DE2363335A1

DE2363335A1 - Regeleinrichtung fuer ein aus einer brennkraftmaschine und einem stufenlos verstellbaren hydrostatischen getriebe bestehendes antriebsaggregat

Info

Publication number: DE2363335A1
Application number: DE2363335A
Authority: DE
Inventors: Josef Riedhammer
Original assignee: Hydromatik GmbH
Current assignee: RIEDHAMMER, JOSEF, 7240 HORB, DE
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: JPS5094360A; FR2255517A1; DE2363335C3; IT1027098B; DE2363335B2; US3932993A

Description

Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos verstellbaren hydrostatischen Getriebe bestehendes Antriebsaggregat

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos verstellbaren hydrostatischen Getriebe und ggf. weiteren Abtrieben bestehendes Antriebsaggregat, bei dem die Verstellbare Pumpe und/oder Motor des hydrostatischen Getriebes durch einen von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Stelldruck verstellt werden, wobei der Stellkolben der Pumpe bzw» Motor auf der vom Stelldruck beaufschlagten Seite gegenüberliegenden Seite von einem, dem Stelldruck entgegenwirkenden Steuerdruck beaufschlagt wird, wenn die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine unterschritten wird.

Eine derartige Regeleinrichtung ist aus der DT-OS 1 576 317 bekannt geworden. Dabei wird die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine durch einen Drehzahlregler festgestellt, der bei Unterschreiten der Soll-Drehzahl über ein Schaltventil den Stelldruck auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens der Verstelleinrichtung der Pumpe leitet. Die Pumpe wird

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schnellstmöglich auf Nullhüb zurückgestellt, d.h. das übersetzungsverhältnis des Getriebes zurückgestellt, um die überlastung der Brennkraftmaschine zu beseitigen, bis sich deren Drehzahl wieder auf die Soll-Drehzahl erhöht hat. Damit ist eine Regelung auf einen bestimmten Arbeitspunkt hin, d.h. eine I^-Regelung, verwirklicht, bei der angestrebt ist, die einmal eingestellte Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine jeweils schnellstmöglich genau wieder zu erreichen.

Derartigen Regelungen haftet der Nachteil an, daß sie zum "Pendeln" neigen.

Der Erfindung liegt übereinstimmend mit dem genannten Stand der Technik die allgemeine Aufgabe zugrunde, die Drehzahl der Brennkraftmaschine möglichst konstant zu halten, und löst die spezielle Aufgabe, eine proportional zur Abweichung der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine wirkende Getriebeverstellung auf einfache Weise ai erreichen.

Diese Getriebeverstellung erfolgt bei einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Größe des Steuerdruckes von einem Grenzlastregelventil festgelegt wird, das einen von dem ist-drehzahl-abhängigen Stelldruck beaufschlagten und in eine Endlage vorgespannten Steuerschieber aufweist, der entgegen der istdrehzahl-abhängigei Stelldruck-Kraft von einer von der Solldrehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Kraft beaufschlagt ist, und daß bei abfallendem Stelldruck der Steuerschieber über eine Steuerkante den Stelldruck als Steuerdruck auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens gibt und über eine zweite Steuerkante die Verbindung dieser Seite des Stellkolbens zumÄblauf entsprechend verschließt, sowie der Steuerdruck gleichzeitig auf eine gegen die solldrehzahl-abhängige Kraft wirkende Steuerfläche gegeben wird.

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Dabei kann in bekannter Weise der Sollwert des Steuerdruckes und damit die von der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Kraft entweder durch eine auf den Steuerschieber wirkende Feder konstant eingestellt werden oder gemeinsam mit dem Drehzahl-Verstellhebel der Brennkraftmaschine (Gaspedal) verstellt werden. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird eine zur Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine genau proportionale Verstellung des Getriebes erreicht, indem zur Drehzahl-Änderung der Brennkraftmaschine proportional der Steuerdruck aufgebaut wird. Bs liegt eine sog. Proportional Regelung oder P-Regelung vor.

Die erfindungsgemässe Ausbildung des Grenzlastregelventiles ermöglicht ein schnelles Ansprechen der Regelung, ohne daß ein Pendeln auftreten kann.

In zweckmässiger, an sich bekannter Ausbildung der Erfindung wird der von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Stelldruck von einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Hilfspumpe erzeugt.

Eine beispielsweise Ausfuhrungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Antriebsaggregat mit dem erfindungsgemässen Grenzlastregelventil und

Fig. 2 schematisch das Grenzlastregelventil.

