DE4032876A1 - Elektromotorisch angetriebene hydraulische pumpe - Google Patents

Elektromotorisch angetriebene hydraulische pumpe

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Joachim Baier
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ITT Automotive Europe GmbH
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/404—Control of the pump unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene hy­ draulische Pumpe wie sie in vielen Bereichen der Hydraulik Verwendung findet. Ohne einen Eingriff durch Steuerung von außen nimmt die Motordrehzahl mit abnehmendem Druck im an die Pumpe angeschlossenen System ständig zu und erreicht im Leer­ lauf (Druck = 0) ihren Maximalwert. Dies verbraucht nicht nur unnötig Energie, sondern erzeugt auch störende Geräusche.
Eine bekannte Verbesserung stellt eine Stand-by-Schaltung dar. Diese erfordert jedoch einen Schalter und dessen zusätz­ lichen Einbau. Außerdem hat die Stand-by-Schaltung zur Folge, daß die Pumpe bzw. der sie antreibende Motor beim Umschalten von Stand-by- auf Normalbetrieb plötzlich schneller dreht und somit ebenfalls Geräusche erzeugt.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine einfach aufgebaute elektromotorisch angetriebene Pumpe zu schaffen, die energiesparend und geräuscharm arbeitet sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die Motordrehzahl bis zum Erreichen der maximal möglichen Versorgungsspannung konstant zu halten. Durch diese Maßnahme ist einerseits der Verschleiß besonders gering und andererseits ist die Anlage sehr leise, da sich die Motor- und Pumpendrehzahl nicht er­ höht.
Die erfindungsgemäße Pumpe findet mit Vorteil Verwendung bei einer elektrohydraulischen Servoeinrichtung. Hierbei ist ins­ besondere an eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge ge­ dacht. Es kommen jedoch auch andere Anlagen im Kraftfahrzeug wie eine blockiergeschützte Bremsanlage oder eine Niveaure­ geleinrichtung sowie Verwendungen für Anlagen aller Art in Betracht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des beiliegenden Dia­ gramms, das die Motordrehzahl (n) als Funktion des Drucks (p) im an die Pumpe angeschlossenen hydraulischen System zeigt, erläutert.
Auf der Abszissenachse ist der Druck p im hydraulischen Sy­ stem aufgetragen, der markierte Maximaldruck pmax ist durch die Bauweise der Pumpe bedingt und auf Leckage zurückzufüh­ ren. Auf der Ordinatenachse ist die Motordrehzahl n aufgetra­ gen. Die Maximaldrehzahl nmax ergibt sich bei voller Ver­ sorgungsspannung an den Motorklemmen und Systemdruck 0.
Die gestrichelte Kurve 1 gibt den Verlauf der Motordrehzahl n in Abhängigkeit vom Druck p ohne Steuerung wieder. Sie ist eine stetig fallende Gerade von der Maximaldrehzahl nmax bis zur Drehzahl n0 der beim Maximaldruck pmax erreichten Drehzahl.
Die strichpunktierte Kurve 2 entspricht dem Fall mit Stand-by- Schaltung. Bei niderigem Systemdruck p ist die Versorgungs­ spannung des Motors reduziert und somit auch die Motordreh­ zahl n. Sie nimmt für den Druck p = 0 den Wert n2 an. So­ lange die Versorgungsspannung niedrig ist, verlaufen die Kur­ ven 1 und 2 parallel. Nach Betätigen eines Schalters bei­ spielsweise eines Wegschalters wird an den Motor die volle Versorgungsspannung angelegt und die Kurven 1 und 2 fallen, nachdem die Kurve 2 steil angestiegen ist, zusammen.
Die ausgezogene Kurve 3 gilt für die erfindungsgemäße Pumpe mit Steuerung der Motordrehzahl (n). Bei Systemdruck p = 0 ist die Drehzahl n3 eingestellt. Diese wird innerhalb des Regelbereichs R durch Erhöhen der Motorspannung konstant ge­ halten bis die Maximalspannung anliegt und die Kurve 3 die Kurven 1 und 2 trifft. Bei anliegender Maximalspannung fallen alle drei Kurven zusammen. Im Kraftfahrzeug entspricht die Maximalspannung zweckmäßigerweise der Akkumulatorspannung von 12 Volt.
Bezugszeichenliste
1 Kurve der Motordrehzahl n ohne Steuerung
2 Kurve der Motordrehzahl n mit Stand-by-Schaltung
3 Kurve der Motordrehzahl n bei erfindungsgemäßer Steuerung
p Druck im an die Pumpe angeschlossenen hydraulischen System
pmax Maximaldruck
n Motordrehzahl (Pumpendrehzahl)
nmax maximale Motordrehzahl
n₀ Motordrehzahl bei maximalem Druck
n₂ Motordrehzahl im Stand-by-Modus bei Druck =0
n₃ Motordrehzahl innerhalb des Regelbereichs bei erfindungsgemäßer Steuerung
R Regelbereich

Claims (4)

1. Elektromotorisch angetriebene hydraulische Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Motordrehzahl (n), die proportional zur Förderleistung der Pumpe ist, durch Regelung der Versorgungsspannung des Motors steuerbar ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerung die Motordrehzahl (n) bis zum Er­ reichen der maximal möglichen Versorgungsspannung kon­ stant ist.
3. Verwendung einer Pumpe nach Anspruch 1 oder 2 bei einer elektrohydraulischen Servoeinrichtung.
4. Verwendung einer Pumpe nach Anspruch 3, wobei die Servo­ einrichtung eine Hilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug ist.
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