körper 4 und die Kabine 5 sind auf dem
Chassis 1 angeordnet. Der Körper 4 ist
ein großer Behälter, dessen volle Länge
im Bereich von 10~13 m liegt und der zum Befördern von
schweren Lasten, wie etwa zerquetschten Felsen oder Kohle, in großen
Volumina eingesetzt wird. Der Körper schließt
eine Haube 4a ein, die als integriertes Teil von ihm ausgebildet und
auf seiner Oberseite auf der Vorderseite positioniert ist, um die
Kabine 5 von oben abzudecken. Der Körper 4 ist
kippbar auf dem Chassis 1 über eine auf der Rückseite
befindliche Zapfenverbindungseinheit 6 angebracht. Das
Bezugszeichen 7 gibt einen Hebezylinder an, der ein Ende
des Zylinders 4 zum Kippen des Körpers hochhebt/absenkt.
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Die
Vorderräder 2 sind lenkbare Räder, über die
der Muldenkipper von dem Fahrer gesteuert wird. Die Hinterräder 3,
die zwei linke Hinterräder und zwei rechte Hinterräder
beinhalten, bilden die Antriebsräder des Muldenkippers.
Die Vorderräder 2 und die Hinterräder 3 sind
große Räder, deren Außendurchmesser 2~4
m groß sein kann.
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2 ist
eine Draufsicht, die den Gesamtaufbau des Arbeitsfahrzeugs zeigt.
Das Bezugszeichen 8 in 2 gibt einen
Motor an, der als Kraftmaschine fungiert und unter der Kabine 5 über
dem Chassis 1 eingebaut ist. Der Motor 8 kann
beispielsweise ein großer Dieselmotor sein. Der Motor 8 erzeugt
Drehstrom (mit zum Beispiel 1.500 kW) durch Antreiben eines Hauptgenerators 9.
Der Motor 8 treibt auch einen Untergenerator 10 an,
der eine Gleichspannung von beispielsweise 24 V erzeugt. Das Bezugszeichen 11 gibt
eine Batterie an, die von dem Untergenerator 10 geladen
wird. Zusätzlich hat der Motor 8 eine Funktion
des Umwälzens von Drucköl durch den Hebezylinder 7,
der den Körper 4 nach oben/unten kippt, einen
(nicht gezeigten) Lenkzylinder und dergleichen durch drehendes Antreiben einer
(nicht gezeigten) Hydraulikpumpe, die als Hydraulikquelle dient.
Wie in 1 gezeigt, ist ein hydraulischer Arbeitsfluidtank 12,
in dem die hydraulische Arbeitsfluidausgabe von der Hydraulikpumpe gesammelt
wird, auf der Seite des Chassis 1 angebracht.
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Das
Bezugszeichen 14 in 2 gibt eine Leistungssteuerungsvorrichtung
an, die zusammen mit einer Fahrzeugsteuerung 15 eine Leistungssteuerung
für den Muldenkipper ausübt. Die Fahrzeugsteuerung 15 arbeitet
mit der Leistung, die aus der Batterie 11 stammt. Wie in 1 gezeigt,
ist die Leitungssteuerungsvorrichtung 14, die sich auf
der Seite der Kabine 5 befindet, mit einem Verteilungssteuerungsfeld
aufgebaut, das in aufrechter Ausrichtung über dem Chassis 1 und
dergleichen angeordnet ist. Die Leistungssteuerungsvorrichtung 14 treibt
Fahrmotoren 16 an, die Wechselstrommotoren sind, und einen
Antriebsmotor 18 (siehe 3) zum Schmieren
von Ölpumpen 17 und dergleichen mit der am Hauptgenerator 9 erzeugten
Leistung in Übereinstimmung mit einer Steuerungssignalausgabe
von der in 2 gezeigten Fahrzeugsteuerung 15.
Es ist zu beachten, dass die Drehgeschwindigkeiten der Fahrmotoren 16 unabhängig
unter einer Feedbackregelung reguliert werden.
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Das
Bezugszeichen 20 gibt eine Fahrantriebsvorrichtung an,
die die hinten am Muldenkipper eingebauten Fahrmotoren 16 einschließt.
Die Fahrantriebsvorrichtung 20 umfasst die Fahrmotoren 16, die
auf der linken Seite und der rechten Seite angeordnet sind, eine
Motorgehäusebuchse 22, in der die linken/rechten
Fahrmotoren 16 untergebracht sind, Drehwellen 24,
die von den Fahrmotoren 16 drehend angetrieben werden,
Untersetzungsgetriebeeinheiten 27 (siehe 3)
und dergleichen.
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3 zeigt
die Rohrnetzverbindung an der Schmieröl-Kühlvorrichtung
sowie die Aufbauten der Fahrmotoren 16, der Untersetzungsgetriebeeinheiten 27 und
dergleichen. 3 zeigt eine rohrförmige Spindel 25,
die abnehmbar über einen Bolzen 26 an einem äußeren
Ende der Motorgehäusebuchse 22 in axialer Richtung
angebracht ist. Die rohrförmige Spindel 25 beinhaltet
einen spitz zulaufenden Abschnitt 25a, der auf der Außenseite
in axialer Richtung einen kleineren Durchmesser annimmt, und einen
Abschnitt 25b kleinen Durchmessers, der sich weiter aus
dem spitz zulaufenden Abschnitt 25a heraus erstreckt. Eine
Radanbringungsbuchse 32 ist drehbar auf der Außenseite
des Abschnitts 25b kleinen Durchmessers über Lager 30 und 31 eingepasst. Felgen 3a der
beiden Räder 3 zu beiden Seiten sind an der Außenseite
der Radanbringungsbuchse 32 verriegelt.
