DE102009048807A1 - Method for controlling hydrostatic gearbox, involves connecting valve-controlled hydro machines of hydrostatic gearbox fluidically with each other over pressure pipe - Google Patents
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- F16H61/4131—Fluid exchange by aspiration from reservoirs, e.g. sump
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Getriebes und ein hydrostatisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.The invention relates to a method for controlling a hydrostatic transmission and a hydrostatic transmission according to the preamble of
In der
Ein Schluck-/Fördervolumen der Hydromaschinen ist dabei ein über eine Ventilsteuerung veränderbar, wobei Zylinder-Kolben-Einheiten der Hydromaschinen beliebig zu- und abschaltbar und in einem „Full Mode”, in einem „Partial Mode” oder im „Idle Mode” betreibbar sind. Derartige Hydromaschinen werden als Digital-Displacement-Units (DDU) bezeichnet.A displacement / delivery volume of the hydraulic machines is variable via a valve control, wherein cylinder-piston units of the hydraulic machines can be switched on and off and operated in a "full mode", in a "partial mode" or in the "idle mode" , Such hydraulic machines are referred to as digital displacement units (DDU).
Die Hydromaschinen sind jeweils als Hydropumpe oder -motor einsetzbar. So können diese als hydrostatisches Getriebe für ein Fahrzeug dienen, wobei im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs die erste Hydromaschine als eine von der Verbrennungskraftmaschine angetriebene Hydropumpe und die zweite Hydromaschine als ein von der Hydropumpe angetriebener Hydromotor verwendet werden, der wiederum die Räder antreibt. Beispielsweise beim Abbremsen des Fahrzeugs kann die zweite Hydromaschine vom Motorbetrieb in einen Pumpbetrieb zur Rückgewinnung von Bremsenergie umgesteuert werden und fördert dann als Hydropumpe, angetrieben durch die Räder des Fahrzeugs, Druckmittel über eine der Druckleitungen in einen Hydrospeicher.The hydraulic machines can each be used as a hydraulic pump or motor. Thus, these may serve as a hydrostatic transmission for a vehicle, wherein in the normal driving mode of the vehicle, the first hydraulic machine used as a driven by the internal combustion engine hydraulic pump and the second hydraulic machine as a hydraulic pump driven by the hydraulic motor, which in turn drives the wheels. For example, when braking the vehicle, the second hydraulic machine can be reversed from engine operation in a pumping operation to recover braking energy and then promotes hydraulic pump, driven by the wheels of the vehicle, pressure fluid via one of the pressure lines in a hydraulic accumulator.
Nachteilig bei derartigen hydrostatischen Getrieben ist, dass beim Umsteuern der Hydromaschinen, beispielsweise von einem Pump- zu einem Motorbetrieb, hohe Stöße oder Druckspitzen in den Druckleitungen und in den Hydromaschinen auftreten, beispielweise aufgrund einer Richtungsänderung einer Druckmittelströmung in einer Druckleitung.A disadvantage of such hydrostatic transmissions is that when reversing the hydraulic machines, for example from a pump to a motor operation, high shocks or pressure peaks in the pressure lines and in the hydraulic machines occur, for example due to a change in direction of a pressure medium flow in a pressure line.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Getriebes zu schaffen, mit dem dieses stoßarm oder im Wesentlichen stoßfrei umgesteuert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach aufgebautes und stoßarm oder -frei umsteuerbares hydrostatisches Getriebe zu schaffen.In contrast, the invention has the object to provide a method for controlling a hydrostatic transmission, with which this can be reversed or substantially shock-free shockless. A further object of the invention is to provide a hydrostatic transmission which is of simple construction and can be reversed or repositioned without any shocks.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst.This object is achieved with regard to the method according to the features of
Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Steuern eines hydrostatischen Getriebes vor. Dieses weist zumindest zwei ventilgesteuerte Hydromaschinen auf, die über eine Druckleitung miteinander fluidisch verbunden sind. Zumindest eine der Hydromaschinen ist von einem Pump- zu einem Motorbetrieb oder umgekehrt umschaltbar. Vor dem Umschalten wird ein Druckmittelstrom in der Druckleitung durch Steuerung von Ventilen der Hydromaschinen abgesenkt.The invention provides a method for controlling a hydrostatic transmission. This has at least two valve-controlled hydraulic machines, which are fluidly connected to each other via a pressure line. At least one of the hydraulic machines can be switched from pumping to engine operation or vice versa. Before switching, a pressure medium flow in the pressure line is lowered by controlling valves of the hydraulic machines.