Das Antriebsaggregat umfaßt gemäß Fig. 1 ein aus Hydropumpe und Hydromotor 2 bestehendes hydrostatisches Getriebe, wobei Hydropumpe 1 und Hydromotor 2 durch Arbeitsdruckleitungen 3, verbunden sind. Die Hydropumpe 1 wird von einer Brennkraftmaschine 5 angetrieben, die gleichzeitig eine Hilfspumpe 6

zur Erzeugung eines Stellöldruckes für die Verstellung der Hydropumpe 1 durch die Verstelleinrichtung 7 antreibt. Die Verstelleinrichtung 7 umfasst einen Stellkolben 8, der von Federn 9, 1o zentriert wird. Je nach gewünschter Schwenkrichtung der Pumpe 1 und damit Hochdruckerzeugung in der Hochdruckleitung 3 oder 4 zur Festlegung der Drehrichtung des Hydromotors 2 wird der Stellkolben 8 über die Stelleitungen 11 oder 12 jeweils von der einen oder anderen Seite unter STelldruck gesetzt. Der Stellkolben 8 der Stelleinrichtung braucht nicht unmittelbar kraftschlüssig die Pumpe 1 zu verstellen. Es kann sich bei dem Stellkolben auch um den Vorsteuerkolben eines Servomotors für die Verstellung der Pumpe 1 handeln.

Die Hilfspumpe 6 ist über eine Leitung 13, die über ein Grenzlastregelventil 14, das in Verbindung mit Fig. 2 näher beschrieben wird, mit einem Drehrichtungs-Schaltventil 15 für die Festlegung der Drehrichtung des hydrostatischen Getriebes 1, 2 verbunden. Je nach Stellung des Schaltventiles 15 wird der in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 durch die Hilfspumpe 6 in der Leitung 13 erzeugte Stelldruck auf die Stelleitung 11 oder 12 gegeben und damit die Pumpe 1 in der gewünschten Richtung verschwenkt.

Das Grenzlastregelventil 14 umfasst gemäß schematischer Darstellung in Fig. 2 einen in einem Gehäuse angeordneten Steuerschieber 16, der einerseits von einer Feder 17 belastet ist und andererseits eine Steuerfläche 18 aufweist. Die Feder 17 bestimmt durch ihre auf den Steuerschieber 16 ausgeübte Kraft die Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Feder 17 stützt sich dazu auf einem Widerlager 19 (Fig. 1) ab, das über die Verbindung 2o beispielsweise mit einem Drehzahl-Verstellhebel 21 der Brennkraftmaschine 5 verbunden ist. Der der Steuerfläche 18 zugeordnete Steuerraum 22 steht mit der Leitung 13 in

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Verbindung. Der Steuerschieber 16 weist eine zweite Steuerfläche 23 in einem Steuerräum 24, eine den Steuerraum 25 öffnende oder schließende Steuerkante 26, einen Steuerraum 27, einen Steuerraum 29 sowie eine den Steuerraum 31 öffnende oder schließende Steuerkante 32 auf. Der Steuerraum 25 ist wie der Steuerraum 22 mit der Leitung 13 verbunden und andererseits zur Weiterleitung des Stelldruckes über die Leitung mit dem Schaltventil 15 verbunden. Die Steuerräume 24, und 31 sind mit der Leitung 34 verbunden, die zur Weiterleitung des zur Regelung auf die nicht vom Stelldruck der Leitung 13, 33 belastete Seite des Stellkolbens 8 aufzubringenden Steuerdruckes dient. Der Steuerraum 29 ist mit dem Ablauf bzw. Tank 35 verbunden.

Die Wirkungsweise der proportionalen Grenzlastregelung ist folgende:

In der Leitung 13 und damit in den Steuerräumen 22 und herrscht der von der Hilfspumpe 6 gelieferte Stelldruck, welcher eine Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Dieser Stelldruck wirkt auch auf die Steuerfläche des Steuerschiebers 16 und damit gegen die Feder 17. Der Sollwert des maximalen Stelldruckes ist entsprechend der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 über die Feder 17 entweder konstant eingestellt oder er wird in Abhängigkeit vom Drehzahl-Verstellhebel 21 der Brennkraftmaschine verstellt. Solange der Stelldruck in der Leitung 13 und die Kraft der Feder 17 im Gleichgewicht sind, nimmt der Steuerschieber 16 die dargestellte Lage ein. Der Stelldruck wird über den Steuerraum 25 und die Leitung 33 dem Schaltventil zugeführt und durch dieses je nach Schaltstellung über die