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Am
inneren Ende des spitz zulaufenden Abschnitts 25a der rohrförmigen
Spindel sind mehrere Anbringungssitze 25c als einstückige
Teile von ihm ausgebildet, die in radialer Richtung einwärts
vorstehen. Durch Platzieren eines Anbringungsflanschs 16a am
Außenumfang des entsprechenden Fahrmotors 16 in
Fluchtung mit den Anbringungssitzen 25c und deren Verbinden
miteinander mit (nicht gezeigten) Bolzen wird der Fahrmotor 16 auf
der rohrförmigen Spindel 25 angebracht. Zusätzlich
ist ein ringförmiger Anbringungsabschnitt 25d,
der in radialer Richtung einwärts vorsteht, auf der Innenumfangsseite
des spitz zulaufenden Abschnitts 25a an der rohrförmigen
Spindel 25 ausgebildet, und eine Trennwand 33,
die den Fahrmotor 16 von dem Untersetzungsgetriebeeinheiten-Gehäuse
trennt, ist zwischen dem Anbringungsabschnitt 25d und dem
Fahrmotor 16 eingebaut. Das Bezugszeichen 34 gibt
ein Abdichtungselement an, das zwischen dem Außenumfang
der rohrförmigen Spindel 25 und der Radanbringungsbuchse 32 angeordnet
ist. Das Abdichtungselement 34 verhindert ein Austreten
von Schmieröl 29, das sich in der Radanbringungsbuchse
angesammelt hat, und verhindert auch, dass irgendein Staub oder
dergleichen, der von außen stammt, in die Radanbringungsbuchse 32 eindringt.
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Nun
wird die Untersetzungsgetriebeeinheit 27 beschrieben, die
zwischen jeder Drehwelle 24 und der Radanbringungsbuchse 32 angeordnet
ist. Ein Innenrad 36 und eine Außentrommel 37 sind über (nicht
gezeigte) lange Bolzen auf dem äußeren Ende der
Radanbringungsbuchse 32 arretiert. Die Untersetzungsgetriebeeinheit 27 beinhaltet
einen ersten Untersetzungsgetriebemechanismus 39 und einen zweiten
Untersetzungsgetriebemechanismus 40. Der erste Untersetzungsgetriebemechanismus 39 wird von
einem Sonnenrad 41, das mit dem vorderen Ende der Drehwelle 24 über
Keilverzahnungen verbunden ist, mehreren (beispielsweise 3) Planetenrädern 42 (nur
ein Planetenrad ist gezeigt), die sich aufgrund der Drehung des
Sonnenrads 41 drehen, einem Träger 44,
der drehbar jedes Planetenrad 42 über einem Haltezapfen 43 trägt,
und ein Innenrad 45, das mit den Planetenrädern 42 gekoppelt
ist, gebildet. Der Träger 44 ist abnehmbar am äußeren Ende
der Außentrommel 37 über Bolzen 46 befestigt. Ein
Prüffenster ist in der Mitte des Trägers 44 mit
einem Deckel 47 ausgebildet, der über einen Bolzen
an der Fensteröffnung entfernbar angebracht ist.
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Der
zweite Untersetzungsgetriebemechanismus 40 beinhaltet ein
Sonnenrad 50, einen Träger 51, ein Innenrad 36 und
ein Planetenrad 54. Das Sonnenrad 50 ist über
eine Kupplung 49, die als integriertes Teil des Innenrads 45 an
dem ersten Untersetzungsgetriebemechanismus 39 vorgesehen
ist, konzentrisch mit der Drehwelle 24 angeordnet. Der Träger 51 beinhaltet
einen rohrförmigen Abschnitt 51a, der in dem Außenende
des Abschnitts 25b kleinen Durchmessers der rohrförmigen
Spindel 25 über Keilverzahnungen oder dergleichen
abnehmbar eingepasst ist, indem sichergestellt wurde, dass die Drehung
des rohrförmigen Abschnitts 51a nicht gestattet wird.
Das Innenrad 36 ist an der Radanbringungsbuchse 32 befestigt.
Das Planetenrad 54, das drehbar an einem von beispielsweise
drei Tragestiften 53 befestigt ist, die an dem Träger 51 eingerastet
sind, ist mit dem Sonnenrad 50 und dem Innenrad 56 verzahnt.
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Die
Untersetzungsgetriebeeinheit 27, die mit dem ersten Untersetzungsgetriebemechanismus 39 und
dem zweiten Untersetzungsgetriebemechanismus 40, die vorstehend
beschrieben sind, gebildet ist, bewirkt, dass sich die Räder 3 mit
großem Drehmoment mit einer Drehgeschwindigkeit drehen,
die auf beispielsweise ungefähr 1/30~–1/40 der
Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 gesenkt ist, die von dem
Fahrmotor 16 gedreht wird.
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Das
Bezugszeichen 55 gibt eine Platte an, die an der Drehwelle 24 des
Fahrmotors 16 angebracht ist, und das Bezugszeichen 56 gibt
einen Geschwindigkeitssensor an, der so angeordnet ist, dass er
dem Außenumfang der Platte gegenüberliegend zugewandt
ist. Der Geschwindigkeitssensor 56 erfasst die Drehgeschwindigkeit
der Drehwelle 24 des Fahrmotors 16. Ein Temperatursensor
(nachstehend als erster Temperatursensor bezeichnet) 57,
der die Tempe ratur des Fahrmotors 16 erfasst, ist an dem Stator
des Fahrmotors 16 eingebaut.
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Als
Nächstes wird die Schmieröl-Kühlvorrichtung
beschrieben, die das der Untersetzungsgetriebeeinheit 27 zugeführte
Schmieröl kühlt. 4 ist ein
Systemdiagramm der Schmieröl-Kühlvorrichtung. Zwei
Schmierölpumpen 17 sind angeordnet, eine entsprechend
den linken Rädern 3 und die andere entsprechend
den rechten Rädern 3, und zwei Schmierölumlaufwege 58 und 58 sind
ausgebildet, einer entsprechend den linken Rädern 3 und
der andere entsprechend den rechten Rädern 3.
Die beiden Schmierölpumpen 17 und 17 werden über
einen einzelnen bzw. einzigen Antriebsmotor 18 angetrieben. Es
ist zu beachten, dass die beiden Schmierölpumpen 17 stattdessen
jeweils von einem eigenen Antriebsmotor 18 angetrieben
werden können.
