DE4336892A1

DE4336892A1 - Fluiddruckantriebssystem

Info

Publication number: DE4336892A1
Application number: DE19934336892
Authority: DE
Inventors: Naoki Oogushi; Hideki Nakayoshi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1994-05-05
Also published as: US5398505A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fluiddruckantriebssystem für ein Fahrzeug.

In einem herkömmlichen Fluiddruckantriebssystem, das in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho61 (1986)- 215417 gezeigt ist, sind eine mit einem Lenkrad verbundene Servolenkvorrichtung, eine Ölpumpe und ein Hydraulikmotor zum Drehen eines Kühlgebläses in Serie miteinander verbun den, um einen Fluidkreislauf zu bilden und ein Schaltventil ist über dem Hydraulikmotor vorgesehen. Wenn bei dem voran gehenden Fluiddruckantriebssystem das Lenkrad um einen Win kel gedreht wird, während das Fahrzeug in Ruhe ist oder mit einer geringen Geschwindigkeit fährt, wird das Schaltventil in eine offene Lage gebracht, unabhängig von einer Tempera tur eines Motorkühlwassers, um ein Fluid von der Ölpumpe zu der Servolenkvorrichtung mit höchster Priorität zuzuführen. Dies ist aufgrund der Tatsache, daß ein solcher Lenkbetrieb einen großen Betrag von Fluid erfordert.

Wenn erwartet wird, daß der große Betrag von Fluid der Ser volenkvorrichtung zugeführt wird, wird ein unzureichender Betrag von Fluid dem Hydraulikmotor zugeführt, so daß als Folge die Drehzahl des Kühlgebläses klein wird. Das bedeu tet, daß das Kühlgebläse trotz der hohen Temperatur des Mo torkühlwassers unwirksam wird und unter einer derartigen Situation kann die Gefahr einer Überhitzung des Motors ent stehen.

Daher ist es in erster Linie Aufgabe der Erfindung, ein Fluiddruckantriebssystem für ein Fahrzeug ohne die vorange henden Nachteile vorzusehen.

Zur Lösung der vorangehenden Aufgabe weist ein Fluiddruck antriebssystem für ein Fahrzeug folgende Bauteile auf: einen Reservoirtank in dem ein Betrag von Fluid gespeichert ist, eine kapazitätsvariable Ölpumpe, die Fluid aus dem Re servoirtank saugt und das sich ergebende Fluid entlädt, eine Steuereinrichtung zum Einstellen einer Menge des von der variablen Ölpumpe entladenen Fluids, ein Verteilerven til, das einen Einlaßkanal zur Aufnahme des Fluids von der kapazitätsvariablen Ölpumpe, wobei das Verteilerventil einen festen Betrag des Fluids aus dem ersten Auslaßkanal und den verbleibenden Betrag des Fluids aus dem zweiten Auslaßkanal entlädt, einen ersten Kanal, der den ersten Auslaßkanal des Verteilerventils und den Reservoirtank ver bindet, einen zweiten Kanal, der den zweiten Auslaßkanal des Verteilerventils und den Reservoirtank verbindet, eine Servolenkvorrichtung, die mit einem Lenkrad verbunden ist und in dem ersten Kanal angeordnet ist, einen Hydraulikmotor, der in dem zweiten Kanal angeordnet ist, und ein Kühl gebläse, das drehbar auf dem Hydraulikmotor montiert ist.

Die obengenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vor teile der Erfindung werden offensichtlicher und bereitwil liger von der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den bei gefügten Zeichnungen gewürdigt.

Es zeigen

Fig. 1 eine veranschaulichende Ansicht eines Fluiddruck antriebssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 eine Grafik, die das Verhältnis zwischen der entladenen Fluidmenge und der Drehung eines Ro tors in einer kapazitätsvariablen Ölpumpe, die in dem System in Fig. 1 verwendet wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 1, in der ein Fluiddruckantriebssystem 10 für ein Fahrzeug gezeigt ist, ist eine kapazitäts variable Ölpumpe 11 über eine Einlaßleitung 13 mit einem Reservoirtank 12 verbunden, so daß ein Betrag von Fluid an gesaugt wird. Die Ölpumpe 11 ist mit einer Entladeleitung 14 verbunden, in die das Fluid erwartungsgemäß von der Öl pumpe entladen wird. In einem Körper der Ölpumpe 11 ist ein Rotor 17 untergebracht bzw. vorgesehen, der zusammen mit einer Welle 16 wie beispielsweise einer Kurbelwelle drehbar ist. Um den Rotor 17 ist ein Nockenring 18 angeordnet, durch den dazwischen ein Betriebsraum 19 gebildet ist. Es wird erwartet, daß der Nockenring 18 um einen Zapfen 20 schwingt, der als eine Verbindung des Nockenrings 18 an den Körper 15 dient und in einer exzentrischen Lage gegenüber dem Rotor 17 liegt. Die Schwingbewegung des Nockenrings 18 um den Zapfen 20 wird eine Exzentrizitätsgröße oder einen Exzentrizitätsgrad des Nockenrings 18 gegenüber dem Rotor 17 verändern bzw. variieren.

