DE3007781A1

DE3007781A1 - Infinitely variable drive pressure control system - has pressure limit value between constant output pump and throttle

Info

Publication number: DE3007781A1
Application number: DE19803007781
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 6114 Großumstadt Eckhardt; Alfred 8752 Johannesberg Krusche
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1981-10-01

Abstract

The control system is for infinitely variable hydrostatic drive whose setting is determined by a control pressure generated in a flow in front of a throttle by a constant output pump, driven at the speed of the drive input shaft. A branch pipe from that between the pump and throttle leads to the control pressure pipe. Between the junction point (16) of this branch pipe (9,12) and that from the pump (1) to the throttle (6) is a pressure limiting valve (3). The throttle may be adjustable, its adjusting member (7) and that of the driving engine being coupled together.

Description

Steuerdruckabhngige Steuereinrichtung Control pressure-dependent control device

für ein stufenlos einstellbares, vorzugsweise hydrostatisches Getriebe Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. winde solche Steuereinrichtung ist durch die DE-AS 1 555 480 bekannt. for a continuously adjustable, preferably hydrostatic transmission The invention relates to a control device according to the preamble of the patent claim 1. Such a control device is known from DE-AS 1,555,480.

Bei den bekannten Steuereinrichtungen dieser Art steig entsprechend der Druckgefällecharakteristik an einer Drosselstelle der Druck vor der Drosselstelle mit dem Quadrat des durchfließenden Stromes . Wird die Konstantpumpe von einer das Getriebe antbenden Brennkraftmaschine aus direkt angetrieben, so steigt also der vor der Drosselstelle angesfaute Steuerdruck mii: dem Quadrat der Brennkraftmaschinendrehzahl. Für den Steuerdruck muß ein Mindestwert vorgesehen sein, damit unabhängig von Schwankungen in der Viskosität und der Größe von Leckverlusten immer bei einer bestimmten Drehzahl ein bestimmter'für die vunktionsfghigkeit der Steuereinrichtung ausreichender Steuerdruck vorhanden ist. Andererseits wird für die Funktion derartiger Steuereinrichtungen immer ein bestimmter Druckbereich vorgesehen derart, daß bei dem genannten kleinsten Druck die Steuereinrichtung ihre Funktion beginnt und bei einem vorbestimmten größten Druck die Getriebe- einstellung die Endlage erreicht hat. ist das Vrhältnis zwischen kleinster im Betrieb vorgesehener Antriebsdrehzahl und größter im Betrieb vorgesehenerAntriebsdrehzahl 1 zu 3, so würde also der nur vor der Drosselstelle angestaute Steuerdruck im Verhältnis 1 zu 9 steigen. Ein so großer Druckbereich ist meistens jedoch nicht vorgesehen und würde die Folge haben, daß die Konstantpumpe bei hohen Drehzahlen eine unangemessen große Leistung aufnimmt.In the known control devices of this type, rise accordingly the pressure gradient characteristic at a throttle point, the pressure upstream of the throttle point with the square of the current flowing through it. If the fixed displacement pump is operated by a das Gear driven internal combustion engine from directly driven, so the increases control pressure mii: the square of the engine speed. A minimum value must be provided for the control pressure so that it is independent of fluctuations in the viscosity and the size of leakage losses always at a certain speed a certain control pressure which is sufficient for the functionality of the control device is available. On the other hand, for the function of such control devices always a certain pressure range provided so that in the case of the smallest Pressure the control device begins its function and at a predetermined maximum Pressure the gear setting has reached the end position. is this Ratio between the lowest drive speed envisaged in operation and the highest one The drive speed provided during operation would be 1 to 3, so that would only be in front of the throttle point accumulated control pressure increase in a ratio of 1 to 9. Such a large pressure area is mostly not provided and would have the consequence that the fixed displacement pump draws an inappropriately large amount of power at high speeds.