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Wie
in 3 und 4 gezeigt, bestehen die Umlaufwege 58 jeweils
aus einem Ansaugrohrnetz 59, das weiter auswärts
entlang der axialen Richtung relativ zur Trennwand 33 in
der rohrförmigen Spindel 25 angeordnet ist, einem
Ansaugrohrnetz 60, das über einem Bereich, in
dem sich die Trennwand 33 befindet, mit dem Ansaugrohrnetz 59 verbunden
ist, wobei ein inneres Ende davon mit einer Ansaugöffnung
der Schmierölpumpe 17 verbunden ist, einem Zufuhrrohrnetz 61,
das von einer Auslassöffnung der Schmierölpumpe 17 bis
zur Trennwand 33 reicht, und einem Zufuhrrohrnetz 62,
das mit dem Zufuhrrohrnetz 61 über einem Bereich
verbunden ist, in dem sich die Trennwand 33 befindet, und weiter
auswärts entlang der axialen Richtung relativ zur Trennwand 33 in
der rohrförmigen Spindel 25 angeordnet ist.
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Wie
in 3 und 5 gezeigt, ist das Ansaugrohrnetz 59 durch
ein Loch 25e eingefügt, das im Boden des Abschnitts 25b klei nen
Durchmessers der rohrförmigen Spindel 25 ausgebildet
ist, und seine Ansaugöffnung 59a am unteren Ende
ist in das Schmieröl 29 eingetaucht, das sich
am Boden der Radanbringungsbuchse 32 angesammelt hat. Das Zufuhrrohrnetz 62,
das weiter auswärts entlang der axialen Richtung relativ
zur Trennwand 33 angeordnet ist, verläuft durch
die rohrförmige Spindel 25, und sein vorderes
Ende ist dem Träger 51 gegenüberliegend
zugewandt, wie in 3 gezeigt.
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Die
Luftansaugung, die an der Radanbringungsbuchse 32 auftreten
kann, wenn die entsprechende Schmierölpumpe 17 in
Betrieb genommen wird, ist unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wenn
sich das Fahrzeug fortbewegt, wobei jede Radanbringungsbuchse 32 sich
entlang der Richtung dreht, die durch den Pfeil 80 in 5 angegeben
ist, bewirkt die Erhöhung der Zentrifugalkraft, die der
zunehmenden Drehgeschwindigkeit zuzuschreiben ist, dass sich das
Schmieröl 29 aufwärts entlang der Innenwand
der Radanbringungsbuchse 32 bewegt, wie durch den Pfeil 81 angegeben.
Dies kann bewirken, dass der Oberflächenpegel des Schmieröls 29 niedriger
als die Ansaugöffnung 59a des Ansaugrohrnetzes 59 wird,
und in einem solchen Fall wird Luft durch die Ansaugöffnung 59a angesaugt,
wenn die Schmierölpumpe 17 in Betrieb genommen
wird. Der Schmieröl-Oberflächenpegel wird am Boden
der Radanbringungsbuchse 32 niedriger und es tritt als Ergebnis
schneller eine Luftansaugung auf, wenn die Schmieröltemperatur
niedrig ist (d. h. die Viskosität hoch ist), und auch,
wenn die Geschwindigkeit des Fahrmotors 16 (d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit) höher
ist.
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6 ist
eine durchsichtige Ansicht der Komponenten, die in der Motorgehäusebuchse 22 angeordnet
sind, und zwar von der Seite (Vorderseite), wo sich die Kabine 5 befindet. 6 beinhaltet keine
Darstellung der Fahrmotoren 16. Wie in 4 und 6 gezeigt,
sind ein Drucksensor 64, der den Druck (Abgabedruck) des
Schmier öls, das ausgegeben worden ist, erfasst, ein Temperatursensor
(nachstehend als zweiter Temperatursensor bezeichnet) 65,
der die Schmieröltemperatur erfasst, ein Druckhalteventil 66,
ein Staubfilter 67 und ein Ölkühler 68 am
Zufuhrrohrnetz 61 jeder Schmierölpumpe 17 angeordnet.
Es ist zu beachten, dass die Schmierölpumpen 17 jeweils
zwei Eingangsöffnungen und zwei Ausgangsöffnungen
beinhalten. Außerdem sind der Drucksensor 64 und
der zweite Temperatursensor 65 in einem einzigen Gehäuse
untergebracht. Das Druckhalteventil 66 öffnet
sich bei einem Berstdruck von beispielsweise ungefähr 0,15
MPa, so dass es das aus der Schmierölpumpe 17 ausgegebene Schmieröl
in Richtung der stromabwärtigen Seite verteilt, wo das
Filter 67 eingebaut ist.
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Der Ölkühler 68 kühlt
das Schmieröl mit Kühlungsluft vom Motorkühlsystem,
das von einem (nicht gezeigten) Gebläse angetrieben wird,
das am Chassis 1 in einer Position angebracht ist, die
sich im Verhältnis zur Motorgehäusebuchse 22 weiter
vorne befindet, und das dort über ein Luftzufuhrloch 22a zugeführt
wird, das an der vorderen Oberfläche der Motorgehäusebuchse 22 ausgebildet
ist.
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Das
Bezugszeichen 69 gibt ein Umgehungsventil an, das zwischen
der stromaufwärtigen Seite relativ zum Ölkühler 68 am
Zufuhrrohrnetz 61 und dem Ansaugrohrnetz 60 zum
Zweck des Schutzes des Ölkühlers 68 angeordnet
ist. Das Umgehungsventil 69, das von einem Rückschlagventil
gebildet wird, öffnet sich, wenn der Schmieröldruck
im Zufuhrrohrnetz 61 auf ein übermäßig
hohes Druckniveau (P2) ansteigt, um zu bewirken, dass das Schmieröl im
Zufuhrrohrnetz 61 zum Ansaugrohrnetz 60 hin zurückfließt.
Der Berstdruck für das Umgehungsventil 69 ist
auf beispielsweise ungefähr 0,4~0,6 MPa eingestellt, also
niedriger als das 1-MPa-Niveau, bei dem ein Schaden am Ölkühler 68 auftreten
kann. Es ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 70 in 4 eine
Belüftungsöffnung bezeichnet, die über
jeder Radanbringungsbuchse 32 eingebaut ist und die Funktion
hat, eine Fluktuation des Luftdrucks innerhalb der Radanbringungsbuchse 32 aufgrund
einer Beeinträchtigung des Luftdrucks in der Radanbringungsbuchse 32 durch
die Innentemperatur zu verhindern und somit den Innendruck auf im
Wesentlichen einer Atmosphäre zu halten.