Versuche haben gezeigt, dass das Absenken des Druckmittelstroms in der Druckleitung ein stoßarmes oder stoßfreies Umschalten der zumindest einen Hydromaschine ermöglicht, wodurch diese Lösung kurzfristig hohe Belastungen des Systems vermeidet.Experiments have shown that the lowering of the pressure medium flow in the pressure line allows a low-impact or bumpless switching of at least one hydraulic machine, whereby this solution avoids high loads of the system in the short term.
Die Hydromaschinen bilden vorzugsweise einen offenen hydraulischen Kreis und sind jeweils mit einem Tank in Druckmittelverbindung.The hydraulic machines preferably form an open hydraulic circuit and are each connected to a tank in pressure medium connection.
Um ein möglichst stoßfreies Umschalten zu ermöglichen, wird der Volumenstrom in der Druckleitung vor dem Umschalten auf etwa Null abgesenkt.In order to allow the most shock-free switching, the volume flow in the pressure line is lowered to about zero before switching.
Mit Vorteil sind die erste Hydromaschine mit einer Antriebseinheit und die zweite Hydromaschine über eine Triebwelle mit Rädern eines Fahrzeugs verbunden, wodurch die Hydromaschinen beispielsweise zur Rückgewinnung von Bremsenergie einsetzbar sind.Advantageously, the first hydraulic machine with a drive unit and the second hydraulic machine are connected via a drive shaft with wheels of a vehicle, whereby the hydraulic machines can be used for example for the recovery of braking energy.
Um ein Antreiben des Fahrzeugs mit den Hydromaschinen zu ermöglichen, kann die erste Hydromaschine vor dem Umschalten als Hydropumpe und die zweite Hydromaschine als Hydromotor eingesetzt werden.In order to enable driving of the vehicle with the hydraulic machines, the first hydraulic machine can be used as a hydraulic pump and the second hydraulic machine as a hydraulic motor prior to switching.
Eine vorteilhafte Einsatzmöglichkeit der Hydromaschine kann sein, dass nach dem Umschalten die zweite Hydromaschine als Hydropumpe und/oder die erste Hydromaschine als Hydromotor eingesetzt sind.An advantageous application possibility of the hydraulic machine may be that after switching the second hydraulic machine are used as a hydraulic pump and / or the first hydraulic machine as a hydraulic motor.
Zum Abbau von Druckspitzen in der Druckleitung ist vorzugsweise zwischen dieser und dem Tank ein Druckbegrenzungsventil angeordnet.To reduce pressure peaks in the pressure line, a pressure relief valve is preferably arranged between this and the tank.
Falls die Hydromaschine, die als Hydromotor eingesetzt ist, einen höheren Durchsatz des Druckmittels als die als Hydropumpe eingesetzte Hydromaschine hat, kann zum Nachsaugen von Druckmittel des Hydromotors aus dem Tank zwischen der Druckleitung und dem Tank ein in Druckmittelströmungsrichtung zum Tank schließendes Rückschlagventil angeordnet sein.If the hydraulic machine, which is used as a hydraulic motor, has a higher flow rate of the pressure medium than the hydromachine used as a hydraulic pump, can for sucking pressure medium of the hydraulic motor from the tank between the pressure line and the tank an in Pressure fluid flow direction to the tank closing check valve may be arranged.
Um beide Funktionen – Druckbegrenzen und Nachsaugen – zu ermöglichen, können das Druckbegrenzungsventil und das Rückschlagventil parallel zueinander angeordnet sein.In order to enable both functions - pressure limiting and re-suction - the pressure relief valve and the check valve can be arranged parallel to each other.
