DE4001306A1

DE4001306A1 - Hydraulic system for vehicle - has controlling fluid pressure and speed of hydromotor driving variable-speed pump

Info

Publication number: DE4001306A1
Application number: DE19904001306
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Waigle; Uwe Dipl Ing Altmann; Horst Dr Ing Dr Hesse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1991-07-25

Abstract

The system has two or more pumps (11,12) driven by the combustion engine (10) and supplying the steering device and one or more rotating hydromotors (22) associated with an auxiliary assembly (34) such as a generator and/or a ventilator. An electronic control (33) controls control devices (28) that regulate the pressure of the fluid. One of the pumps is a constant speed pump (11) and supplies the steering whilst the other is variable speed. The variable-speed pump (12) is supplied by a speed-controlled hydromotor (22) and also supplies an operating cylinder. A valve (39) lies in the line between pump (12) and hydromotor. A sensor (37) measures pressure and sends signals to the electronic control. USE/ADVANTAGE - For vehicle. Simple, cheap, reliable. Reduced number of electronic control devices.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage für ein Kraftfahrzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Hydraulikanlage sind eine relativ große Anzahl von Steuergeräten für die Betätigung der einzelnen Verbraucher notwendig. Dadurch wird sie kompliziert, störanfällig und teuer.The invention relates to a hydraulic system for a motor vehicle according to the genus of the main claim. In such a known one Hydraulic systems are a relatively large number of control units for the actuation of the individual consumers is necessary. It will complicated, prone to failure and expensive.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Hydraulikanlage für ein Kraftfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie für die Versorgung einer größeren Anzahl von Ver brauchern sehr einfach und zweckmäßig gestaltet ist.The hydraulic system according to the invention for a motor vehicle with the In contrast, characteristic features of the main claim Advantage that they are used to supply a larger number of ver is very simple and functional.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus Beschreibung und Zeichnung. Further advantages of the invention emerge from the subclaims as well as from description and drawing.

drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Fig. 1 eine Hydraulikanlage für ein Kraftfahrzeug in schematischer Dar stellung, in Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2.Two embodiments of the invention are shown in the following description and drawing. This shows in Fig. 1 a hydraulic system for a motor vehicle in a schematic Dar position, in Fig. 2 a modification of the embodiment of FIG. 2nd

description

Die Hydraulikanlage nach Fig. 1 wird heute auch als hydraulisches Bordnetz bezeichnet, da sie auf zweckmäßige Art und Weise, d. h. mit geringem Aufwand eine größere Anzahl von Verbrauchern bedient. Zu diesem Zweck werden von der Brennkraftmaschine 10 des Fahrzeugs eine Konstantpumpe 11 sowie eine Verstellpumpe 12 synchron angetrieben. An die Förderleitung 13 der Konstantpumpe 11 ist eine hydraulische Lenkanlage angeschlossen, die nicht dargestellt ist, da hinlänglich bekannt. Es sei lediglich erwähnt, daß in der Förderleitung 13 ein Dreiwege-Stromregelventil 14 angeordnet ist mit Überschußleitung 15 zum Behälter 20. Die Verstellpumpe 12 saugt ebenfalls Druckmittel aus dem Behälter 20 an und fördert es in eine Leitung 16, in welcher unmittelbar hinter der Pumpe in bekannter Weise eine Meßdrossel 17 angeordnet ist, mit deren Hilfe eine Volumenstromregelung der Pumpe 12 erreicht wird. Zu diesem Zweck ist stromabwärts der Drossel 17 an die Leitung 16 eine Steuerleitung 18 angeschlossen, die zur Stell einrichtung 19 der Verstellpumpe führt. Weiter ist hierauf nicht eingegangen, da allgemein bekannt. In der Fig. 1 macht die Leitung 16 einen Knick, was jedoch nur aus zeichentechnischen Gründen der Fall ist. Jedenfalls führt sie zu Betätigungszylindern des Fahr zeugs, beispielsweise Niveauregelung, Differentialsperre, Anti schlupfregelung usw. The hydraulic system according to FIG. 1 is now also referred to as a hydraulic vehicle electrical system, since it serves a larger number of consumers in an expedient manner, ie with little effort. For this purpose, a constant pump 11 and a variable displacement pump 12 are driven synchronously by the internal combustion engine 10 of the vehicle. A hydraulic steering system is connected to the delivery line 13 of the constant pump 11 , which is not shown since it is well known. It should only be mentioned that a three-way flow control valve 14 is arranged in the delivery line 13 with an excess line 15 to the container 20th The variable displacement pump 12 also draws in pressure medium from the container 20 and conveys it into a line 16 , in which a measuring throttle 17 is arranged in a known manner immediately behind the pump, with the aid of which a volume flow control of the pump 12 is achieved. For this purpose, a control line 18 is connected downstream of the throttle 17 to the line 16 , which leads to the actuating device 19 of the variable displacement pump. This has not been discussed further since it is generally known. In Fig. 1, the line 16 makes a kink, but this is only the case for drawing reasons. In any case, it leads to actuating cylinders of the vehicle, for example level control, differential lock, anti-slip control, etc.