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7 ist
ein Steuerungsblockdiagramm, das die Fahrmotoren 16 und
den Schmierölpumpen-Antriebsmotor 18 betrifft.
Wie in der Figur dargestellt, werden Erfassungssignale, die von
dem Geschwindigkeitssensor 56, dem Drucksensor 64,
dem ersten Temperatursensor 57 und dem zweiten Temperatursensor 65 stammen,
die jedem Fahrmotor 16 entsprechen, in die Fahrzeugsteuerung 15 eingegeben, die
mit Leistung arbeitet, die von der Batterie 11 stammt.
Eine in der Kabine 5 eingebaute Anzeigeeinheit 71 ist
mit der Ausgangsseite der Fahrzeugsteuerung 15 verbunden.
Die Leistungssteuerungsvorrichtung 14 ist ebenfalls mit
der Ausgangsseite der Fahrzeugsteuerung 15 verbunden. Die
Bedienperson ist imstande, eine Warninformation zu sehen, die einen Sensorfehler
oder dergleichen angibt, die auf der Anzeigeeinheit 71 zur
Anzeige gebracht worden ist. Die Fahrzeugsteuerung 13 beinhaltet
eine Speichereinheit 15A, die von einem ROM, einem RAM
(das ein nichtflüchtiger Speicher sein kann) und dergleichen gebildet
wird, und Bezugswerte und dergleichen, die mit den Temperaturen
und Drücken zu vergleichen sind, die von dem ersten und
zweiten Temperatursensor 57 und 65 und den Drucksensoren 64 erfasst worden
sind, werden in der Speichereinheit 15A gespeichert. Außerdem
ist ein Schmierölzufuhr-Steuerungsprogramm, auf dessen
Grundlage der Antriebsmotor 18 für die Schmierölpumpen 17 angetrieben und
abgeschaltet und dergleichen wird, in der Speichereinheit gespeichert.
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8 ist
ein Steuerungsfunktionsblockdiagramm der Steuerung, die auf den
Antriebsmotor 18 für die Schmierölpumpen 17 auf
der Grundlage eines Programms ausgeübt wird, das in der
in 7 gezeigten Fahrzeugsteuerung 15 installiert
ist. Eine Fahrmotor-Bezugstemperatur-Einstelleinrichtung 73 in 8 stellt
eine Bezugstemperatur Tms (zum Beispiel 50°C) ein, die
als Kriterium für eine Entscheidungsfindung dient, ob ein
Fahrmotor 16 eine Temperatur erreicht hat oder nicht, bei
der das Schmieröl nach dem Start der Schmierölpumpen 17 während des
Startvorgangs auf der Grundlage einer Faustregel zirkulieren kann,
wonach ein bestimmter Korrelationsgrad zwischen der Temperatur der
Fahrmotoren 16 und der Temperatur des Schmieröls
in den Radanbringungsbuchsen 32 existiert. Eine Motortemperaturvergleichseinrichtung 78 vergleicht
die Temperatur Tm der Fahrmotoren 16, die über
die ersten Temperatursensoren 57 erfasst wird, mit der
Bezugstemperatur Tms, die von der Fahrmotor-Bezugstemperatur-Einstelleinrichtung 73 eingestellt
wird.
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Eine
Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 74 stellt
eine Bezugsgeschwindigkeit Vc ein, bei der vernünftigerweise
zu erwarten ist, dass eine Luftansaugung während des Startvorgangs
auftritt. Eine Startvorgang-Geschwindigkeits-Vergleichseinrichtung 79 vergleicht
die Geschwindigkeit V der Fahrmotoren 16, die von den Geschwindigkeitssensoren 56 erfasst
wird, mit der Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc.
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Unter
der Bedingung, dass Tm gleich oder größer als
Tms geworden ist, d. h. unter der Bedingung, dass die Temperatur
Tm der Fahrmotoren 16 gleich oder größer
als die Bezugstemperatur Tms geworden ist, schaltet eine Startvorgang-Steuerungsseinrichtung 82 den
Antriebsmotor 18 für die Schmierölpumpen 17 über
die Motorantriebsschaltung 83 zu, wenn die erfasste Geschwindigkeit
V der Fahrmotoren 16 niedriger als die Startvorgang- Bezugsgeschwindigkeit
Vc ist, hält aber den Antriebsmotor 18 an, wenn
die erfasste Geschwindigkeit V höher als die Bezugsgeschwindigkeit
Vc ist.
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Eine
Normalbetriebs-Kühlungsbezugstemperatur-Einstelleinrichtung 75 stellt
eine Bezugstemperatur Tcs (zum Beispiel 55°C) ein, die
als Kriterium zur Entscheidung dient, ob die Schmieröltemperatur T
auf einem Niveau ist oder nicht, das eine Kühlung erfordert.
Eine Normalbetriebs-Schmieröltemperatur-Vergleichseinrichtung 84 vergleicht
die Schmieröltemperatur (die Temperatur des aus den Schmierölpumpen 17 ausgegebenen Öls)
T auf den Umlaufwegen 58, die von den zweiten Temperatursensoren 65 erfasst
wird, mit der Bezugstemperatur Tcs, die als das Kriterium für
den Normalbetrieb dient.
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Eine
Normalbetriebs-Steuerungseinrichtung 85 schaltet den Antriebsmotor 18 für
die Schmierölpumpen 17 über die Motorsteuerungsschaltung 83 zu,
wenn die Schmieröltemperaturvergleichsergebnisse, die von
der Normalbetriebs-Schmieröltemperatur-Vergleichseinrichtung 84 bereitgestellt
werden, angeben, dass T ≥ Tcs, und hält den Antriebsmotor 18 an,
wenn T < Tcs.