An einem unteren Abschnitt des Nockenrings 18 ist ein Vor sprung 18a ausgebildet, der als ein Funktionspunkt wirkt. Der Vorsprung 18a ist durch eine Feder 21 in linker Rich tung vorgespannt. Ein Steuerkolben 22 ist mit dem Vorsprung 18a in Anlage und steht der Vorspannkraft der Feder 21 ge genüber. Wenn die auf den Vorsprung 18a von der Feder 21 (dem Steuerkolben 22) aufgebrachte Kraft größer als die des Steuerkolbens 22 (der Feder 21) wird, wird der Nockenring 18 im Uhrzeigersinn (gegen Uhrzeigersinn) gedreht, wodurch sich die Exzentrizitätsgröße des Nockenrings 18 vergrößert (verringert). Es soll bemerkt werden, daß die Vorspannkraft auf den Vorsprung 18a von dem Steuerkolben 22 von einem Steuerdruck einer Auslaßmengensteuervorrichtung 23 abhängig ist, was im Detail später beschrieben wird.

In dem Pumpenkörper 15 sind ein Einlaßkanal 24 und ein Ent ladekanal 25 ausgebildet, die entlang der Umfangsrichtung des Rotors 17 angeordnet sind. Der Einlaßkanal 24 ist in Fluidverbindung mit der Einlaßleitung 13 und dem Betriebs raum 19. Der Entladekanal 25 ist in Fluidverbindung mit der Auslaßleitung 14 und dem Betriebsraum 19. Der Entladekanal 25 ist so bestimmt, daß er so angeordnet ist, daß eine Linie, die den Rotationsmittelpunkt N des Rotors 17 und den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Entladekanals 25 verbindet, einen Winkel von ungefähr 90° gegenüber einer Richtung bildet, entlang der die Vorspannkraft der Feder 21 wirkt.

Die Auslaßmengensteuervorrichtung 23 ist so beschaffen, daß der auf den Steuerkolben 22 auf zubringende Druck reguliert wird, was die Exzentrizitätsgröße des Nockenrings 18 ändern bzw. variieren wird. Entsprechend der Exzentrizitätsgröße des Nockenrings 18 wird angenommen, daß die Entlademenge des Fluids von der Ölpumpe 11 eingestellt bzw. reguliert wird. Die Entlademengensteuervorrichtung 23 umfaßt eine Hilfspumpe 26, ein Proportionalregulierventil 27 und eine Elektriksteuereinheit 28 oder einen Mikroprozessor, was im folgenden ECU genannt wird.

Die Hilfspumpe 26 ist in Form einer kapazitätskonstanten Ölpumpe wie beispielsweise einer Trochoidpumpe gebildet. Es wird angenommen, daß die Hilfspumpe 26 einen Betrag von Fluid über eine Einlaßleitung 29 von dem Reservoirtank 12 ansaugt und das Fluid in eine Entladeleitung 30 entlädt, die zum Steuerkolben 22 geöffnet ist. Ebenso wie die Öl pumpe 11 ist die Hilfspumpe 26 so mit der Welle 16 verbun den, daß sie durch den Motor 90 angetrieben wird. Das Pro portionalregulierventil 27 ist zwischen einem Abschnitt der Entladeleitung 30 und einem Abschnitt der Einlaßleitung 29 positioniert, um den auf den Steuerkolben 22 auf zubringen den Fluiddruck so zu regulieren oder zu steuern, daß, je weiter das Proportionalregulierventil 27 öffnet, desto ge ringer der Fluiddruck auf den Steuerkolben 20 verringert ist. Das Öffnen des Proportionalregulierventils 27 hängt von Bedingungen wie beispielsweise einer Kühlwassertempera tur, Motordrehzahl oder anderen Faktoren ab, die als Signale von Sensoren 91 der ECU 28 zugehen.

