DE4025992C2

DE4025992C2 - Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe

Info

Publication number: DE4025992C2
Application number: DE4025992A
Authority: DE
Inventors: Katsumi Nagai; Teruyuki Nishimyou; Masataka Osawa; Hitoshi Ban
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-08-17
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2010-08-17
Also published as: DE4025992A1; JPH0374581A; US5066201A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe ist aus der DE 30 49 938 C2 bekannt. Diese Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung erzeugt auf der Grundlage eines Anlaßsignals vom Anlaßschalter Neigungswinkelverstellsignale für die verstellbare Hydraulikpumpe, so daß die Pumpe beim Start in Neutralstellung eingestellt wird. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Anlaßschalter ein Anlaßsignal erzeugen können muß, wodurch die gesamte Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung unnötig verteuert und verkompliziert wird. Ferner kann sich ein Betriebsfall ergeben, in dem die Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung zu Fehlfunktionen neigt.

Ferner ist aus der nachveröffentlichten DE 39 26 716 A1 eine Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung bekannt, die jedoch im Unterschied zum Gegenstand des Patentanspruchs 1 keinen in Serie mit dem Anlasser geschalteten Relaisschalter als Erfassungseinrichtung zeigt.

Bei verstellbaren Hydraulikpumpen sind Taumel scheiben-Axialtauchkolbenpumpen allgemein bekannt. Hydraulikpumpen dieses Typs können ihre Auslaßkapazität über eine Regulierung des Neigungswinkels der Taumel scheibe (Taumelscheibenwinkel) verändern.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Verdrängungsveränderungs- Einrichtung für eine herkömmliche Taumelscheiben-Axial tauchkolbenpumpe 1. Die Verdrängungsveränderungs-Ein richtung hat einen Steuerzylinder 2, der in der Nähe einer Seite der Taumelscheibe 3 der Hydraulikpumpe 1 angeordnet ist, und seine Kolbenstange 4 ist ver schwenkbar am Ende dieser Seite der Taumelscheibe 3 befestigt. Wenn der Steuerdruck der Auslaßseite der Hydraulikpumpe 1 dem Steuerzylinder 2 zugeführt wird, so verlängert und verkürzt sich die Kolbenstange 4 des Steuerzylinders 2 teleskopisch, wobei der Neigungswin kel R der Taumelscheibe 3 verändert wird. Der Steuerdruck von der Hydraulikpumpe 1 zum Steuerzylinder 2 wird mittels eines Magnetschaltventils 5 gesteuert, das in einer Steuerleitung 6 angeordnet ist, wobei das Schaltventil 5 seine Zustände mittels eines Signals von einem Schaltventil-Antriebskreis 7 schaltet.

Bei einer herkömmlichen Hydraulikpumpe 1 mit einer oben beschriebenen Verdrängungsveränderungs-Einrichtung ist der Steuerdruck der Auslaßseite der Pumpe 1 gleich Null, wenn die Pumpe stillsteht, und der Taumelscheibenwinkel R ist am größten, da an der anderen Seite der Taumel scheibe 3 eine Druckfeder 8 angeordnet ist. Dementspre chend ist die Auslaßkapazität der Pumpe 1 am größten, wenn die Pumpe gestartet wird, wobei die An triebsbelastung der Hydraulikpumpe 1 am größten wird und somit die einer Antriebsquelle 9 beaufschlagte Be lastung groß wird, um die Hydraulikpumpe 1 zu betäti gen. Insbesondere bei Industrie-Fahrzeugen, bei denen die Hydraulikpumpe 1 als Antriebsquelle für Belade- und Entlade-Vorgänge o.ä. benutzt wird, sollte sie eine re lativ hohe Auslaßkapazität haben, wobei die der An triebsquelle 9 beaufschlagte Belastung unverhälnismäßig groß ist. Deshalb besteht die Gefahr, daß, wenn die Viskosität des Hydraulik-Fluids oder Arbeitsöls bei niedrigen Temperaturen hoch ist, die Startfähigkeit des Industrie-Fahrzeuges verschlechtert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, daß die Antriebsbelastung beim Start der verstellbaren Hydraulikpumpe in einfacher Weise zuverlässig verringerbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Erfindungsgemäß ist die Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung so ausgebildet, daß als Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Starts ein Relaisschalter vorgesehen ist, der in Serie mit der Startereinrichtung geschaltet ist. Dadurch ist in besonders einfacher Weise beim Start der verstellbaren Hydraulikpumpe die Antriebsbelastung verringerbar. Die Steuereinrichtung zur Steuerung des Veränderungsvolumens der Antriebsbelastung erfaßt dabei den Startzeitpunkt dadurch, daß das Signal vom Relaisschalter einer Spannung einer Batterie entspricht. Das Auftreten von Fehlfunktionen ist dadurch wirkungsvoll unterdrückt.