Damit ein zur Kavitation führender Druckabfall in der Druckleitung, beispielsweise bei Änderungen des Übersetzungsverhältnisses der Drehzahlen der Hydromaschinen, vermieden ist, kann die als Hydropumpe eingesetzte Hydromaschine einen – als Puffer gedachten – höheren Durchsatz des Druckmittels als die als Hydromotor eingesetzte Hydromaschine aufweisen. Das zuviel geförderte Druckmittel der Hydropumpe wird über das Druckbegrenzungsventil zum Tank abgebaut. Ein kurzzeitiger erhöhter Druckmittelbedarf des Hydromotors führt somit nicht zum Druckabfall in der Druckleitung, sondern dazu, dass weniger Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil zum Tank strömt.So that a leading to cavitation pressure drop in the pressure line, for example, changes in the ratio of the rotational speeds of the hydraulic machines is avoided, used as a hydraulic pump hydraulic machine can - as a buffer imaginary - higher throughput of the pressure medium than the hydraulic motor used as a hydraulic motor. The excess pressure of the hydraulic pump is dissipated via the pressure relief valve to the tank. A short-term increased pressure medium requirement of the hydraulic motor thus does not lead to the pressure drop in the pressure line, but to the fact that less pressure medium flows through the pressure relief valve to the tank.
Die als Hydromotor eingesetzte Hydromaschine kann einen höheren Durchsatz des Druckmittels als die als Hydropumpe eingesetzte Hydromaschine aufweisen und die zusätzliche Druckmittelmenge über das Rückschlagventil nachsaugen. Hierdurch werden Druckspitzen in der Druckleitung im Wesentlichen vermieden, da bei einem erhöhten Durchsatz des Druckmittels der Hydropumpe – beispielsweise aufgrund einer Drehzahländerung der Hydropumpe – der Hydromotor einfach weniger Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil nachsaugt.The hydraulic machine used as a hydraulic motor can have a higher throughput of the pressure medium than the hydromachine used as a hydraulic pump and vacuum the additional amount of pressure medium via the check valve. As a result, pressure peaks in the pressure line are substantially avoided, since at an increased flow rate of the pressure medium of the hydraulic pump - for example, due to a change in speed of the hydraulic pump - the hydraulic motor simply sucks less pressure fluid through the pressure relief valve.
Zum gleichmäßigen Senken des Druckmittelstroms in der Druckleitung weisen die Hydromaschinen während des Reduzierens vorzugsweise ein weitestgehend konstantes Übersetzungsverhältnis ihrer Förden- bzw. Schluckvolumina unter Berücksichtigung einer eventuellen Änderung der Drehzahl der einen oder der anderen Hydromaschine auf.For uniform lowering of the pressure medium flow in the pressure line, the hydraulic machines during reduction preferably a largely constant ratio of their Förden- or displacement volumes, taking into account a possible change in the speed of one or the other hydraulic machine.
Die Ventilsteuerung zur Veränderung des Volumenstroms in der Druckleitung erfolgt durch etwa synchrones Zu- oder Abschalten von Zylinder-Kolben-Einheiten beider Hydromaschinen. Damit können der Förder- und der Schluckvolumenstrom gleichmäßig reduziert und das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebseinheit und den Rädern erhalten bleiben.The valve control for changing the volume flow in the pressure line takes place by approximately synchronous connection or disconnection of cylinder-piston units of both hydraulic machines. Thus, the delivery and the displacement volume flow can be uniformly reduced and the transmission ratio between the drive unit and the wheels are maintained.
Erfindungsgemäß hat ein hydrostatisches Getriebe zwei Hydromaschinen in einem offenen hydraulischen Kreis, die jeweils mit einem Tank und über eine Druckleitung miteinander fluidisch verbunden ist. Die Hydromaschinen sind dabei ventilgesteuert. Das hydrostatische Getriebe ist vorrichtungstechnisch einfach aufgebaut und eignet sich für das oben beschriebene Verfahren, wodurch Stöße während des Umschaltens der Hydromaschinen weitestgehend vermieden sind.According to the invention, a hydrostatic transmission has two hydraulic machines in an open hydraulic circuit which is in each case fluidically connected to a tank and via a pressure line. The hydraulic machines are valve-controlled. The hydrostatic transmission is simple in terms of apparatus and is suitable for the method described above, whereby shocks during the switching of the hydraulic machines are largely avoided.
Zum Abbau von Druckspitzen ist zwischen der Druckleitung und dem Tank ein Druckbegrenzungsventil angeordnet.To reduce pressure peaks, a pressure limiting valve is arranged between the pressure line and the tank.
Zum Nachsaugen von Druckmittel ist zwischen der Druckleitung und dem Tank ein hin zum Tank schließendes Rückschlagventil angeordnet.For sucking up pressure medium, a check valve closing towards the tank is arranged between the pressure line and the tank.
