DE60011364T2

DE60011364T2 - Hydrostatische Fahrzeuglenkung mit Zusatzpumpe

Info

Publication number: DE60011364T2
Application number: DE60011364T
Authority: DE
Inventors: Raymond Hou Yifei
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: CA2315128A1; CA2315128C; HUP0003992A3; EP1092611B1; HUP0003992A2; US6179072B1; AR025957A1; MXPA00010000A; ES2219242T3; BR0004826A; HU0003992D0; EP1092611A1; JP2001138946A; AU6543400A; DE60011364D1; HU224905B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, welches eine hydrostatische Lenkung aufweist, und insbesondere auf eine ergänzende Ladung, bzw. Befüllung der Lenkpumpe.
Ein übliches hydrostatisches Lenksystem enthält eine variable Verstellpumpe, die mit einem Konstantmotor gekoppelt ist. Eine Ladepumpe stellt eine ständige Ölversorgung für die Hauptlenkpumpe zur Verfügung, um die Hauptlenkpumpe zu anzusteuern und um Kühlöl für das Lenksystem bereitzustellen. Derartige Lenksystem funktionieren nur solange, wie die Ladepumpe und die Lenkpumpe richtig arbeiten. Wenn der Ladedruck unter ein bestimmtes Niveau fällt, ist die Lenkfähigkeit reduziert. Dann sind erhöhte Lenkeingaben erforderlich, um eine gegebene Kurve zu Stande zu bringen. Die Stabilität des Lenkladedrucks ist daher entscheidend, um die normale Funktion des hydraulischen Lenksystems aufrechtzuerhalten. Bei geringer Pumpendrehzahl und hohen Lenklastkonditionen, könnte der Ladefluss vielleicht nicht ausreichen, um den Ölaustausch auszugleichen, und der Ladedruck würde folglich fallen. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn das Fahrzeug in einem Gebäude oder aus dem Gebäude heraus eine Kurve durchfährt wobei ein hoher Lenkaufwand erforderlich ist, die Maschinendrehzahl jedoch gering ist. Der Ladedruck kann auch durch schwache Ladepumpenansaugung bei extrem kalten Temperaturen vermindert sein.
Die DE 11 57 945 B offenbart ein Fahrzeug, welches eine Verbrennungskraftmaschine, ein durch die Verbrennungskraftmaschine angetriebenes Getriebe, durch das Getriebe angetriebene Räder und ein leistungsunterstütztes Lenksystem zur Steuerung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs enthält. Das Lenksystem enthält eine Druckmittelpumpe, die durch die Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, und eine zusätzliche Pumpe, die durch die Räder des Fahrzeugs angetrieben wird. Die Druckseiten beider Pumpen sind durch Rohre mit einem Umsteuerventil verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Umsteuerventils steht über ein Rohr mit einem Lenkgetriebesystem in Verbindung. Das Lenkgetriebesystem beherbergt einen Leistungskolben, Druckmittelsteuermittel und ein Lenkgetriebe. Wenn der Druck der Druckmittelpumpe einen Druckwert überschreitet, verbindet das Umsteuerventil die Druckmittelpumpe mit dem Lenkgetriebesystem. Wenn der Druck der Druckmittelpumpe unter einen Druckwert fällt, verbindet das Umsteuerventil die zusätzliche Pumpe mit dem Lenkgetriebesystem. Nur eine der beiden Pumpen liefert Druckmittel an das Lenkgetriebesystem. Diese Konstruktion benötigt jedoch eine zusätzliche Pumpe zum Zwecke, eine ergänzende Ladung für das Lenkgetriebesystem bereitzustellen, und sie enthält auch ein relativ aufwendiges Umsteuerventil.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Verfügung zu stellen, um für den Fall, dass der Lenkladedruck zu tief abfällt, einen angemessenen Ladedruck bereitzustellen, wobei die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Ölleitungsverbindung zwischen einer existierenden Getriebeölpumpe und dem Ausgang einer hydraulischen Ladepumpe eines Lenksystems bereit. Ein Rückschlagventil verhindert einen Ölfluss von dem Lenksystem zu dem Getriebe und verhindert einen Ölfluss von der Getriebeölpumpe zu der Lenkladepumpe, es sei denn, dass der Ladepumpendruck unter den Betriebdruck der Getriebepumpe fällt. Wenn der Lenkladedruck unter den Getriebeöldruck fällt, öffnet das Rückschlagventil und die Getriebeölpumpe erhält den Ladeöldruck bei dem Getriebeöldruck aufrecht. Getriebeöl wird an die Hauptlenkpumpe geliefert. Im Falle eines dauerhaften Ladedruckverlustes oder eines relativ langen Abfalls des Ladedrucks, aktiviert ein Druckwandler in der Ölleitung ein Warnsignal an die Bedienungsperson des Fahrzeugs.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass eine existierende Getriebeölpumpe verwendet wird, um die Lenkladung zu ergänzen, eine spezielle Pumpe ist nicht erforderlich, wodurch Kosten reduziert werden.
Es ist ein weiterer Vorteil, dass bei kalten Betriebsbedingungen, wenn der Getriebeöldruck entsprechend eines erhöhten Widerstandes in dem Getriebeölkühler ansteigt, Überschussdruck abgebaut werden kann, durch Öffnen des Rückschlagventils und Lieferung von Öl an das Lenksystem.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes, schematisches Diagramm eines Fahrzeugantriebs- und -lenksystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Bezugnehmend auf 1 enthält ein Antriebsstrang eines Raupenfahrzeugs eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit einer Ausgangswelle 12, die ein rechtwinkliges Kegelrad 14 und ein Getriebe 16 antreibt. Das Getriebe 16 treibt eine Kupplung 18 an, welche ihrerseits, über einen End- oder rechtwinkligen Antrieb 20 und dann über ein linkes Lenkplanetengetriebe 24 ein linkes Laufbandantriebsrad 22 und über ein rechtes Lenkplanetengetriebe 28 ein rechtes Laufbandantriebsrad 26 antreibt. Die Lenkplanetengetriebe 24 und 28 sind vorzugsweise solche, wie sie in der US-A-5,390,751 beschrieben wurden. Zusätzlich sind zwischen den Lenkplanetengetrieben und den zugehörigen Antriebsrädern außen liegende Planetengetriebe (nicht gezeigt), wie sie bei den John Deere 8000 und 9000 Traktoren vorgesehen sind, angeordnet, jedoch nicht näher beschrieben, weil sie nicht in den betrachteten Gegenstand dieser Anmeldung einbezogen sind. Eine Parksperre 30 ist mit der Welle 12 verbunden, und linke und rechte Betriebsbremsen 32, 34 sind mit dem linken bzw. dem rechten Antriebsrad 22, 26 verbunden.