Die Entladeleitung 14 ist auf ihrer Reservoirtankseite in einen ersten Kanal 33 und einen zweiten Kanal 34 durch ein Verteilerventil 32 aufgeteilt, so daß angenommen wird, daß ein fester Betrag von Fluid in den ersten Kanal 33 strömt, der zum Lenkbetrieb eines Lenkrades 35 erforderlich ist und daß angenommen wird, daß zusätzliches Fluid in den zweiten Kanal 34 strömt, welches durch eine Abweichung zwischen der Menge des von der Ölpumpe 11 ausgelassenen Fluids und der Menge des durch den ersten Kanal 33 strömenden Fluids ge bildet ist. Der erste Kanal 33 ist mit einer Servolenkvor richtung 36 als ein Lenkmechanismus versehen, der in Ver bindung mit dem Lenkrad 35 steht. Eine stromabwärtige Seite der Servolenkvorrichtung 36 ist über einen Stromabkanal mit dem Reservoirtank 12 verbunden. Zwischen dem ersten Kanal 33 und dem Abstromkanal 37 ist ein ein Überdruckventil 41 aufweisender Überdruckkanal 42 eingesetzt, der parallel zu der Servolenkvorrichtung 36 ist.

Ein Hydraulikmotor 38 ist mit dem zweiten Kanal 34 verbun den und ist ebenso über einen Abstromkanal 40 mit dem Re servoirtank 12 verbunden. Der Hydraulikmotor 38 ist mit einem Gebläse 39 verbunden, welches dazu dient, ein durch einen (nicht gezeigten) Motorkühler hindurchtretendes Mo torkühlwasser zu kühlen. Es soll hervorgehoben werden, daß anstelle der Verbindung des Überdruckkanals 42 mit dem Ab stromkanal 37 der Überdruckkanal 42 auch mit dem Abstromka nal 40 des Hydraulikmotors 38 verbunden sein kann.

Wenn der Motor 90 angelassen ist, wird angenommen, daß im Betrieb ein fester Betrag von Fluid über den ersten Kanal 33 der Servolenkvorrichtung 36 zugeführt wird, nachdem es durch das Verteilerventil 32 hindurchgetreten ist. Wenn die Temperatur des Motorkühlwassers tief ist, veranlaßt die ECU 28 das Proportionalregulierventil 27 seinen Öffnungs- bzw. Schließzustand zu verringern, woraus folgt, daß der dem Steuerkolben 22 zugeführte Fluiddruck ansteigt, was zu einer Verringerung der Exzentrizitätsgröße des Nockenringes 18 gegenüber dem Rotor 17 führt. Das von der Ölpumpe 11 ausgelassene Fluid wird somit verringert, so daß als Folge die Menge des Fluids, das durch den zweiten Kanal 34 durch tritt, verringert wird. Unter Berücksichtigung der Tat sache, daß die Drehzahl des Fluidmotors 38 proportional zur Fluidmenge ist, die durch den zweiten Kanal 34 durchtritt, ergibt die Verringerung der Fluidmenge eine Rotation des Fluidmotors bei geringer Geschwindigkeit. Wenn im Gegensatz zu oben die Temperatur des Motorkühlwassers hoch ist, wird auf Veranlassung der ECU 28 die Öffnung des Proportionalre gulierventils 27 größer. Dann wird weniger Fluiddruck dem Steuerkolben 22 zugeführt, wodurch der Vorsprung 18a auf grund der Feder 21 in Längsrichtung bewegt wird. Dies er gibt eine Drehung des Nockenrings 18 im Uhrzeigersinn, was zu einem Anstieg seiner Exzentrizitätsgröße gegenüber dem Rotor 17 und daher der von der Ölpumpe 11 ausgelassenen Fluidmenge führt. Der Anstieg der von der Ölpumpe 11 ausge lassenen Fluidmenge führt zu einem Anstieg der durch den zweiten Kanal 34 tretenden Fluidmenge, was dazu führt, daß der Hydraulikmotor 38 mit hoher Geschwindigkeit dreht. Die Hochgeschwindigkeitsdrehung des Hydraulikmotors 38 ergibt eine Hochgeschwindigkeitsdrehung des Kühlgebläses 39.