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Eine
Bezugsabgabedruck-Einstelleinrichtung 76 stellt einen Bezugsabgabedruck
P1 (zum Beispiel 0,1 MPa) ein, der als Kriterium zur Entscheidungsfindung
dient, ob Luft an den Schmierölpumpen 17 angesaugt
wird oder nicht. Eine Abgabedruck-Vergleichseinrichtung 86 vergleicht
den Abgabedruck P an den Schmierölpumpen 17, der
von den Drucksensoren 64 erfasst wird, mit dem Bezugsabgabedruck
P1 und hält den Antriebsmotor 18 über
die Startvorgang-Steuerungseinrichtung 82 oder die Normalbetriebs-Steuerungseinrichtung 85 an,
wenn P < P1, um
einen Hohlsog zu verhindern, der der Luftansaugung zugeschrieben
werden kann.
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Eine
Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 77 stellt
eine Geschwindigkeit Vh für die Fahrmotoren 16 ein,
bei der vernünftigerweise eine Luftansaugung durch die
Ansaugöffnungen 59a während eines Normalbetriebs
erwartet werden kann. Eine Normalbetriebsgeschwindigkeits-Vergleichseinrichtung 87 vergleicht
die erfasste Geschwindigkeit V mit der Bezugsgeschwindigkeit Vh,
und sobald V gleich oder größer als Vh wird, hält sie
den Antriebsmotor 18 über die Normalbetriebs-Steuerungseinrichtung 85 an.
Es ist zu beachten, dass anstelle der Bereitstellung der Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 77 und
der Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 74 als
voneinander unabhängigen Einrichtungen die Bezugsgeschwindigkeit Vc
automatisch durch eine Rechenoperation oder dergleichen auf der
Grundlage der Bezugsgeschwindigkeit Vh berechnet werden kann, die
von der Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 77 eingestellt
wird.
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9 stellt
eine grafische Darstellung dar, die ein Beispiel für Fluidansaugungseigenschaften zeigt,
die an den Schmierölpumpen 17 beobachtet werden
kann. Die grafische Darstellung zeigt die Arbeitsfahrzeuggeschwindigkeit,
bei der eine Luftansaugung auftritt, die durch Ändern der Öltemperatur (Ansaugungstemperatur)
des Schmieröls (#90) beobachtet werden kann, die von den
zweiten Temperatursensoren 65 erfasst wird, sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Unter der Annahme, dass die Schmieröltemperatur während
des Normalbetriebs 70°C beträgt, ist die Geschwindigkeit,
die die Ansaugungsgrenze definiert, d. h. die Bezugsgeschwindigkeit
Vh, bei der die Wahrscheinlichkeit einer Luftansaugung ansteigt,
ungefähr 46 km/h, wie in 9 angegeben.
Zum Zeitpunkt eines Startvorgangs, während dem Tm < Tms (= 55°C),
wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der eine Luftansaugung auftritt, niedriger,
aber sobald sich die Temperatur 20°C nähert, wird
die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der eine Luftansaugung auftritt,
weniger konsistent. Jedoch wurde festgestellt, dass ein unnötiger
Hohlsog in vielen Fällen abgewendet werden kann, indem
die Schmierölpumpen 17 angehalten werden, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc = α × Vh (α =
0,4~0,6) überschreitet. Es ist zu beachten, dass das Material, aus
dem das Schmieröl besteht, zwar ein bestimmender Faktor
ist, jedoch die Schmieröltemperatur während des
Normalbetriebs, entsprechend welcher Vh eingestellt wird, auf 60~80°C
eingestellt werden sollte. Es ist auch zu beachten, dass unter normalen Umständen
das Schmieröl, sobald es 50°C~70°C erreicht,
eine Kühlung erfordert.
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Als
Nächstes wird der Betrieb der Fahrzeugsteuerung 15 in 8 beschrieben.
Wie in dem in 10 dargestellten Flussdiagramm
angegeben, wird auf den Start des Fahrbetriebs des Arbeitsfahrzeugs
folgend die Temperatur Tm der Fahrmotoren 16, die von den
ersten Temperatursensoren 57 erfasst wird, in die Fahrzeugsteuerung 15 eingelesen (Schritt
1). Die Motortemperatur-Vergleichseinrichtung 78 vergleicht
die Temperatur Tm der Fahrmotoren 16 mit der Bezugstemperatur
Tms (zum Beispiel 50°C), die von der Fahrmotor-Bezugstemperatur-Einstelleinrichtung 73 eingestellt
wird (Schritt 2) und der Betrieb kehrt zu Schritt 1 zurück,
wenn Tm weniger als Tms ist. Sobald Tm gleich oder größer als
Tms wird, wird beurteilt, dass die Temperatur des Schmieröls
in den Radanbringungsbuchsen 32 auf ein Niveau angestiegen
sein kann, das eine Kühlung erfordert, und dementsprechend
tritt der Betrieb in die Schmierölpumpen-Startroutine ein
(Schritt 3).
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In
der in 11 gezeigten Schmierölpumpen-Startroutine
wird die Schmieröltemperatur T in den Umlaufwegen 58,
die von den zweiten Temperatursensoren 65 erfasst wird,
in die Fahrzeugsteuerung 15 eingelesen (Schritt 13). Als
Nächstes wird die Schmieröltem peratur T mit einer
Bezugstemperatur T0 (zum Beispiel 5°C) und einer Bezugstemperatur T1
(zum Beispiel 35°C) verglichen (Schritt 14). Wenn bestimmt
wird, dass T weniger als T0 ist, gibt die Startvorgang-Steuerungseinrichtung 82 einen Kriechbefehl
an die Motorantriebsschaltung 83 aus, um den Antriebsmotor 18 mit
beispielsweise 4 Hz (der bevorzugte Bereich ist 3~6 Hz) anzutreiben (Schritte
15 und 18). Wenn andererseits T0 ≤ T < T1, gibt die Startvorgang-Steuerungseinrichtung 83 einen
Niedriggeschwindigkeitsbefehl an die Motorantriebsschaltung 83 aus,
um den Antriebsmotor 18 mit beispielsweise 15 Hz (der bevorzugte
Bereich ist 10~20 Hz) anzutreiben (Schritte 16 und 18). Wenn T gleich
oder größer T1 ist, gibt die Startvorgang-Steuerungseinrichtung
einen Mittelgeschwindigkeitsbefehl an die Motorantriebsschaltung 83 aus,
um den Antriebsmotor 18 mit beispielsweise 50 Hz (der bevorzugte
Bereich ist 40~60 Hz) anzutreiben (Schritte 17 und 18).
