DE102012005594A1 - Traction drive for internal combustion engine of commercial vehicle, has control unit for controlling drive memory valve during braking process when pressure medium connection between hydraulic machine and hydraulic accumulator is closed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a traction drive according to the preamble of
Ein derartiger Antrieb hat vorzugsweise einen konventionellen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor, der in Wirkverbindung mit einer Hydromaschine steht. Beim Abbremsen wird die dann als Pumpe wirkende Hydromaschine aufgrund der Massenträgheit des Fahrzeugs während des Verzögerungsvorgangs angetrieben und ein Hydrospeicher aufgeladen, wobei dann entsprechend über die Hydromaschine ein Bremsmoment auf den Antriebsstrang übertragen wird.Such a drive preferably has a conventional drive train with an internal combustion engine, for example a diesel engine, which is in operative connection with a hydraulic machine. When braking the then acting as a pump hydraulic machine is driven due to the inertia of the vehicle during the deceleration process and charged a hydraulic accumulator, in which case a corresponding braking torque is transmitted to the drive train via the hydraulic machine.
Ein derartiger Antrieb ist in der
Nachteilig bei bisher bekannten Fahrantrieben ist, dass der Speicherdruck am Ende eines Bremsvorgangs wieder unter einen zuvor erreichten Maximalwert absinkt. Der Hydrospeicher wird also teilweise entladen, wobei dieser Druckverlust im zweistelligen Bereich liegen kann.A disadvantage of previously known traction drives that the accumulator pressure at the end of a braking process drops below a previously reached maximum value again. The hydraulic accumulator is thus partially discharged, with this pressure loss can be in the two-digit range.
Beim Beschleunigen des Fahrzeugs kann der Antriebsstrang durch Hinzuschalten der Hydromaschine unterstützt werden, wobei die hydraulische Energie dann aus dem Hydrospeicher bereitgestellt wird. Durch das vorbeschriebene Absinken des Hydrospeicherdruckes steht dann jedoch weniger hydraulische Energie zur Unterstützung des Beschleunigungsvorgangs zur Verfügung.When accelerating the vehicle, the drive train can be supported by adding the hydraulic machine, wherein the hydraulic energy is then provided from the hydraulic accumulator. However, due to the above-described drop in the hydraulic accumulator pressure, less hydraulic energy is available to support the acceleration process.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fahrantrieb zu schaffen, bei dem die Unterstützung eines konventionellen Antriebsstranges durch einen hydraulischen Antrieb verbessert ist.In contrast, the invention has for its object to provide a travel drive, in which the support of a conventional drive train is improved by a hydraulic drive.
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a traction drive with the features of
Erfindungsgemäß hat der Fahrantrieb mit einer Hydromaschine, die in ihrem Hubvolumen verstellbar ist, die mit einer Antriebswelle eines konventionellen Antriebs koppelbar ist und über die bei einem Bremsvorgang über ein Fahrspeicherventil ein Hydrospeicher aufladbar ist. An den Druckmittelströmungspfad von der Hydromaschine zum Fahrspeicherventil ist ein Druckbegrenzungsventil angeschlossen. Das Fahrspeicherventil ist zum Aufladen des Hydrospeichers über eine Steuereinheit im Sinne einer vollständigen Öffnung ansteuerbar. Außerdem ist die Steuereinheit so ausgelegt, um das Fahrspeicherventil während eines Bremsvorgangs im Sinne eines Schließens der Druckmittelverbindung zwischen der Hydromaschine und dem Hydrospeicher anzusteuern.According to the invention, the traction drive with a hydraulic machine which is adjustable in its stroke volume, which can be coupled to a drive shaft of a conventional drive and over which a hydraulic accumulator via a driving accumulator valve in a braking operation is chargeable. At the pressure fluid flow path from the hydraulic machine to the driving accumulator valve, a pressure relief valve is connected. The driving accumulator valve can be controlled to charge the hydraulic accumulator via a control unit in the sense of a complete opening. In addition, the control unit is designed to control the drive accumulator valve during a braking operation in the sense of closing the pressure medium connection between the hydraulic machine and the hydraulic accumulator.