Mit der oben beschriebenen Anordnung der Hydraulikpumpe kann die der Antriebsquelle beaufschlagte Antriebsbela stung vermindert werden, da der Pumpenzustand mittels des Zustands der Antriebsquelle festgestellt wird und die Antriebsbelastung der Hydraulikpumpe kann mittels der Steuereinrichtung beim Starten der Pumpe minimiert werden.

Diese Aufgabe und andere Vorteile der vorliegenden Er findung werden anhand der folgenden detaillierten Be schreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun gen deutlich.

Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht einer verstellbaren Hydraulikpumpe in Verbindung mit einer Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Übersicht einer herkömm lichen verstellbaren Hydraulikpumpe.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird eine Antriebsbelastungs- Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydrau likpumpe gezeigt, die der vorliegenden Erfindung ent sprechend aufgebaut ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die bei der vorliegenden Er findung verwendete verstellbare Hydraulikpumpe 10 eine Taumelscheiben-Axialtauchkolbenpumpe. Die Ver drängungs-Veränderungseinrichtung hat im wesentlichen, ähnlich der oben beschriebenen herkömmlichen Ausfüh rung, einen Steuerzylinder 11 mit einer Kolbenstange 12, die mit einer Seite einer Taumelscheibe 13 verbun den ist, eine Steuerleitung 14, die den Steuerdruck der Auslaßseite der Pumpe 10 dem Steuerzylinder 11 zuführt, ein Magnetschaltventil 15, das in der Steuerleitung 14 angeordnet ist, und einen Schaltventil-Antriebskreis 16, der elektrisch die Position des Magnetschaltventils 15 schaltet. Eine Druckfeder 17 ist der anderen Seite der Taumelscheibe 13 zugeordnet, um die Taumelscheibe 13 so zu belasten, daß der Taumelscheibenwinkel R immer möglichst groß gehalten wird, d.h. die Auslaßkapazität, und die Federkraft der Druckfeder 17 ist so gewählt, daß sie in Abhängigkeit vom Steuerdruck der Auslaßseite der Pumpe 10 verändert wird. Das Bezugszeichen 18 be zeichnet eine Dämpfungssteuerleitung, die den Steuerdruck zuführt, um die Druckfeder 17 zu stabilisieren.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Antriebsquelle 19 zum Antrieb der Hydraulikpumpe 10 ein Ottomotor oder ein Dieselmotor (im folgenden als "Mo tor" bezeichnet), der einen Anlasser 20 hat, der den Motor 19 startet. Ein Startfühler 22 ist in einem elek trischen Schaltkreis 21 für den Anlasser 20 so angeord net, daß er eine Energiezufuhr zum Anlasser 20 fühlt und daß der Motor 19 im Startzustand ist. Der Startfüh ler 22 ist ein Erzeuger eines elektrischen Signals, der als Reaktion auf das Starten des Motors 19 ein elek trisches Signal erzeugt. Im konkreten Fall kann dies ein Relaisschalter sein, der in Serie mit dem Anlasser 20 geschaltet ist. Der Startfühler 22 ist mit der Eingabeeinheit einer Steuereinrichtung (z.B. eines Mi krocomputers) 23 verbunden, die den Schaltventil- Antriebskreis 16 steuert. Die Steuereinrichtung 23 be stimmt entsprechend einem Signal vom Startfühler 22, daß der Motor 19 sich im Startzustand befindet. Falls der Startfühler 22 ein Relaisschalter ist, so bestimmt die Steuereinrichtung 23 einen Startzeitpunkt dadurch, daß das Signal vom Relaisschalter einer Spannung (ca. 8 V oder höher) einer Batterie 24 entspricht. Wenn sich der Motor 19 im Startzustand befindet, gibt die Steuer einrichtung 23 ein Steuersignal an den Schaltventil-An triebskreis 16 weiter, welches das Schaltventil 15 öff net. Dementsprechend wird, wenn ein Startschalter 25 geschlossen wird, um den Motor zu starten, der Schalt magnet des Schaltventils 15 angesteuert, um das Schalt ventil 15 zum Steuerzylinder 11 hin zu öffnen, und der Steuerdruck des Arbeitsöls, das durch den Start der Ro tation der Hydraulikpumpe 10 in einer sehr kleinen Menge gefördert wird, wirkt sofort auf den Steuerzylin der 11, der den Taumelscheibenwinkel R verringert. Auf diese Weise wird die Ausströmmenge der Hydraulikpumpe 10 minimiert oder auf Null reduziert, und ebenso die Antriebsbelastung der Hydraulikpumpe 10 minimiert oder auf Null reduziert, wobei die Belastung reduziert wird, die den Motor 19 durch die Hydraulikpumpe 10 be aufschlagt.