Von der Leitung 16 zweigt eine Leitung 21 ab, die zu einem drehzahl regelbaren Hydromotor 22 beliebiger Bauart führt, beispielsweise ein Axialkolbenmotor oder zweckmäßigerweise ein Zahnradmotor, der wesentlich billiger ist. Derartige drehzahlregelbare Zahnradmotoren sind z. B. bekannt aus der DE-PS 23 49 304. Die Verstelleinrichtung des Hydromotors 22 ist mit 22A bezeichnet. Um den Hydromotor herum verläuft eine Bypassleitung 23 mit Rückschlagventil 24. Vom Hydro motor 22 führt eine Rückleitung 25, in welche auch die Bypassleitung 23 mündet, zurück zum Behälter 20. Von der Leitung 21 geht vor der Leitung 23 eine Steuerleitung 27 aus, die zu einem Wegeventil 28 mit den Schaltstellungen I und II führt. Von diesem Wegeventil führt die Steuerleitung 27 weiter und mündet in die Leitung 23 hinter dem Rückschlagventil 24. Von der Steuerleitung 27 zweigt eine Steuer leitung 29 ab, die zur Stelleinrichtung 22A des Hydromotors führt. In der Steuerleitung 27 ist vor der Abzweigung der Steuerleitung 29 eine Drossel 30 angeordnet. Das Wegeventil 28 ist elektromagnetisch betätigbar durch einen Elektromagneten 29, von dem eine elektrische Leitung 32 zu einem elektronischen Steuergerät 33 führt. Der Hydro motor 22 treibt den Generator 34 des Fahrzeugs an.A line 21 branches off from line 16 , which leads to a speed-controllable hydraulic motor 22 of any type, for example an axial piston motor or expediently a gear motor, which is considerably cheaper. Such speed-controllable gear motors are e.g. B. known from DE-PS 23 49 304. The adjusting device of the hydraulic motor 22 is designated 22 A. A bypass line 23 with a check valve 24 runs around the hydraulic motor. From the hydraulic motor 22 , a return line 25 , into which the bypass line 23 also leads, leads back to the container 20 . A control line 27 extends from line 21 before line 23 , which leads to a directional valve 28 with the switching positions I and II. The control line 27 continues from this directional control valve and opens into the line 23 behind the check valve 24 . From the control line 27 branches off a control line 29 , which leads to the actuator 22 A of the hydraulic motor. A throttle 30 is arranged in the control line 27 before the control line 29 branches off. The directional control valve 28 can be actuated electromagnetically by an electromagnet 29 , from which an electrical line 32 leads to an electronic control unit 33 . The hydraulic motor 22 drives the generator 34 of the vehicle.