Durch diese Maßnahme wird am Ende eines Bremsvorgangs ein teilweises Entladen des Hydrospeichers vermieden, sodass dieser bei einem folgenden Beschleunigungsvorgang den konventionellen Antriebsstrang länger unterstützen kann, und gegenüber der herkömmlichen Lösung eine erhebliche Energieeinsparung erzielbar ist. Bei einem erneuten Bremsvorgang ohne dazwischen stattgefundenen Beschleunigungsvorgang kann das Fahrspeicherventil zunächst wieder geöffnet werdenBy this measure, a partial discharge of the hydraulic accumulator is avoided at the end of a braking process, so that it can support the conventional drive train longer in a subsequent acceleration process, and over the conventional solution, a significant energy savings can be achieved. In a renewed braking process without intervening acceleration process, the driving accumulator valve can be opened again first
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Fahrantriebs kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a traction drive according to the invention can be found in the dependent claims.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Fahrantriebs wird das Fahrspeicherventil geschlossen wird, wenn das Druckbegrenzungsventil angesprochen hat. Dadurch wird vermieden, dass die niedrigeren Schließdrücke, die das Druckbegrenzungsventil wegen einer weitgehend unvermeidlichen Hysterese hat, zu einem Druckabfall im Hydrospeicher führen.In a variant of the traction drive according to the invention, the drive accumulator valve is closed when the pressure relief valve has responded. This avoids that the lower closing pressures, which has the pressure relief valve due to a largely unavoidable hysteresis, lead to a pressure drop in the hydraulic accumulator.
Es ist günstig, mit einem Sensor die Funktion des Druckbegrenzungsventils erfasst wird und die Steuereinheit das Fahrspeicherventil in Abhängigkeit vom Sensorsignal steuert. Der Sensor kann ein Wegaufnehmer am Druckbegrenzungsventil sein. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass das Fahrspeicherventil erst dann geschlossen wird, wenn das Druckbegrenzungsventil den für den augenblicklichen Betriebszustand maximalen Öffnungsgrad erreicht hat und der Druck wegen der ansteigenden Kennlinie des Druckbegrenzungsventils maximal ist.It is favorable, with a sensor, the function of the pressure relief valve is detected and the control unit controls the driving accumulator valve in response to the sensor signal. The sensor may be a displacement transducer on the pressure relief valve. In this way it can be ensured that the driving accumulator valve is closed only when the pressure limiting valve has reached the maximum opening degree for the current operating state and the pressure is maximal because of the rising characteristic of the pressure limiting valve.
Es kann auch der Druck im Hydrospeicher durch einen Drucksensor erfassbar sein und das Fahrspeicherventil geschlossen werden, wenn der Druck im Hydrospeicher während eines Bremsvorgangs auf einem Niveau verharrt oder Abzufallen beginnt.It can also be the pressure in the hydraulic accumulator detected by a pressure sensor and the driving accumulator valve are closed when the pressure in the hydraulic accumulator during a Braking process stops at a level or begins to fall off.
Es kann auch der Druck am Druckausgang der Hydromaschine durch einen Drucksensor erfassbar sein und das Fahrspeicherventil geschlossen werden, wenn der Druck am Druckausgang der Hydromaschine während eines Bremsvorgangs auf einem Niveau verharrt oder Abzufallen beginnt.It can also be the pressure at the pressure output of the hydraulic machine detectable by a pressure sensor and the driving accumulator valve are closed when the pressure at the pressure output of the hydraulic machine during a braking process remains at a level or begins to fall off.