Fig. 2 zeigt eine Abhängigkeit zwischen der Drehzahl N_P des Rotors 17 und der entladenen Menge Q des Fluids von der Ölpumpe 11, unter der Bedingung, daß der Steuerkolben 22 nicht vorgesehen ist oder nicht angesteuert wird. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird angenommen, daß die entladene Menge Q ansteigt, wenn die Drehzahl N_P des Rotors 17 an steigt und nicht reguliert wird. Es sollte bemerkt werden, daß in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Entladeka nal 25 so ausgewählt ist, daß er so angeordnet ist, daß eine Linie, die den Rotationsmittelpunkt N des Rotors 17 und den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Entladeka nals 25 einen Winkel von ungefähr 90° gegenüber einer Rich tung einschließt, entlang der die Vorspannkraft der Feder 21 wirkt. Dadurch stört die anteilige Kraft des entladenen Fluids nicht die Wirkung der Feder 21.

Selbst wenn der Druck des von der Ölpumpe 11 entladenen Fluids als Folge einer Druckveränderung an der Servolenk vorrichtung 36 verändert wird, wann immer das Lenkrad 35 um einen Winkel gedreht wird, beeinflußt die daraus folgende Druckveränderung nicht die Wirkung der Feder 21, und die Regelung der entladenen Menge des Fluids von der Ölpumpe ist gewährleistet. Daher hängt die Menge des Fluids, die dem Fluidmotor 38 zugeführt wird, von der Temperatur des Kühlwassers ab und die Regelung der Rotationsgeschwindig keit des durch den Fluidmotor 38 angetriebenen Gebläses 39 hängt deswegen von der Temperatur des Kühlwassers ab.

Unbeachtlich des Lenkbetriebszustandes wird die Drehzahl des Kühlgebläses 39 entsprechend mit der Temperatur des Motor kühlwassers geregelt. Selbst wenn das Lenkrad 35 gedreht wird, während das Fahrzeug in Ruhe ist oder mit einer ge ringen Geschwindigkeit fährt, wird daher das Kühlgebläse 39 nicht anhalten, was zum Ergebnis hat, daß eine Gefahr einer Überhitzung des Motors 90 erzeugt wird.

Das Vorsehen des Überdruckventils 41 parallel zu der Servo lenkvorrichtung 36 gewährleistet den Rückfluß des zusätz lichen Fluids in den Reservoirtank 12, indem es geöffnet wird, selbst wenn der Druck in dem ersten Kanal 33 extrem ansteigt, wenn gelenkt wird, ohne zu fahren. Daher kann ein übermäßiger Anstieg des von der Ölpumpe 11 entladenen Fluiddrucks verhindert werden.

Die parallele Anordnung des Hydraulikmotors 38 zu der Ser volenkvorrichtung 36 zwischen dem Reservoirtank 12 und dem Entladekanal der Ölpumpe 11 wird einen konstanten Druck des dem Hydraulikmotor 38 zuzuführenden Fluids gewährleisten, selbst wenn eine Druckschwankung an der Oberstromseite der Servolenkvorrichtung 36 als Folge von aufeinanderfolgenden Lenkbedienungen auftritt, während das Fahrzeug in Ruhe ist oder mit geringer Geschwindigkeit fährt. Dadurch kann eine ruhige Drehung des Kühlgebläses 39 ohne Schlaggeräusche ge währleistet werden.

Claims

1. Fluiddruckantriebssystem für ein Fahrzeug mit folgen den Bauteilen
einem Reservoirtank (12) in dem ein Betrag von Fluid gespeichert ist,
einer kapazitätsvariablen Ölpumpe (11), die Fluid aus dem Reservoirtank (12) saugt und das sich ergebende Fluid entlädt,
einer Steuereinrichtung (21, 22, 26, 28, 91) zum Ein stellen einer Menge des von der variablen Ölpumpe (11) ent ladenen Fluids,
einem Verteilerventil (32), das einen Einlaßkanal (14) zur Aufnahme des Fluids von der kapazitätsvariablen Ölpumpe (11), einen ersten Auslaßkanal (33) und einen zweiten Aus laßkanal (34) hat, wobei das Verteilerventil (32) einen festen Betrag des Fluids aus dem ersten Auslaßkanal (33) und den verbleibenden Betrag des Fluids aus dem zweiten Auslaßkanal (34) entlädt,
einem ersten Kanal (37), der den ersten Auslaßkanal (33) des Verteilerventils (32) und den Reservoirtank (12) verbindet,
einem zweiten Kanal (40), der den zweiten Auslaßkanal (34) des Verteilerventils (32) und den Reservoirtank (12) verbindet,
einer Servolenkvorrichtung (36), die mit einem Lenkrad (35) verbunden ist und in dem ersten Kanal (33) angeordnet ist,
einem Hydraulikmotor (38), der in dem zweiten Kanal (34) angeordnet ist, und
einem Kühlgebläse (39), das drehbar auf dem Hydraulik motor (38) montiert ist.