Um diese Nachteile zu vermeiden und das Verhältnis von größtem zu kleinstem Steuerdruck der Einrichtung an das Verhältnis von größtem zu kleinstem Steuerdruck der Steuereinrichtung anzupassen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der das Verhältnis zwischen größtem und kleinstem auftretenden Steuerdruck kleiner ist als das Quadrat des Verhältnisses zwischen größter und kleinster im Betrieb vorgeseheng Anriebsdrehzahl .To avoid these disadvantages and to maximize the ratio smallest control pressure of the device to the ratio of largest to smallest To adapt the control pressure of the control device, the invention is based on the object to create a control device of the type mentioned, in which the relationship between largest and smallest occurring control pressure is smaller than the square of the ratio between the highest and lowest drive speed provided during operation.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst. Dadurch, daß das Druckbegrenzungsventil in Reihe mit der Drosselstelle geschaltetiss, ergibt sich eine Addition des von dem Druckbegrenzungsventil erzeugten, zumindest annahernd unabhängig vom Strom konstanten Druckgefälles zu dem von der Drosselstelle erzeugten,quadratisch mit dem Strom und damit mit der Drehzahl steigenden Druckgefälle. Dadurch wird der Gesamtdruck hinter der Konstantpumpe angehoben und wird das verhältnis zwischen Steuerdruck bei einem bestimmten kleinen Strom und damit bei einer bestimmten kleinsten Drehzahl und Steuerdruck bei einem bestimmten großen Strom kleiner.This task is indicated by the characterizing part of claim 1 Feature solved. Because the pressure relief valve is in series with the throttle point switched, there is an addition of the pressure generated by the pressure relief valve, at least approximately independent of the flow constant pressure gradient to that of the Throttle point generated, quadratic with the current and thus increasing with the speed Pressure gradient. This increases the total pressure behind the fixed displacement pump and becomes the ratio between control pressure at a certain small current and thus at a certain lowest speed and control pressure at a certain big stream smaller.

vin.ge vorteilhafte Weiterausgestaltungen sind in den bTn teransprüchen angegeben.vin.ge advantageous further developments are in the bTn claims specified.

Die in den Xennzeichen der Ansprüche 2 und 3 angegebenen Merkmale sind bereits durch die eingangs genannte DE-AS 1 5 480 bekannt. Ihre Anwendung im hier vorltgenden Zusammenhang ist Jedoch besonders vorteilhaft.The features specified in the characters of claims 2 and 3 are already known from DE-AS 1 5 480 mentioned at the beginning. Your application in However, the context here is particularly advantageous.

Besonders vorteilhaft ist ferner das Zwischenschalten des zweiten extern entlasteten Druckbegrenzungsventils und das Anschließen einer zweiten Drosselstelle, weil dadurch mit Sicherheit bei einem bestimmten Strom und damit bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl ein Abschalten des Steuerdrucks bzw. Absinken des Steuerdrucks auf den Wert Null und damit Einstellen des Getriebes auf Stillstand der Abtriebswelle erzielt werden kann. Daß das zweite Druckbegrenzungsventil extern entlastet ist, d.h. der federseitige Raum mit einer Abflußleitung verbunden ist, hat den Vorteil, daß die Schaltfunktion dieses Druckbegrenzungsventils unabhängig ist von dem Druck unmittelbar hinter diesem Die.Errindung Die. Erfindung wird im weiteren anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausf!1hrungsbeispieles und eines Diggrammes erläutert.The interposition of the second is also particularly advantageous externally relieved pressure relief valve and the connection of a second throttle point, because as a result, with a certain current and thus with a certain one Drive speed, the control pressure is switched off or the control pressure drops to the value zero and thus setting the gearbox to standstill of the output shaft can be achieved. That the second pressure relief valve is relieved externally, i.e. the space on the spring side is connected to a drainage line, has the advantage of that the switching function of this pressure relief valve is independent of the pressure immediately behind this The. Invention The. Invention is further on the basis of the exemplary embodiment shown in the drawing and a diggram explained.