Wenn der Motor 19 gestartet ist, wird die Energiezufuhr zum Anlasser 20 gestoppt und ein Signal zur Steuerein richtung 23 vom Startfühler 22 übermittelt, das diesen Zustand anzeigt. Wenn die Steuereinrichtung 23 vom Startfühler 22 das Signal erhält, steuert die Steuer einrichtung 23 den Schaltmagnet des Steuerventils 15 rückwärts, um dem Schaltventil-Antriebskreis 16 ein Steuersignal für den Steuerzylinder 11 zuzuführen, wo bei das Schaltventil 15 geschlossen wird. Folglich wird die Hydraulikpumpe 10 in einen normalen Arbeitszu stand zurückversetzt.

Die verstellbare Hydraulikpumpe 10 ist nicht auf die oben beschriebene Taumelscheiben-Axialtauchkol benpumpe beschränkt. Es ist für einen Fachmann leicht verständlich, daß auch andere Arten von Pumpen verwen det werden können, wie zum Beispiel Schrägwellenpumpen. Die Antriebsquelle 19, die die Hydraulikpumpe 10 an treibt, ist nicht auf Verbrennungsmotoren, wie z.B. Ot tomotoren begrenzt. Die Antriebsquelle 19 kann ebenso ein Elektromotor sein. Weiterhin kann die Verdrängungs- Veränderungseinrichtung der Hydraulikpumpe 10 einen Schrittmotor anstatt eines Steuerzylinders 11 haben, um die Taumelscheibe 13 zu bewegen. In diesem Fall ist der Schrittmotor so angeordnet, daß er den Neigungswinkel R der Taumelscheibe 13 reguliert und die Drehrichtung und der Drehwert des Schrittmotors auf der Basis eines Si gnals von der Steuereinrichtung 23 gesteuert werden können.

Erfindungsgemäß wird die Belastung der Antriebsquelle reduziert, da die Auslaßkapazität der Hydraulikpumpe reduziert wird, wenn die Antriebsquelle gestartet wird, um die Antriebsbelastung der Pumpe zu verringern. Ins besondere ist dieser Effekt bemerkenswert, wenn die Viskosität des Arbeitsöls bei niedriger Temperatur hoch ist. Dementsprechend werden die Start-Eigenschaften verbessert, wenn ein Otto- oder Dieselmotor als An triebsquelle verwendet werden. Zusätzlich wird die von einem Anlasser benötigte und von einer Batterie zur Verfügung gestellte Energie reduziert, und die Lebens dauer des Anlassers verlängert. Wenn die Antriebsquelle ein Elektromotor ist, so wird die vom Motor beim Star ten benötigte Energie verringert.

Claims

1. Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe, die durch eine Antriebsquelle antreibbar ist, welche durch eine Startereinrichtung startbar ist, mit einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Betriebs der Startereinrichtung, welche ein Ausgangssignal an eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Veränderungsvolumens der Hydraulikpumpe anlegt, so daß die Pumpenverdrängung minimiert wird, wenn die Erfassungseinrichtung den Start der Antriebsquelle erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (22) ein Relaisschalter ist, der in Serie mit der Startereinrichtung (20) geschaltet ist, wobei die Steuereinrichtung (23) einen Startzeitpunkt dadurch erfaßt, daß das Ausgangssignal vom Relaisschalter einer Spannung einer Batterie entspricht.

2. Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle eine Verbrennungskraftmaschine ist, wie z. B. ein Otto- oder Dieselmotor.

3. Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle ein Elektromotor ist.

4. Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe eine Taumelscheiben-Axialtauchkolbenpumpe ist.

5. Antriebsbelastungs-Steuereinrichtung für eine verstellbare Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkapazität der Hydraulikpumpe mittels eines Signals der Steuereinrichtung (23) auf Null oder ein Minimum reduzierbar ist, wobei die Antriebsbelastung der Hydraulikpumpe minimiert wird.