Das rechtwinklige Kegelrad 14 treibt eine Ladepumpe 36, beispielsweise eine von Sauer-Sundstrand gefertigte 20 cc Pumpe der Serie 90, und eine Hauptlenkverstellpumpe 40, beispielsweise eine von Sauer-Sundstrand gefertigte 100 cc Pumpe der Serie 90, an. Die Ladepumpe 36 stellt eine konstante Ölversorgung für die Hauptlenkpumpe 40 bereit. Der Ausgang 38 der Ladepumpe ist zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung äußerlich dargestellt, ist aber üblicherweise eine interne Verbindung zwischen der Lade- und der Hauptlenkpumpe. Der Ladepumpenausgang ist mit dem Eingang der Hauptlenkpumpe verbunden. Die Hauptlenkpumpe 40 ihrerseits treibt einen hydraulischen Lenkkonstantmotor 42, beispielsweise einen ebenfalls von Sauer-Sundstrand gefertigten 100 cc Motor der Serie 90, an. Der Lenkmotor 42 treibt über eine Querwelle 44 und ein Zahnrad 46 das Ringrad 47 des linken Planetengetriebes 24 und über eine Querwelle 44, ein Zahnrad 48 und ein Umkehrzahnrad 50 das Ringrad 52 des rechten Planetengetriebes 28 an.
Die Schrägscheibe (nicht gezeigt) der Hauptlenkpumpe 40 wird durch ein druckgesteuertes Steuerventil oder durch eine elektronische Verstellsteuerung (nicht gezeigt) gesteuert, welche sich auf mehrere Eingaben, einschließlich eine Lenkradrotationsposition, stützt. Zusätzliche Einzelheiten der Lenksteuerung werden durch die US-A-5,948,029 bereit gestellt.
Das Getriebe 16 enthält eine integrierte Getriebeölpumpe 54. Die Pumpe 54 unterstützt einen Ölkreislauf, um das Getriebe zu schmieren und einzustellen und die Nassscheibenkupplung zu kühlen. In einer typischen Anwendung ist der durch die Getriebeölpumpe erzeugte Öldruck kleiner als der Öldruck, der durch die Ladepumpe 36 erzeugt wird. Eine Ölleitung 60 verbindet den Ausgang der Getriebeölpumpe 54 mit der Ausgangsleitung 38 der Lenkladepumpe. Ein Rückschlagventil 62 in der Ölleitung 60 verhindert einen Ölfluss von der Getriebepumpe zu dem Ladepumpenausgang, wenn der Ladepumpendruck größer ist als der Getriebepumpendruck. Falls jedoch ein Ladepumpendruck zu tief abfällt oder dauerhaft verloren gegangen ist, öffnet das Rückschlagventil 62 und liefert bei dem Getriebeöldruck Ladeöl an die Hauptlenkpumpe 40. Das Rückschlagventil verhindert auch, dass Öl von der Lenkladepumpe zu dem Getriebe fließt.
In einer beispielhaften Verkörperung werden der Lenkladedruck und der Getriebesystemdruck für einen normalen Betrieb auf 2400 kPa bzw. 1700 kPa eingestellt. Es gibt keinen Ölfluss durch die Verbindung zwischen der Getriebeölpumpe und der Lenkpumpe, und daher wird die Betriebsbedingung des Getriebesystems nicht durch die Hinzufügung dieses Kreises beeinflusst. Wenn der Lenkladedruck unter 1700 kPa fällt, öffnet das Rückschlagventil 62 und der Lenkladedruck wird bei 1700 kPa aufrechterhalten wie er von dem Getriebe geliefert wird. Die Lenkpumpe kann funktionsmäßig unter 1700 kPa arbeiten, ohne einen zweiten Fehler in der Hauptlenkpumpe 40 oder dem Lenkmotor 42 zu verursachen. Wenn die Lenkladepumpe über mehrere Minuten ständig bei 1700 kPa arbeitet, aktiviert ein Ladedruckwandler 64 über einen Draht 66 ein Warnsignal an die Bedienungsperson des Fahrzeugs.
Der ergänzende Ladekreis stellt sicher, dass genügend Lenkladedruck aufrechterhalten wir, solange das Getriebe arbeitet. Lenkfähigkeit ist nicht erforderlich, wenn das Getriebe nicht arbeitet und das Fahrzeug sich nicht länger bewegt. Der ergänzende Ladekreis erhöht den Lenkladedruck und garantiert umgehende Lenkfähigkeit während eines Kaltstarts. Der ergänzende Ladekreis macht während Ölleckagen eine frühe Warnung wegen niedrigen Lenkladedrucks möglich. Der ergänzende Ladekreis verbessert damit die Betriebssicherheit des Lenksystems.
Die Getriebeölpumpe ist eine vorhandene Pumpe. Daher wird durch Hinzufügen der ergänzenden Ladefunktion keine neue Pumpe hinzugefügt oder es wird auch keine Pumpe erforderlich, die lediglich zur Ergänzung der Ladepumpe verwendet wird. Die ergänzende Ladung wird daher bei einem relativ niedrigen Preis zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung ist nicht darauf begrenzt, eine Getriebeölpumpe zu verwenden, um den ergänzenden Ladedruck zu liefern. Andere vorhandene Hydrauliksysteme des Fahrzeugs, sofern vorhanden, können verwendet werden, um den ergänzenden Ladedruck zu liefern. Die einzigen Erfordernisse sind, dass die anderen Hydrauliksysteme eine ständige Ölversorgung bei einem geeigneten Druck unterhalb des normalen Lenkladedrucks und oberhalb des minimal erforderlichen Ladedrucks bereit stellen.
Die Erfindung soll nicht durch die oben beschriebene Anordnung, sondern lediglich durch die nachfolgenden Patentansprüche beschränkt sein.