An die Leitung 16 ist weiterhin ein Druckspeicher 35 angeschlossen, sowie über eine Leitung 36 ein Drucksensor 37, von dem eine elek trische Leitung 38 ebenfalls zum elektronischen Steuergerät 33 führt. In der Leitung 21 ist ein 2/2-Wegeventil 39 angeordnet mit den Schaltstellungen I und II, das ebenfalls durch einen Elektro magneten 40 betätigt wird, von dem eine Leitung 41 ebenfalls zum elektronischen Steuergerät 33 führt. Um das Wegeventil 39 herum führt eine Bypassleitung 21A, in dem ein Stromregelventil 42 ange ordnet ist. Die gesamte Hydraulikanlage ist abgesichert durch ein Druckbegrenzungsventil 43.To the line 16 , a pressure accumulator 35 is also connected, and via a line 36 a pressure sensor 37 , from which an electrical line 38 also leads to the electronic control unit 33 . In the line 21 , a 2/2-way valve 39 is arranged with the switching positions I and II, which is also actuated by an electric magnet 40 , from which a line 41 also leads to the electronic control unit 33 . Around the directional valve 39 leads a bypass line 21 A, in which a flow control valve 42 is arranged. The entire hydraulic system is protected by a pressure relief valve 43 .

Wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, darf der Hydromotor 22 den Generator 34 nicht antreiben, weil die Antriebsleistung der Startanlage für Hydromotor und Generator nicht ausreicht. Zu diesem Zweck ist das Wegeventil 28 in Durchflußstellung I, so daß das in der Leitung 21 fließende Druckmittel in die Steuerleitung 27 gelangt und über das Wegeventil 28 in die Rückleitung 25. Damit baut sich auch in der Steuerleitung 29K ein Druck auf, so daß die Ver stelleinrichtung 22A den Hydromotor so einstellt, daß dieser kein Drehmoment abgibt. Hat die Brennkraftmaschine eine Drehzahl von z. B. 500 U/min erreicht, so gibt das elektronische Steuergerät 33 ein Signal an den Elektromagneten 29 des Wegeventils 28, worauf dieses in Sperrstellung I gebracht wird. Nunmehr baut sich in den Steuerleitungen 29, 27 Druck auf, so daß über die Stelleinrichtung 22A der Hydromotor angetrieben wird und damit auch der Generator 34. Bei Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine wird die Verstellpumpe 12 infolge Wirkung der Meßdrossel 17 auf maximalen Förderstrom einge stellt. Das Wegeventil 39 war die ganze Zeit über in Durchfluß stellung II. Die Drossel 30 in der Steuerleitung 27 begrenzt den durch die Leitung 27 fließenden Flüssigkeitsstrom.When the internal combustion engine is started, the hydraulic motor 22 must not drive the generator 34 because the drive power of the starting system for the hydraulic motor and generator is insufficient. For this purpose, the directional control valve 28 is in the flow position I, so that the pressure medium flowing in the line 21 passes into the control line 27 and via the directional control valve 28 into the return line 25 . This also builds up a pressure in the control line 29 K, so that the adjusting device 22 A adjusts the hydraulic motor so that it does not emit any torque. The internal combustion engine has a speed of z. B. 500 rpm reached, the electronic control unit 33 gives a signal to the electromagnet 29 of the directional control valve 28 , whereupon this is brought into the blocking position I. Now pressure builds up in the control lines 29 , 27 so that the hydraulic motor is driven via the actuating device 22 A and thus also the generator 34 . At the nominal speed of the internal combustion engine, the variable displacement pump 12 is set to the maximum flow rate due to the action of the measuring throttle 17 . The directional control valve 39 was in the flow position II all the time. The throttle 30 in the control line 27 limits the liquid flow flowing through the line 27 .