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12 zeigt
ein Beispiel einer Motorbetriebssteuerung, unter der die Eingangsfrequenz
an dem Antriebsmotor 18 entsprechend der Schmieröltemperatur
T eingestellt wird. In diesem Beispiel ist Z1 auf 4 Hz, Z2 auf 15
Hz und Z3 auf 50 Hz eingestellt. Zusätzlich stellt P1 in 12 den
Abgabedruck an den Schmierölpumpen 17 dar, an
denen angenommen wird, dass eine Luftansaugung auftritt. P2 stellt
den Abgabedruck entsprechend dem Berstdruck (zum Beispiel 0,47 MPa)
dar, bei dem davon ausgegangen wird, dass die Umgehungsventile 69 bersten.
P3 stellt den Abgabedruck dar, an dem ein Schaden an den Ölkühlern
(69) auftreten kann (zum Beispiel 1,0 MPa).
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Nach
der Inbetriebnahme des Antriebsmotors 18 (der Schmierölpumpen 17)
mit der Geschwindigkeit, die der von den zweiten Temperatursensoren 65 durch
das in den Schritten 13–18 ausgeführte Verfahren
erfassten Schmieröltemperatur entspricht, kehrt der Betrieb
zu dem Verfahren in 10 zurück. Die von
den Geschwindigkeitssensoren 56 erfasste Geschwindigkeit
V der Fahrmotoren 16 wird in die Fahrzeugsteuerung 15 eingelesen
(Schritt 4). Die Startvorganggeschwindigkeits-Vergleicheinrichtung 79 vergleicht
die von den Geschwindigkeitssensoren 56 erfasste Geschwindigkeit
V mit den von der Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 74 eingestellten
Bezugsgeschwindigkeit Vc (Schritt 5). Wenn V gleich oder größer
als Vc ist, wird beurteilt, dass Luft angesaugt werden kann, und dementsprechend
geht der Vorgang zu Schritt 6 weiter, um den Antriebsmotor 18 und
die Schmierölpumpen 17 anzuhalten, bevor der Betrieb
zu Schritt 4 zurückkehrt. Wenn V andererseits weniger als
Vc beträgt, wird beurteilt, dass keine Gefahr einer Luftansaugung
besteht und dementsprechend wird der Betrieb der Schmierölpumpen 17 fortgesetzt
oder die Schmierölpumpen 17 werden wieder in Gang
gesetzt (Schritt 7).
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Im
folgenden Schritt 8 wird eine Entscheidung getroffen, ob die von
den zweiten Temperatursensoren 65 erfasste Schmieröltemperatur
T Tcs (zum Beispiel 55°C), bei der ein Normalbetrieb anfangen
sollte, erreicht hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass T weniger
als Tcs ist, wird ein in der Fahrzeugsteuerung beinhalteter Zeitzähler
gestartet oder die Zeitzählung im Zeitzähler wird
fortgesetzt (Schritt 9). Der Zeitzähler zählt
die kumulative Länge der Zeit, während der die
Schmierölpumpen 17 nach dem Schmierölpumpenstart
in Betrieb gewesen sind. Als Nächstes wird in Schritt 10
eine Entscheidung getroffen, ob die Schmierölpumpen 17 N
Sekunden lang (zum Beispiel 300~600 Sekunden) in Betrieb gewesen
sind oder nicht, was die Länge der Zeit darstellt, die
als verstrichen betrachtet wird, bevor das Schmieröl, dessen
Temperatur von den zweiten Temperatursensoren 65 erfasst
wird, vollständig mit dem Schmieröl hergestellt
ist, das aus dem. Inneren der Radanbringungsbuchsen 32 stammt.
Wenn entschieden wird, dass die Schmierölpumpen N Se kunden
lang in Betrieb gewesen sind, werden der Antriebsmotor 18 und
infolgedessen die Schmierölpumpen 17 ausgeschaltet,
und auch der Zeitzähler wird zurückgesetzt (Schritt
11). Wenn die Länge der Zeit, während der die
Schmierölpumpen 17 während der Startphase
nicht in Betrieb gewesen sind, N Sekunden nicht erreicht hat, kehrt
der Betrieb zur Startroutine in Schritt 3 zurück.
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Wenn
in Schritt 8 entschieden wird, dass T ≥ Tcs, wird beurteilt,
dass die Schmieröltemperatur auf ein ausreichend hohes
Niveau gestiegen ist, auf dem die Viskosität des Schmieröls
niedrig genug ist, um den Schmierölpumpen 17 (dem
Antriebsmotor 18) zu erlauben, mit der Nennrotationsrate
mit ausreichender Sicherheitsmarge zu arbeiten, und dementsprechend
geht der Betrieb zur Normalbetriebsroutine in Schritt 12 weiter
(siehe 13). Die Nennfrequenz Z4 für
den Normalbetrieb kann zum Beispiel 90 Hz betragen, wie in dem in 12 gezeigten
Beispiel.
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Während
des Normalbetriebs wird die von den Geschwindigkeitssensoren 56 erfasste
Geschwindigkeit V der Fahrmotoren 16 gelesen (Schritt 19)
und die Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung 87 vergleicht
die Geschwindigkeit V mit der von der Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 77 eingestellten
Bezugsgeschwindigkeit Vh (Schritt 20), wie in dem Flussdiagramm
in 13 gezeigt. Wenn V ≤ Vh, wird beurteilt,
dass die Schmierölpumpen 17 arbeiten, ohne Gefahr
einer Luftansaugung zu laufen, und dementsprechend treibt die Normalbetriebssteuerungseinrichtung 85 den
Antriebsmotor 18 an oder fährt mit der Drehung
des Antriebsmotors 18 mit der Nennrotationsrate (zum Beispiel
90 Hz) über die Motorantriebsschaltung 83 fort,
wodurch das Schmieröl abgekühlt wird, indem es
durch die Radanbringungsbuchsen 32 und die Umlaufwege 58 umgewälzt
wird (Schritt 21).