Die Figur 1 zeigt ein Schaltschema zu der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung. FIG. 1 shows a circuit diagram for the control device according to FIG the invention.

Figur 2 zeigt ein zugehöriges Diagramm. FIG. 2 shows an associated diagram.

Die Konstantpurr.pe 1 wird von der Getriebeein.¢angswelle des in der Zeichnung nicht mehr gezeigten hydrostatischen Getriebes angetrieben und fördert in die Leitung 2, die über. The Konstantpurr.pe 1 is supplied by the transmission input. ¢ angular shaft of the in the drawing is no longer shown hydrostatic transmission driven and promotes into line 2, which is via.

die Abzweigstelle 16 und die Leitung 4 zu dem Druckbegrenzungsventil 3 führt. Von diesem Druckbegrenzungsventil 3 fUhrt eine Leitung 5 zu der ersten Drosselstelle 6, deren Einstellglied 7 durch ein in der Zeichnung nicht mehr dargestelltes Gestänge mit dem Einstellorgan der in der Zeichnung ebenfalls nicht mehr dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist, die das Getriebe antreibt. Von der Drosselstelle 6 geht eine Leitung 8 aus, die zu einem drucklosen Behalter oder zu einem Verbraucher führen kann, sofern dessen Eignschaften die Steuerfunktion nicht stören können. the branch point 16 and the line 4 to the pressure relief valve 3 leads. A line 5 leads from this pressure relief valve 3 to the first one Throttle point 6, the adjusting member 7 by a not shown in the drawing Linkage with the adjusting member is also no longer shown in the drawing Internal combustion engine is connected, which drives the transmission. From the choke point 6 a line 8 goes out to a pressureless container or to a consumer can lead, provided that its aptitudes cannot interfere with the control function.

Von der Leitung 2 aus zweigt an der hbzweigstelle 16 eine Zweigleitung 9 ab, in der ein Druckbegrenzungsventil lo angeordnet ist, das Uber eine Entlastunasleitung ii extern entlastet ist. Der das Druckbegrenzungsventil lo durchfliessende Strom gelangt in eine Leitung 18 von der an der Abzweigstelle 17 die Steuerdruckleitung 12 abzweigt und eine zweite Zweigleitung 13 abzweigt,in der die zweite Drosselstelle 14 angeordnet ist. Der die zweite Drosselstelle 14 durchfließende Strom gelangt in eine Leitung 15, die mit der Leitung 8 verbunden ist und an die auch die Entlastungs leitung 11 angeschlossen ist. A branch line branches off from line 2 at branch point 16 9 from, in which a pressure relief valve lo is arranged, the Uber a relief line ii is externally relieved. The current flowing through the pressure relief valve lo reaches a line 18 from which the control pressure line at the branch point 17 12 branches off and a second branch line 13 branches off, in which the second throttle point 14 is arranged. The current flowing through the second throttle point 14 arrives into a line 15, which is connected to the line 8 and to which also the relief line 11 is connected.

Das Druckbegrenzungsventi} 3 ist im Betrieb durch den von der Pumpe 1 geförderten Strom ständig geöffnet und erzeugt zwischen den Leitung 2 und 5 ein bestimmtes durch die Charakteristik des Druckbegrenzungsventils 3 gegebenes Druckgernlle, dessen Abht:gigkeit von dem das Druckbegrenzungsventil durchRlieSenden Strom vernachlässigbar ist.The pressure relief valve 3 is in operation by the pump 1 funded stream is constantly open and generated between lines 2 and 5 certain pressure values given by the characteristics of the pressure relief valve 3, its dependence on the current flowing through the pressure relief valve is negligible is.