2. Fluiddruckantriebssystem für ein Fahrzeug mit folgen den Bauteilen
einem Reservoirtank (12), in dem ein Betrag von Fluid gespeichert ist,
einer kapazitätsvariablen Ölpumpe (11), die Fluid aus dem Reservoirtank (12) saugt und das sich ergebende Fluid entlädt, wobei die kapazitätsvariable Ölpumpe (11) einen Körper (15), einen an dem Körper (15) angelenkten Nocken ring (18), einen drehbar in dem Nockenring (18) montierten Rotor (17) und einen Betriebsraum (19) hat, der zwischen dem Nockenring (18) und dem Rotor (17) gebildet ist, wobei sich der Betriebsraum (19) verändert, wenn der Nockenring (18) schwingt, was den Betrag des von der kapazitäts variablen Ölpumpe (11) entladenen Fluids bestimmt,
einer Steuervorrichtung (21, 22, 26, 28, 91) zum Schwingen des Nockenrings (18),
einem Verteilerventil (32), das einen Einlaßkanal (14) zur Aufnahme des Fluids von der kapazitätsvariablen Ölpumpe (11), einen ersten Auslaßkanal (33) und einen zweiten Aus laßkanal (34) hat, wobei das Verteilerventil (32) einen festen Betrag des Fluides aus dem ersten Auslaßkanal (33) und den verbleibenden Betrag des Fluids aus dem zweiten Auslaßkanal (34) entlädt,
einem ersten Kanal (37), der den ersten Auslaßkanal (33) des Verteilerventils (32) und den Reservoirtank (12) verbindet,
einem zweiten Kanal (40), der den zweiten Auslaßkanal (34) des Verteilerventils (32) und den Reservoirtank (12) verbindet,
einer Servolenkvorrichtung (36), die mit einem Lenkrad (35) verbunden ist und in dem ersten Kanal (33) angeordnet ist,
einem Hydraulikmotor (38), der in dem zweiten Kanal (34) angeordnet ist, und
einem Kühlgebläse (39), das drehbar auf dem Hydraulik motor (38) montiert ist.

3. Fluiddruckantriebssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Hilfspumpe (26) hat und daß der Nockenring (18) einen Vorsprung (18a) hat, wobei eine Feder (21) den Vorsprung (18a) in eine Richtung zwängt, und ein Kolben (22) durch den Fluiddruck der Hilfspumpe (26) bewegt wird, um den Vorsprung (18a) in die andere Richtung zu zwängen.

4. Fluiddruckantriebssystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung weiterhin eine Elektrik steuereinheit (28) zum Steuern der Hilfspumpe (26), einen oder mehrere mit der Elektriksteuereinheit (28) verbundene Sensoren (91) hat, wobei einer der Sensoren (91) eine Tem peratur eines Motorkühlwassers erfaßt.

5. Fluiddruckantriebssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine Hilfspumpe (26) hat und daß der Nockenring (18) einen Vorsprung (18a) hat, wobei eine Feder (21) den Vorsprung (18a) in eine Richtung zwängt, und ein Kolben (22) durch den Fluiddruck von der Hilfspumpe (26) bewegt wird, um den Vorsprung (18a) in die andere Richtung zu zwängen, und wobei die kapazitätsvariable Öl pumpe (11) einen Entladekanal (25) hat, der in dem Körper (15) so ausgebildet ist, daß er entlang der Umfangsrichtung des Rotors (17) angeordnet ist, wobei der Betriebsraum (19) und der Einlaßkanal (14) des Verteilerventils (32) verbun den sind und der so gewählt ist, daß er so angeordnet ist, daß eine Linie, die den Drehmittelpunkt (N) des Rotors (17) und den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Entladeka nals (25) verbindet, einen Winkel von ungefähr 90 gegen über einer Richtung bildet, entlang der die Vorspannkraft der Feder (21) wirkt.

6. Fluiddruckantriebssystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung weiterhin eine Elektrik steuereinheit (28) zum Regeln der Hilfspumpe (26) und einen oder mehrere mit der Elektriksteuereinheit (28) verbundenen Sensoren (91) hat, wobei einer der Sensoren (91) eine Tem peratur eines Motorkühlwassers erfaßt.

7. Fluiddruckantriebssystem gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Überdruckventil (41), das über der Servolenkvor richtung (36) vorgesehen ist.