Wird nun beispielsweise ein an die Leitung 16A angeschlossener Stellzylinder betätigt und sinkt der Druck in dieser Leitung, so gibt der Drucksensor 37 ein elektrisches Signal an das elektronische Steuergerät 33. Dieses gibt nun ein entsprechendes Signal an den Elektromagneten 40 des Wegeventils 39, das nun in Sperrstellung I verstellt wird. Druckmittel kann zu diesem Zeitpunkt nur noch über das Stromregelventil 42 und die Leitung 21A zum Hydromotor 22 fließen, dessen Drehzahl nun absinkt und damit auch die des Generators 34. Nun muß die Verstellpumpe 12 so eingestellt werden, daß sie rasch den Druck in der Leitung 16A wieder aufbaut, wobei auch stets der Druckspeicher 35 aufgeladen hat. Ist der richtige Druck wieder erreicht, gibt der Drucksensor 37 ein entsprechendes Signal derart, daß das Wegeventil 39 wieder in seine Durchfluß stellung II geschaltet wird. Nun wird der Hydromotor 22 wieder voll versorgt.If, for example, an actuating cylinder connected to the line 16 A is actuated and the pressure in this line drops, the pressure sensor 37 outputs an electrical signal to the electronic control unit 33 . This now gives a corresponding signal to the electromagnet 40 of the directional valve 39 , which is now adjusted in the blocking position I. At this point in time, pressure medium can only flow via the flow control valve 42 and the line 21 A to the hydraulic motor 22 , the speed of which now drops and thus also that of the generator 34 . Now the variable pump 12 must be set so that it quickly builds up the pressure in line 16 A again, the pressure accumulator 35 also always being charged. If the correct pressure is reached again, the pressure sensor 37 gives a corresponding signal such that the directional valve 39 is switched back to its flow position II. The hydraulic motor 22 is now fully supplied again.

Auf die Wirkungsweise der Konstantpumpe 11 einschließlich hydrau lischer Lenkung ist nicht weiter eingegangen, da nicht erfindungs wesentlich. Es sei lediglich erwähnt, daß das Stromregelventil 14 für einen Konstantstrom für die Lenkung sorgt. The operation of the constant pump 11 including hydrau lic steering is not discussed further, since not essential to the invention. It should only be mentioned that the flow control valve 14 provides a constant current for the steering.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem jenigen nach Fig. 1 dadurch, daß nun noch ein zweiter rotierender Hydromotor 45 von der Verstellpumpe 12 versorgt wird. Im übrigen sind gleiche Teile wie zuvor mit denselben Ziffern bezeichnet. An die Leitung 16 der Verstellpumpe 12 ist nun noch eine Leitung 46 angeschlossen, die zum drehzahlregelbaren Hydromotor 45 führt, welcher den Lüfter 47 der Brennkraftmaschine antreibt. Dieser ist wiederum genauso ausgebildet wie der Hydromotor 22. In der Leitung 46 ist ein Wegeventil 48 mit den Schaltstellungen I und II angeord net, das durch einen Elektromagneten 49 betätigt wird, der seine Signale wiederum vom elektronischen Steuergerät - nunmehr mit 133 bezeichnet - erhält. Die Steuerung des Hydromotors 45 erfolgt praktisch in derselben Weise wie diejenige des Hydromotors 22, also wiederum über ein Bypasswegeventil 52 und über eine Bypassleitung 53. Diese Teile sind nicht in allen Einzelheiten bezeichnet, da sie genau denjenigen am Hydromotor 22 gleichen.The exemplary embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that a second rotating hydraulic motor 45 is now supplied by the variable displacement pump 12 . Otherwise, the same parts as before are denoted by the same numbers. A line 46 is now connected to the line 16 of the variable displacement pump 12 , which leads to the speed-controllable hydraulic motor 45 which drives the fan 47 of the internal combustion engine. This is in turn designed in exactly the same way as the hydraulic motor 22 . In the line 46 is a directional valve 48 with the switching positions I and II angeord net, which is actuated by an electromagnet 49 , which in turn receives its signals from the electronic control unit - now designated 133 . The hydraulic motor 45 is controlled practically in the same way as that of the hydraulic motor 22 , that is to say again via a bypass directional valve 52 and a bypass line 53 . These parts are not labeled in detail since they are exactly the same as those on the hydraulic motor 22 .

Abweichend ist noch eine weitere Einzelheit, nämlich die, daß für den Druckspeicher 35 zwei elektronisch gesteuerte Druckschalter 54, 55 vorgesehen sind.Another detail is different, namely that two electronically controlled pressure switches 54 , 55 are provided for the pressure accumulator 35 .