Auch dann, wenn vor der Drosselstelle 6 kein Druck angestaut wird, steht also in der Leitung 2 schon der durch das Druckbegrenzungsventil 3 bestimmte Druck an. Dieser praktisch konstante Druck wird durch die Linie « in Fi-Figur 2 gekennzeichnet.Even if no pressure is built up in front of the throttle point 6, is therefore already in the line 2 determined by the pressure relief valve 3 Pressure on. This practically constant pressure is indicated by the line in FIG marked.

In dem Diagramm Figur 2 sind verschiedene Drücke Uber dem Förderstrom der Konstantpumpe 1 aufgetragen.In the diagram of FIG. 2, various pressures are shown above the delivery flow the fixed displacement pump 1 applied.

Wäre das D-uckbegrenzungsventil 3 nicht vorhanden und die Leitung 9 unmittelbar die Steuerdruckleitung, so stUnde in der Leitung 2 und damit in der Leitung 9 jeweils der vor der Drosselstelle 6 angestaute Druck an, der somit einen quadratischen Verlauf hätte, entsprechend dem Verlauf der Kurve b über der Linie a. Es ist deutlich, daß das Verhältnis der Köhe der Linie b über der Linie a bei kleinen und bei großen Förderströmen grober ist, als das Verhältnis bei der Linie b Uber der Abzisse bei den gleichen Förderströmen.If the pressure relief valve 3 and the line were not available 9 directly the control pressure line, so would be in line 2 and thus in the Line 9 in each case the pressure built up in front of the throttle point 6, which is thus a would have a quadratic course, corresponding to the course of curve b above the line a. It is clear that the ratio of the heights of line b to line a at small and large flow rates is coarser than the ratio for the line b Abcissa at the same flow rates.

Da aber das Druckbegrenzungsventil 3 in der Schaltung vorhanden ist und ein.konstantes Druckgefälle zwischen der Leitung 2 und der Leitung 5 erzeugt, wird der in der Leitung 2 anstehende Druck gleich der Summe aus dem Druckgefälle in dem Druckbegrenzungsventil 3 und dem vor der Drosselstelle 6 anstehenden Druck, welcher durch das Druckgefälle zwischen den Leitungen 5 und 8 bestimmt ist.But since the pressure relief valve 3 is present in the circuit and a constant pressure gradient is generated between line 2 and line 5, the pressure in line 2 is equal to the sum of the pressure gradient in the pressure relief valve 3 and the pressure in front of the throttle point 6, which is determined by the pressure gradient between lines 5 and 8.

Das heißt, wäre das Druckbegrenzungsventil io nicht vorhanden, aber das Druckbegrenzungsventil 3 und die Drossel- stelle 6 vorhanden, so würde der Druckverlaur in der Leitung 9 aufgetraoen Uber dem Förderstrom entsprechend der Kurve b über der Abzisse verlaufen. Das Kurventeil c verlä.ufUu genau parallel zur Abzisse. Die Kurve g ist eine Fortsetzung der Kurve b, jedoch gegenüber der Kurve b um soviel parallelverschoben,wie sich durch den Verlauf der Linie c parallel zur Abzisse ergibt. Der VerlauP der Kurve b im Bereich der Drehzahl n2 ist sehr flach, so da3 mit RUeksicht auf technische Ungenauigkeiten,unterschiedliche lviskositäten und dergleichen, nie ein genaues Einstellen des Getriebes auf Null bei einem bestimmten Förderstrom, d.h. einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzielen ist. Die Drehzahl n 2 wird als dieJenige Drehzahl festgelegt, bei deren Erreichen das Getriebe aussteuern soll, beispielsweise bei einem Fahrzeug ist das die Drehzahl, die die Brennkraftmaschine erreicht haben soll, wenn das Fahrzeug beginnt, sich in Bewegung zu setzen.That is, if the pressure relief valve would not be present, but the pressure relief valve 3 and the throttle place 6 available, so the pressure depletion in the line 9 would be poured over the flow rate accordingly the curve b extend over the abscissa. The part of the curve c runs exactly parallel to the abscissa. The curve g is a continuation of the curve b, but opposite to that Curve b shifted in parallel by as much as is parallel due to the course of line c results in the abscissa. The course of the curve b in the range of the speed n2 is very flat, so that with consideration of technical inaccuracies, different viscosities and the like, never an accurate setting of the transmission to zero at a particular one Delivery flow, i.e. a certain speed of the internal combustion engine can be achieved. The speed n 2 is defined as the speed at which the Should control the transmission, for example in a vehicle this is the speed, which the internal combustion engine should have reached when the vehicle starts to move to set in motion.