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Wenn
V > Vh, wird beurteilt,
dass der Oberflächenpegel des Schmieröls 29 auf
oder unter die Ansaugöffnung 59a fallen kann,
wobei die Zentrifugalkraft bewirkt, dass sich das Schmieröl 29 in
den Radanbringungsbuchsen 32 entlang der Innenwände der
Radanbringungsbuchsen 32 nach oben bewegt, wie unter Bezugnahme
auf 5 gezeigt worden ist. Dementsprechend werden die
Schmierölpumpen 17 (der Antriebsmotor 18)
angehalten (Schritt 24) und dann kehrt der Betrieb zu Schritt 19
zurück.
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Nach
dem Starten des Antriebsmotors 18 oder Aufrechterhalten
des Antriebsmotors 18 in dem drehenden Zustand in Schritt
21 wird der von den Drucksensoren 64 erfasste Abgabedruck
P gelesen (Schritt 22) und der so gelesene Abgabedruck wird mit
dem Bezugsabgabedruck P1 verglichen (Schritt 23). Wenn P < P1, wird beurteilt,
dass Luft angesaugt wird, und dementsprechend wird der Antriebsmotor 18 ausgeschaltet
(Schritt 24). Wenn P ≥ P1, wird die von den zweiten Temperatursensoren 65 erfasste Schmieröltemperatur
T gelesen (Schritt 25), und die Schmieröltemperatur T wird
mit der Bezugstemperatur Tcs verglichen (Schritt 26). Wenn T < Tcs, wird beurteilt,
dass das Schmieröl abgekühlt worden ist, und dementsprechend
wird der Antriebsmotor 18 ausgeschaltet (Schritt 27), bevor
der Betrieb zu Schritt 1 in 9 zurückkehrt.
Wenn jedoch T ≥ Tcs, kehrt der Betrieb zu Schritt 19 zurück.
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Es
ist zu beachten, dass in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
ein Satz Sensoren, der aus einem ersten Temperatursensor 57,
einem zweiten Temperatursensor 65, einem Geschwindigkeitssensor 56 und
einem Drucksensor 64 besteht, entsprechend jedem der linken/rechten
Fahrmotoren 16 und 16 und auch entsprechend jeder
der Schmierölpumpen 17 und 17 eingebaut
ist. Jedoch ist ein einziger Antriebsmotor 18 eingebaut,
um beide Schmierölpumpen 17 und 17 zu
bedienen. Die Ausgaben von den zwei Sätzen Sensoren, die
entsprechend dem linken Fahrmotor und dem rechten Fahrmotor eingebaut
sind, können so verarbeitet werden, dass der Antriebsmotor 18 ein-
oder abgeschaltet oder die Geschwindigkeit geschaltet wird, wenn
die Ausgabe von einem Sensor, der entweder dem linksseitigen Fahrmotor
oder dem rechtsseitigen Fahrmotor entspricht, oder die Ausgaben
von den Sensoren, die dem linksseitigen Fahrmotor und dem rechtsseitigen
Fahrmotor entsprechen, den Schwellwert (Bezugstemperatur, Bezugsgeschwindigkeit,
Bezugsdruck) erreichen oder unter den Schwellwert fallen. Als Alternative
zu einer solchen Sensorausgabenverarbeitung kann der Antriebsmotor 18 ein-
oder abgeschaltet werden oder seine Geschwindigkeit kann geschaltet
werden, wenn der Durchschnittswert der Ausgaben von den Sensoren,
die dem linksseitigen Fahrmotor und dem rechtsseitigen Fahrmotor
entsprechen, den Schwellwert erreicht oder unter den Schwellwert
fällt. Des Weiteren kann der Verarbeitungsmodus entsprechend
dem Sensortyp eingestellt werden, anstatt die Ausgaben von den verschiedenen
Arten von Sensoren in einem gleichförmigen Verarbeitungsmodus
zu verarbeiten. Außerdem sollten, wenn die vorliegende
Erfindung bei einem Aufbau übernommen wird, der Fahrmotoren 18 einschließt,
die jeweils entsprechend entweder der linksseitigen Schmierölpumpe 17 und
der rechtsseitigen Schmierölpumpe 17 eingebaut
sind, die Ausgaben von den linksseitigen Sensoren und die Ausgaben
von den rechtsseitigen Sensoren bei der Steuerung der entsprechenden
Fahrmotoren 18 verwendet werden.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird, wenn die
Temperatur Tm der Fahrmotoren 16 auf ein Niveau steigt,
das gleich oder größer als die Bezugstemperatur
Tms während des Startvorgangs ist, beurteilt, dass die
Temperatur des Schmieröls 29 in den Radanbringungsbuchsen 32 auf
ein Niveau gestiegen ist, auf dem es durch die Schmierölpumpen 17 eingesaugt
werden kann, und dementsprechend werden die Schmierölpumpen 17 bei
niedriger Ge schwindigkeit in Betrieb genommen, um das Schmieröl 29 in
der Radanbringungsbuchse über die Schmierölpumpen 17 umzuwälzen.
Da die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc zum Anhalten der Schmierölpumpen
niedriger eingestellt ist als die Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeit
Vh, indem angenommen wird, dass die Schmieröltemperatur
während des Startvorgangs niedrig ist, werden außerdem
die Schmierölpumpen arbeiten gelassen, ohne einen Hohlsog
in dem optimalen Zustand zu erfahren, der für die Startvorgangbedingungen,
unter denen die Schmieröltemperatur niedrig bleibt, am besten
geeignet ist.