Bei einer anderen Variante wird das Fahrspeicherventil geschlossen wird, wenn der Förderstrom von der Hydromaschine zum Hydrospeicher einen Grenzwert unterschreitet. Insbesondere wird dazu das Produkt aus dem Hubvolumen und der Drehzahl der Hydromaschine bestimmt. Das Fahrspeicherventil wird geschlossen, wenn das Produkt einen bestimmten Grenzwert unterschreitet. Dieses Kriterium kann insbesondere auch dann herangezogen werden, wenn das Druckbegrenzungsventil angesprochen hat. Es ist dann sogar ein ziemlich genaues Kriterium, weil die inneren Leckagen der Hydromaschine druckabhängig sind und beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils der Druck wenigstens annähernd bekannt ist.In another variant, the drive accumulator valve is closed when the flow rate from the hydraulic machine to the hydraulic accumulator falls below a limit. In particular, the product of the displacement and the speed of the hydraulic machine is determined to do so. The accumulator valve is closed when the product falls below a certain limit. This criterion can be used in particular even if the pressure relief valve has responded. It is then even a fairly accurate criterion because the internal leaks of the hydraulic machine are pressure-dependent and the pressure is at least approximately known when the pressure relief valve response.
Insbesondere wenn das Druckbegrenzungsventil nicht angesprochen hat kann bei der Festlegung des Grenzwerts des Produkts der Pumpendruck/Speicherdruck berücksichtigt werden.In particular, if the pressure relief valve has not responded, the pump pressure / storage pressure can be taken into account when determining the limit value of the product.
Vorteilhafterweise ist das Fahrspeicherventil ein Logikventil ist, dessen Federraum über ein Vorsteuerventil in einer Schaltstellung mit Tank/Niederdruck und in einer anderen Schaltstellung mit Speicherdruck/Hochdruck beaufschlagbar ist, wobei in Öffnungsrichtung der Pumpendruck und/oder der Speicherdruck wirksam sind.Advantageously, the driving accumulator valve is a logic valve whose spring chamber can be acted upon by a pilot valve in a switching position with tank / low pressure and in another switching position with accumulator pressure / high pressure, wherein in the opening direction of the pump pressure and / or the accumulator pressure are effective.
Der Aufbau der Hydromaschine ist besonders einfach, wenn eine, beispielsweise elektroproportional angesteuerte, Axialkolbeneinheit verwendet wird.The structure of the hydraulic machine is particularly simple if one, for example, electroproportionally controlled, axial piston unit is used.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to drawings.
Es zeigen:Show it:
Im Folgenden wird beispielhaft ein Fahrantrieb
Im Pumpenbetrieb saugt die Axialkolbenmaschine
Die Betätigung der Kupplung
Die Pumpenleitung
Einzelheiten des HRB-Ventilblocks werden im Folgenden anhand
Das Fahrspeicherventil
Das Pumpendruckbegrenzungsventil
Das Speicherdruckbegrenzungsventil
Das Vorfüllventil
Das Entleerventil
Die Ansteuerung der vorbeschriebenen Ventile und deren Vorsteuerungen erfolgt über eine Steuereinheit
Die Funktion des erfindungsgemäßen Fahrantriebs wird nun mit Einbeziehung der
Es sei zunächst angenommen, dass der Hydrospeicher
Beim Abbremsen des Fahrzeugs verringert sich entsprechend der Darstellung in
Gemäß dem Diagramm nach
Durch das Abbremsen des Fahrzeugs verringert sich entsprechend die Kardanwellendrehzahl und damit die Pumpendrehzahl. In einer Phase
Der geschilderte Effekt des Druckverlustes im Hydrospeicher am Ende des Bremsvorganges ist in dem betrachteten Fall auf zwei Gründe zurückzuführen. Mit abnehmender Drehzahl und Verkleinerung des Schwenkwinkels nimmt die von der Einheit
Der Druckabfall im Hydrospeicher am Ende des Bremsvorgangs wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, dass das Fahrspeicherventils schon während eines Bremsvorgangs im Sinne eines Absperrens der Druckmittelverbindung zwischen der Hydroeinheit
Gemäß dem in
Das Ansprechen des Pumpendruckbegrenzungsventils
Das Schließen des Fahrspeicherventils erfolgt beim konkreten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Vorsteuerventil stromlos geschaltet wird, sodass im Federraum
Demzufolge kann der Druck im Hydrospeicher
Die gleiche Strategie kann auch beim Füllen des Hydrospeichers