Das Druckbegrenzungsventil und das Rückschlagventil sind vorteilhafterweise parallel zueinander angeordnet.The pressure relief valve and the check valve are advantageously arranged parallel to each other.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
In
Eingesetzt wird das hydrostatische Getriebe beispielsweise in Fahrzeugen bei stufenlosen Getrieben (Infinitely-Variable-Transmission/IVT) neben einem Planetengetriebe oder als hydraulischer Antrieb für einen seriellen oder parallelen Hybridantrieb.The hydrostatic transmission is used, for example, in vehicles with continuously variable transmissions (Infinitely Variable Transmission / IVT) in addition to a planetary gearbox or as a hydraulic drive for a serial or parallel hybrid drive.
Über eine Antriebswelle
Um das Fahrzeug über die Räder
Zum Bremsen der Räder
Bei diesem Verfahren werden vor dem Umschalten der Hydromaschine
Sind Einheiten beider Hydromaschinen
Der Zustand, bei dem der Volumenstrom in der Druckleitung etwa Null ist, wird durch Messen eines Drucks des Druckmittels in der Druckleitung
Das hydrostatische Getriebe
Das oben erläuterte Verfahren ist in allen Betriebsmoden des hydrostatischen Getriebes
Durch das Druckbegrenzungsventil
Das Übersetzungsverhältnis der Hydromaschinen
Mit dem Rückschlagventil
Die Ansteuerung der Hydromaschinen
Offenbart ist ein Verfahren zum Steuerung eines hydrostatischen Getriebes mit zumindest zwei ventilgesteuerten Hydromaschinen. Diese sind über eine Druckleitung miteinander in Druckmittelverbindung. Zumindest eine der Hydromaschinen ist in einem Pump- oder in einen Motorbetrieb einsetzbar. Vor dem Umschalten vom Pump- zum Motorbetrieb oder umgekehrt, wird eine Druckmittelvolumenstrom in der Druckleitung durch Abschalten von Zylinder-Kolben-Einheiten der zumindest einen Hydromaschine durch eine Ventilsteuerung abgesenkt, um Stöße zu vermeiden.Disclosed is a method for controlling a hydrostatic transmission with at least two valve-controlled hydraulic machines. These are connected via a pressure line with each other in pressure medium connection. At least one of the hydraulic machines can be used in a pump or in an engine operation. Before switching from pumping to engine operation or vice versa, a pressure medium volume flow in the pressure line is lowered by switching off cylinder-piston units of at least one hydraulic machine by a valve control to avoid shocks.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- hydrostatisches Getriebehydrostatic transmission
- 22
- Hydromaschinehydromachine
- 44
- Hydromaschinehydromachine
- 66
- Antriebswelledrive shaft
- 88th
- Antriebseinheitdrive unit
- 1010
- Tankleitungtank line
- 1212
- Tanktank
- 1414
- Druckleitungpressure line
- 1616
- Tankleitungtank line
- 1818
- Triebwelledrive shaft
- 2020
- Getriebetransmission
- 2222
- Radwheel
- 2424
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 2626
- Anschlussleitungconnecting cable
- 2828
- Tankleitungtank line
- 3030
- Steuerleitungcontrol line
- 3232
- Federfeather
- 34 34
- Rückschlagventilcheck valve
- 3636
- Ventilkörpervalve body
- 3838
- Ventilsitzvalve seat
- 4040
- Ventilfedervalve spring
- TT
- Tankanschlusstank connection
- AA
- Arbeitsanschlussworking port
- PP
- Druckanschlusspressure connection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2008/012558 [0002] WO 2008/012558 [0002]
- EP 0494236 B1 [0002, 0032] EP 0494236 B1 [0002, 0032]
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EP0494236B1 (en) | 1988-09-29 | 1995-12-13 | Artemis Intelligent Power Ltd. | Improved fluid-working machine |
WO2008012558A2 (en) | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Artemis Intelligent Power Limited | Hydrostatic regenerative drive system |
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2009
- 2009-10-08 DE DE200910048807 patent/DE102009048807A1/en not_active Withdrawn
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CN105736668A (en) * | 2014-12-16 | 2016-07-06 | 罗伯特·博世有限公司 | Hydrostatic transmission |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140501 |