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Die
Viskosität des Schmieröls ist nämlich
im Vergleich zur Schmierölviskosität während
des Normalbetriebs hoch, während die Temperatur des Schmieröls
in den Radanbringungsbuchsen 32 niedrig ist, und somit
fließt das Schmieröl, das sich entlang der Innenwände
der Radanbringungsbuchsen nach oben bewegt, wenn das Arbeitsfahrzeug
fährt, nicht leicht zum Boden hinunter. Dementsprechend wird
die Fahrmotor-Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc, bei der die
Schmierölpumpen 17 angehalten werden, während
die Schmieröltemperatur noch niedrig ist, und der Schmieröl-Oberflächenpegel neigt
dazu, niedriger als die Ansaugöffnungen 59a der
Ansaugrohrnetze an den Schmierölpumpen 17 während
des Startvorgangs zu werden, wodurch sichergestellt wird, dass die
Schmierölpumpen 17 nur unter Umständen
in Betrieb genommen werden, unter denen angenommen werden kann,
dass die Position der Ansaugöffnungen 59a niedriger
als der Schmieröl-Oberflächenpegel ist, um einen
Hohlsog an den Schmierölpumpen 17 wirksam zu verhindern. Infolgedessen
kann eine Beschädigung von Komponenten, wie etwa den Schmierölpumpen 17,
den Rohrnetzen 60 und 61 und dergleichen, die
einem Hohlsog zugeschrieben werden kann, der an den Schmierölpumpen 17 während
des Startvorgangs auftritt, verhindert werden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird außerdem die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit
Vc auf einen Wert eingestellt, der als Faustregel 40~60% der Normalbetriebs-Bezugsgeschwindigkeit Vh
entspricht, und als Ergebnis können die Schmierölpumpen 17 in
dem optimalen Zustand betrieben werden, der für die tatsächlichen
Betriebsbedingungen am besten geeignet ist, und ein Hohlsog kann
in wirksamer Weise verhindert werden.
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Durch Übernahme
des Ausführungsbeispiels, bei dem der Antriebsmotor 18 für
die Schmierölpumpen 17 außer Betrieb
genommen wird, wenn der über die Drucksensoren 64 erfasste
Abgabedruck geringer als der erste Bezugsdruck P1 ist, bei dem eine
Luftansaugung an den Schmierölpumpen 17 auftreten
kann, kann eine Beschädigung an den Schmierölpumpen 17,
der einem Hohlsog zugeschrieben werden kann, in Synergie mit der
zuvor erläuterten Steuerung der Geschwindigkeit V sogar noch
zuverlässiger verhindert werden.
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14 zeigt
die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit V der Fahrmotoren 16,
der Bezugsgeschwindigkeit Vc und dem EIN/AUS-Zustand der Schmierölpumpen,
der in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beobachtet wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden eine Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc1, bei der die
Zuschaltung der Schmierölpumpen angehalten wird, und eine
Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc2, die niedriger als die Bezugsgeschwindigkeit
Vc1 ist, bei der die Zuschaltung der Schmierölpumpen wieder
aufgenommen wird, als die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeit Vc
in 8 eingestellt. Die Startvorgang-Bezugsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 74 in
dem Funktionsblockdiagramm in 8 kann diese
Bezugsgeschwindigkeiten Vc1 und Vc2 einzeln einstellen, oder sie
kann eine der Bezugsge schwindigkeiten, zum Beispiel die Bezugsgeschwindigkeit
Vc2 (oder Vc1) in Korrelation zu der Einstellung für die
andere Bezugsgeschwindigkeit, zum Beispiel Vc1 (oder Vc2), gleichzeitig
durch eine Rechenoperation oder durch eine Funktion bestimmen.
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Wie
in 14 gezeigt, werden, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
(die über die Geschwindigkeitssensoren 56 erfasste
Geschwindigkeit) häufig schwankt, die Schmierölpumpen 17,
die eingeschaltet worden sind, nicht aus- und dann wieder eingeschaltet,
solange die Differenz Δ zwischen den Bezugsgeschwindigkeiten
Vc1 und Vc2 innerhalb eines bestimmten Bereichs bleibt, um sicherzustellen,
dass die Schmierölpumpen 17 nicht wiederholt mit übermäßiger
Häufigkeit angelassen und abgeschaltet werden, und somit
einen stabilen Steuerungsvorgang zu ermöglichen. Es ist
gewünscht, den Bereich für die Differenz Δ zwischen
den Bezugsgeschwindigkeiten Vc1 und Vc2 auf Δ = Vc1 – Vc2
= β × Vc1 (β = 0,1~0,2) einzustellen.
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Die
untere Grenze von 0,1 für den Koeffizienten β wird
durch Faktorisierung in dem Fehler bei den Geschwindigkeitssensoren 56 und
der Betriebsverzögerung eingestellt, und es kann keine
stabile Steuerung zugesichert werden, wenn die untere Grenze weniger
als 0,1 beträgt. Wenn außerdem die obere Grenze
für β größer als 0,2 ist, kann
keine Hochpräzisionssteuerung zugesichert werden.
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Es
ist zu beachten, dass, während die Geschwindigkeit der
Schmierölpumpen 17 in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
durch Ändern der Antriebsfrequenz des Antriebsmotors 18 in Schritten
während des Startvorgangs eingestellt wird, eine konstante
Frequenz, die niedriger als die Antriebsfrequenz für den
Normalbetrieb ist, als die Startvorgang-Antriebsfrequenz eingestellt
werden kann. Als Alternative kann auch die Startvorgang-Steuerungsein richtung 82 den
Antriebsmotor 18 mit einer Antriebsfrequenz Z antreiben,
die wie folgt ausgedrückt bestimmt wird; Z = a + b × (T
+ c), auf der Grundlage der erfassten Schmieröltemperatur
T, die von den zweiten Temperatursensoren 65 bereitgestellt
wird. Es ist auch zu beachten, dass a, b und c in dem obigen Ausdruck
auf 4 (Hz) bzw. 0,77 bzw. 20(°C) eingestellt werden können.
Der vorstehend dargestellte Ausdruck wurde auf der Grundlage einer
Faustregel erhalten. Außerdem wird keiner der für
die Konstanten a, b und c angenommenen Zahlenwerte eindeutig bestimmt,
sondern vielmehr sollten optimale Zahlenwerte, die in Übereinstimmung mit
der Rohrnetzlänge, den Pumpenkapazitäten, der Größe
des Antriebsmotors 18 in dem bestimmten Fahrgestell ausgewählt
werden, für die Konstanten angenommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 62-221918 [0002]
- - JP 2006-264394 [0002]