Weitere Kriterien für ein Schließen des Fahrspeicherventils
- 1.) Das Produkt aus dem von dem Schwenkwinkelsensor erfassten oder durch die EP-Regelung vorgegebenen Schwenkwinkel und der Drehzahl der Welle
6 der Hydramaschine8 unterschreitet einen Grenzwert. Dieser Grenzwert liegt in einem Bereich, in dem aufgrund der inneren Leckage die Förderung von Druckmittel indie Pumpenleitung 12 endet. Dieses Kriterium kann vor allem auch dann herangezogen werden, wenn das Druckbegrenzungsventil nicht anspricht, weil der Hydrospeicher nicht voll geladen wird. Das Kriterium kann jedoch auch dann herangezogen werden, wenn das Druckbegrenzungsventil angesprochen hat. Es ist dann sogar ein ziemlich genaues Kriterium, weil die inneren Leckagen der Hydromaschine druckabhängig sind und beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils der Druck wenigstens annähernd bekannt ist. Hat das Druckbegrenzungsventil nicht angesprochen, so könnte der von einem Drucksensor erfasste Speicherdruck oder Pumpendruck mit bei der jeweiligen Festlegung des Produkts herangezogen werden. - 2.) Die Druckmittelströmung in
der Pumpenleitung 12 wird null oder kehrt sich um. Dies könnte unmittelbar durch einen Stromzähler erfasst werden. - 3.) Die Druckmittelströmung am Eingang des Hydrospeicher
16 wird null oder kehrt sich um. Dies könnte unmittelbar durch einen Stromzähler erfasst werden. - 4.)
Das Druckbegrenzungsventil 40 hat angesprochen und der Förderstrom beziehungsweise das Produkt aus dem Schwenkwinkel und der Drehzahl der Hydromaschine8 nimmt ab.
- 1.) The product of the swivel angle detected by the swivel angle sensor or specified by the EP control and the speed of the shaft
6 the hydramaser8th falls below a limit. This limit is in a range in which due to the internal leakage of the promotion of pressure medium in thepump line 12 ends. This criterion can be used especially if the pressure relief valve does not respond because the hydraulic accumulator is not fully charged. However, the criterion can also be used when the pressure relief valve has responded. It is then even a fairly accurate criterion because the internal leaks of the hydraulic machine are pressure-dependent and the pressure is at least approximately known when the pressure relief valve response. If the pressure relief valve has not been addressed, the accumulator pressure or pump pressure detected by a pressure sensor could be used in the respective definition of the product. - 2.) The pressure medium flow in the
pump line 12 becomes zero or turns around. This could be detected directly by an electricity meter. - 3.) The pressure fluid flow at the inlet of the
hydraulic accumulator 16 becomes zero or turns around. This could be detected directly by an electricity meter. - 4.) The
pressure relief valve 40 has addressed and the flow or the product of the swing angle and the speed of the hydraulic machine8th decreases.
Wenn vorstehend von einem Schwenkwinkel oder einem Schwenkwinkelsensor die Rede ist, so hat das zwar immer einen Anklang an eine Axialkolbenmaschine, soll jedoch ohne Beschränkung auf Axialkolbenmaschinen allgemein das Hubvolumen oder einen Hubvolumensensor einer verstellbaren hydraulischen Verdrängereinheit umfassen.Although the above is a swivel angle or a swivel angle sensor, while this has always been an appeal to an axial piston machine, but is intended without limitation to axial piston machines in general Stroke volume or a displacement sensor of an adjustable hydraulic displacement unit include.
Offenbart ist ein Fahrantrieb mit einem konventionellen Antrieb, der mit einem HRB-System zusammenwirkt. Dieses hat eine Hydromaschine, die über ein Fahrspeicherventil mit einem Hydrospeicher verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Fahrspeicherventil während eines Bremsvorgangs im Sinne eines Schließens der Druckmittelverbindung zwischen der Hydromaschine und dem Hydrospeicher ansteuerbar.Disclosed is a traction drive with a conventional drive, which interacts with a HRB system. This has a hydraulic machine, which is connected via a driving accumulator valve with a hydraulic accumulator. According to the invention, the driving accumulator valve can be activated during a braking operation in the sense of closing the pressure medium connection between the hydraulic machine and the hydraulic accumulator.
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