Claims

Ein Fahrzeug mit einem hydrostatischen Lenksystem, welches eine Hauptlenkpumpe (40) mit einem Ausgang, eine Ladepumpe (36), welche einen Ausgang hat, um eine konstante Ölversorgung an die Hauptlenkpumpe (40) zur Verfügung zu stellen, und einen Lenkmotor (42), der Öl von der Hauptlenkpumpe (40) erhält, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu steuern, enthält, das Fahrzeug enthält des Weiteren ein anderes Hydrauliksystem, welches eine zweite Pumpe mit einem Ausgang einschließt, das Fahrzeug enthält des Weiteren eine Ölleitung (60), welche den Ausgang der zweiten Pumpe mit dem Ausgang der Ladepumpe verbindet, und ein Rückschlagventil (62) in der Ölleitung, welches funktionsfähig ist, um zu öffnen und einen Ölfluss von der zweiten Pumpe zu der Hauptlenkpumpe (40) zu ermöglichen, sofern der Ladedruck unter den Öldruck der zweiten Pumpe fällt, wobei der Ladedruck auf dem Druck der zweiten Pumpe gehalten wird.
Das Fahrzeug, wie in Anspruch 1 definiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug des Weiteren ein Getriebe (16) aufweist und dass die zweite Pumpe eine Getriebeölpumpe (54) ist.
Ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2, enthaltend: eine Verbrennungskraftmaschine (10); das durch die Verbrennungskraftmaschine (10) angetriebene Getriebe (16) sowie Antriebsräder (22, 26), die durch das Getriebe (16) angetrieben werden.
Das Fahrzeug, wie durch einen der Ansprüche 1 bis 3 definiert, des Weiteren enthaltend einen Druckschalter (64), der mit der Ölleitung (60) verbunden ist, um ein Signal auszulösen, falls der Öldruck in der Ölleitung (60) für eine vorgegebene Zeitdauer auf das Getriebeöldruckniveau fällt.
Das Fahrzeug, wie durch einen der Ansprüche 1 bis 4 definiert, des Weiteren enthaltend einen Druckwandler (64), der mit dem Ausgang der Ladepumpe (36) verbunden ist, um den Ladedruck zu überwachen und ein Signal an die Bedienungsperson zu liefern, wenn der Ladedruck unter einen vorgegebenen Wert fällt.