Der durch die genannten Ungenauigkeiten gegebene Nachteil wird durch das Einschalten des DuckbegrenzungsventiIs lo vermieden. Herrscht in der Leitung 9 ein kleiner Druck, so ist das Druckbegrenzungsventil lo geschlossen. Der gesamte von der Konstantpumpe 1 geförderte Strom fließt über die Leitungen 2 und 4,das Druckbegrenzungsventil 3 und die Leitung 5 und durch die Drosselstelle 6 ab. Da das Druckbegrenzungsventil lo geschlossen ist, steht in der Steuerdruckleitung 12 kein Druck an. Ist die Drehzahl n1 erreicht, ist der Förderstrom der Pumpe 1 groß genug, um in der Leitung 2 und damit der Leitung 9 einen Druck zu erzeugen, der das Druckbegrenzungsventil lo zu öffnen beginnt. Die Summe der Druckgefälle im Druckbegrenzungsventil lo und in der Drosselstelle 14 ist gleich der Summe der Druckgefälle im Druckbegrenzungsventil 3 und der Drosselstelle 6, so daß zwischen Druckberenzungs ventil lo und Drosselstelle 14, d.h in der Dructleitung 12, sehr langsam ein Druckaufbau beginnt entsprechend der Linie d.The disadvantage given by the inaccuracies mentioned is through the switching on of the pressure relief valve lo avoided. Dominates the line 9 a small pressure, the pressure relief valve lo is closed. The whole Current delivered by the fixed displacement pump 1 flows via lines 2 and 4, the pressure relief valve 3 and the line 5 and through the throttle point 6. As the pressure relief valve lo is closed, there is no pressure in the control pressure line 12. Is the speed n1 is reached, the flow rate of pump 1 is large enough to flow in line 2 and so that the line 9 to generate a pressure that the pressure relief valve lo too opening begins. The sum of the pressure drops in the pressure relief valve lo and in the Throttle point 14 is equal to the sum of the pressure gradient in the pressure relief valve 3 and the throttle point 6, so that between Druckberenzungs Valve lo and throttle point 14, i.e. in the Dructleitung 12, a pressure build-up very slowly begins according to line d.

Rei dem bei der Drehzahl n2 erreichten Förderstrom ist das Druckbegrenzungsventil lo völlig geöffnet, so daß jetzt parallel das Druckgefälle in der Drosselstelle 14 parallel geschaltet ist zu dem Druckgefälle in dem Druckbegrenzungsventil 3 und der Drosselstelle 6.The pressure relief valve is the flow rate reached at speed n2 lo completely open, so that the pressure drop in the throttle point is now parallel 14 is connected in parallel to the pressure gradient in the pressure relief valve 3 and the throttle point 6.