Der funktionelle Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 liegt darin, daß der Lüfter 47 bzw. der Hydromotor 45 zuge schaltet wird, wenn die Wegeventile 48 und 45 in Schaltstellung II bzw. I stehen. Nun erfolgt durch die Stromregler 50 und 42 eine Aufteilung des Druckmittelstroms zum Hydromotor 22 und zum Hydro motor 45. Der Lüfter hat zu Anfang noch eine relativ niedrige Dreh zahl von z. B. 250 U/min (Schleppdrehzahl). Bei höherer Drehzahl anforderung am Lüfter 47 wird ein Elektromotor 56 zugeschaltet (z. B. ab 1000 U/Min), der nun den Lüfter 47 antreibt. Das Wege ventil 52 wird danach in Sperrstellung II gebracht, worauf Druck mittel nun über die Steuerleitung 57 zur Verstelleinrichtung 45A des Hydromotors 45 gelangt und diesen auf Maximaldrehzahl bringt. Der Elektromotor wird dann abgeschaltet. Bei abgeschalteter Brennkraft maschine und Förderstrom 0 wird der Elektromotor 56 wieder zuge schaltet und treibt nun den Lüfter an, um die Stauwärme entweichen zu lassen.The functional difference compared to the embodiment of FIG. 1 is that the fan 47 or the hydraulic motor 45 is switched on when the directional control valves 48 and 45 are in the switching positions II and I, respectively. Now the flow regulator 50 and 42 distributes the pressure medium flow to the hydraulic motor 22 and the hydraulic motor 45 . The fan has a relatively low speed of z. B. 250 rpm (towing speed). If the fan 47 requires a higher speed, an electric motor 56 is switched on (for example from 1000 rpm), which now drives the fan 47 . The directional valve 52 is then brought into blocking position II, whereupon pressure medium now reaches the adjusting device 45 A of the hydraulic motor 45 via the control line 57 and brings it to maximum speed. The electric motor is then switched off. When the internal combustion engine is switched off and the flow rate 0, the electric motor 56 is switched on again and now drives the fan in order to let the heat build up escape.

Claims

1. Hydraulic system for a motor vehicle with at least two pumps ( 11 , 12 ) driven by its internal combustion engine ( 10 ) for supplying a steering device and at least one rotating hydraulic motor ( 22 , 45 ) for an auxiliary unit ( 34 , 47 ), e.g. B. a generator and / or a fan, and with control means ( 28 , 39 , 48 , 52 ) for the pressure medium supply of the hydraulic motors, which control means can be actuated by an electronic control unit ( 33 , 133 ), at least one pump ( 11 ) is a constant pump which supplies the steering device and the other pump ( 12 ) is an adjustable pump, characterized in that the adjustable pump supplies at least one speed-controllable hydraulic motor ( 22 , 45 ) and also at least one actuating cylinder that the adjusting device ( 22 A ) the hydraulic motor is assigned a bypass valve ( 28 , 52 ) that in the feed line from the adjustable and flow-regulated pump to the hydraulic motor a lockable flow valve ( 39 , 48 ) is arranged and in parallel to this a flow control valve ( 42 ) or a flow control valve ( 50 ) in series and that a pressure accumulator ( 35 ) is also connected to the supply line to the actuating cylinders is as well as a pressure sensor ( 37 ) which supplies signals about the pressure in the line network to the electronic control ( 33 ) for the purpose of controlling the control means ( 28 , 39 , 48 , 52 ).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the hydro motor is a gear motor.

3. Plant according to claim 1 and 2, characterized in that a throttle ( 30 ) is arranged in the feed line ( 29 ) to the adjusting device ( 22 A) of the hydraulic motor ( 22 ).

4. Plant according to claim 1 to 3, characterized in that a bypass line ( 23 ) is arranged on the gear motor.

5. Plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that in this a second, speed-controlled hydraulic motor ( 45 ) is provided for driving the fan of the internal combustion engine, a switchable in a branch line ( 56 ) from the pump to this hydraulic motor Directional control valve ( 48 ) is arranged and a flow control valve ( 50 ) downstream of this.