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Stelleitungen 11 oder 12 auf eine der beiden Seiten des Stellkolbens 8 gegeben. Die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens 8 wird über die Leitung 12 oder 11 und ebenfalls das Schaltventil 15, die Leitung 34 den Steuerraum 31, über die offenen Steuerkanten 32 undixkx und den Steuerraum 29 mit dem Ablauf bzw. drucklosen Tank 35 verbunden. Der Stelldruck wirkt allein gegen die jeweils gegenüberliegende Zentrierfeder 1o oder 9 der Stelleinrichtung 7 und verstellt den Stellkolben 8 je nach Größe des Stelldruckes, d.h. der Äntriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine 5. Mit steigendem Stelldruck, d.h. steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 wird die Pumpe 1 durch die Stelleinrichtung 7 in Richtung größerer Fördermenge verstellt und damit in Richtung größerer Drehzahl des hydrostatischen Getriebes.

Sinkt der Stelldruck infolge einer Drehzahl-Verminderung der Brennkraftmaschine 5, verursacht durch zu hohe Drehraomentabnahme am hydrostatischen Getriebe 1, 2, so überwiegt die durch die Feder 17 ausgeübte Kraft auf den Steuerschieber 16 den im Steuerraum 22 auf die Steuerfläche 18 wirkenden Druck und drückt den Steuerschieber 16 in der Zeichnung nach links, wobei durch die Steuerkante 32 die Leitung 34 vom Ablauf abgeschaltet, d.h. der Steuerraum 31 verschlossen wird und durch die Steuerkante 26 der Stelldruck aus dem Steuerraum 25 in den Steuerraum 27 und damit die Leitung 34 als Steuerdruck gegeben wird. Gleichzeitig wirkt der sich in der Leitung 34 aufbauende Steuerdruck im Steuerraum 24 auf die Steuerfläche 23 und damit gegen die Feder 17 und ist bestrebt, den Steuerschieber 16 in schließender Richtung, d.h. nach rechts in den Zeichnungen, zu bewegen.

Es wird sich somit in der Leitung 34 ein Steuerdruck aufbauen, der so groß ist, daß er gemeinsam mit dem auf die Steuerfläche 18 wirkenden Stelldruck den Steuerschieber 16 gegen die

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Feder 17 in die gezeichnete Ausgangslage zumindest annähernd zurückdrückt. Gleichzeitig wirkt dieser Steuerdruck in der Leitung 34 je nach Stellung des Schaltventiles 15 über die Stelleitungen 12 oder 11 auf die der vom Stelldruck beaufschlagten Seite gegenüberliegenden Seite des Stellkolbens und verstellt die Hydropumpe 1 in Richtung verminderter PumpenausSchwenkung, was einer verminderten Drehmomentaufnahme der Pumpe entspricht. Die Drehmomentaufnahme der Pumpe wird somit proportional zum Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine herabgesetzt.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

/1 ./Rege!einrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos verstellbaren hydrostatischen Getriebe und gegebenenfalls weiteren Abtrieben bestehendes Antriebsaggregat, bei dem die verstellbare Pumpe und/oder Motor des hydrostatischen Getriebes durch einen von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Stelldruck verstellt werden, wobei der Stellkolben der Pumpe bzw. Motor auf der vom Stelldruck beaufschlagten Seite gegenüberliegenden Seite von einem, dem Stelldruck entgegenwirkenden Steuerdruck beaufschlagt wird, wenn die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine unterschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Steuerdruckes von einem Grenzlastregelventil (14) festgelegt wird, das einen von dem istdrehzahl-abhängigen Stelldruck beaufschlagten und in eine Endlage vorgespannten Steuerschieber (16) aufweist, der entgegen der istdrehzahl-abhängigen Stelldruck-Kraft von einer von der Solldrehzahl der Brennkraftmaschine (5) abhängigen Kraft beaufschlagt ist, und daß bei abfallendem Stelldruck der Steuerschieber (16) über eine Steuerkante (26) den Stelldruck als Steuerdruck auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens (8) gibt und über eine zweite Steuerkante (32) die Verbindung dieser Seite des Stellkolbens (8) zum Ablauf (35) entsprechend verschließt, sowie der Steuerdruck gleichzeitig auf eine gegen die solldrehzahl-abhängige Kraft wirkende Steuerfläche (23) gegeben wird.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Drehzahl der Brennkraftmaschine (5) abhängige Stelldruck von einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Hilfspumpe (6) erzeugt wird.

Der Patentanwalt

Im

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