Ist die das Getriebe antreibende Brennkraftmaschine auf maximale Leistungsabgabe bei der Drehzahl nzaX eingestellt, so ist über das Einstellorgan 7 die Drosselstelle 6 soweit wie möglich geöffnet. Wird bei dieser Einstellung auf die gewählte Leistung jetzt die Brennkraftmaschine Uberlastet, so sinkt deren Drehzahl und damit der Förderstrom der Pumpe 1 rasch ab, so daß infolge der weiten Uffnung der Drosselstelle 6 auch der Druck in der Leitung 2 absinkt und damit das Druckbegrenzungsventil lo schließt, so da3 sich für den Steuerdruck die Abschaltregelkurve e ergibt. Die ausgezogene Linie r überträgt die Steuerfunktion, die sich bei einer Brennkraftmaschine mit Gemischregelung durch Ein spritzung durch die Ubliche Abregelkurve der Einspritzmaschine ergibt. Die Geenüberstellung der Linien e und f macYtdeutlich, daß nicht die Brennkraftmaschine durch Uberlastung. zum Stillstand gebracht werden kann. Das gleiche gilt auch für jede andere Einstellung der Brennkraftmaschne auf kleinere Leistung sabgabe, bei der dann die Drosselstelle 6 entsprechend weniger weit geöffnet ist. Das hei3t die Kurve e'ist eine Parallelverschiebung zu der Kurve d und kann njedem Bereich zwischen der gezeichneten Kurve e und der gezeichneXn Kurve d liegen, abhängig von der Einstellung der Brennkraftmaschine und der Öffnungsweite der Drosselstelle 6. Die Einstellung der Drosselstelle 6 bestimmt somit die Brennkraftmaschinendrehzahl, bei der der Regelvorgang für die Getriebeeinstellung abläuft. Durqh geeignete Wahl der Weiten der prosselstellen und der Ventiacharakteristiken kann somit eine steilere Abregelkurve und somit schnelleres Zurückregeln des Getriebes und folglich Entlasten der 3rennkraftm.aschine und somit eine geringere Herabdrückung der Drehzahl der Brennkraftmaschine vor Beginn eines wirksamen Zurückregeln des Getriebes erzielt werden.Is the internal combustion engine driving the transmission to maximum power output set at the speed nzaX, the throttle point is set via the setting element 7 6 open as far as possible. With this setting it is applied to the selected output If the internal combustion engine is now overloaded, its speed and thus the flow rate decrease the pump 1 from rapidly, so that due to the wide opening of the throttle point 6 also the pressure in line 2 drops and the pressure relief valve lo closes, so that the shutdown control curve e results for the control pressure. The undressed Line r transfers the control function that is involved in an internal combustion engine Mixture control by injection through the usual control curve of the injection machine results. The juxtaposition of lines e and f makes it clear that it is not the internal combustion engine due to overload. can be brought to a standstill. The same goes for any other setting of the internal combustion engine to lower power output which then the throttle point 6 is correspondingly less open. That means the Curve e 'is a parallel shift to curve d and can be in any range between of the drawn curve e and the drawn curve d, depending on the setting the internal combustion engine and the opening width of the throttle point 6. The setting the throttle point 6 thus determines the engine speed at which the Control process for the gear setting is running. Suitable choice of widths the proselets and the characteristics of the vent can thus be a steeper regulation curve and thus faster regulation of the transmission and consequently Relief of the 3rennkraftm.maschine and thus a lower reduction of the speed achieved by the internal combustion engine before the start of an effective reduction of the transmission will.

Claims

Control device for a continuously adjustable, preferably hydrostatic transmission whose setting position by the size of a Control pressure is determined, which is generated upstream of a throttle point in a stream, which is driven by one with the input speed of the transmission input shaft Constant pump is generated, from which the constant pump with the throttle point connecting line branches off a branch line leading to the control pressure line, characterized in that the fixed displacement pump (1) with the throttle point (6) connecting line between the branch parts (16) of the control pressure line (9, 12) and the throttle point (in) a pressure relief valve (3) is arranged.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the Throttle point (6) is arbitrarily adjustable.

3. Control device. according to claim 2 for one of an internal combustion engine driven gear, characterized in that the setting element f-ar the internal combustion engine and the adjusting element (7) for the throttle point (6) in operative connection with one another stand.

4. Control device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in which the constant pump (1) with the throttle point (6) connecting line (2, 5) upstream of the pressure relief valve (3) branching branch line (9) an externally relieved pressure relief valve (lo) is arranged and behind this on the one hand the control pressure line (18) and on the other hand another line (135 branches off, which leads to another throttle point (14).