【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に基づく、油圧ポンプを備えた、特にかじ取り装置用のポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
刊行物ＤＥ３４２０５１９Ａ１では、半径方向穴を備えた被駆動ロータを具備し、半径方向穴の中にポンプピストンが配置され、ロータに対して偏心に支承され周囲を取り囲むカムリングの内側にポンプピストンが支えられるラジアルピストンポンプが記述される。周囲に均一に分布する複数個のポンプピストンがロータの回転とともにポンプピストンの実際位置に応じて、これを収容するロータの半径方向穴の中に半径方向に様々な行程で押し込まれる。ポンプピストンは流体収容スペースに作用し、ポンプピストンの位置に従って流体が収容スペースに吸込まれ、又は収容スペースから押し出される。こうして近似的に一定の流体流量を給送することができる。
【０００３】
送出し流量及び／又は送出し圧力のレベルの調整のために、電気油圧式圧力調整装置が設けられている。圧力調整装置は外側のカムリングの位置を調整するサーボピストンからなり、サーボピストンは比例磁石に送られる制御電圧に応じて移動させられる。
【０００４】
この公知の制御可能な油圧ピストンは複雑な構造と高いエネルギー消費が特徴である。さらにこのポンプは不良な応答挙動を有し、緩慢な応答時間が流体送出し流量及び流体圧力の不正確な調整をもたらす。
【特許文献１】
ドイツ国特許出願公開公報ＤＥ３４２０５１９Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底にあるのは、正確に調整することができ、良好な応答挙動とともに簡単な構造を特徴とするポンプシステムを提示する問題である。ポンプシステムは適宜に可変的に操作され、連続運転中に様々な外部負荷の要求に適応させなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題は本発明に基づき請求項１の特徴により解決される。発明の主題の有利な改良が従属請求項で明らかである。
【０００７】
本発明に基づくポンプシステムは、一方では作動油を機器に送るための油圧ポンプ、他方では測定信号又はその他の入力信号に応じて調整信号を発生し、ポンプ出力の調整のためにポンプの操作部に送る開ループ及び／又は閉ループ制御ユニットからなる。制御ユニットはポンプと別個に構成されたユニットをなすことが好ましい。作動媒質として作動油が供給される機器の状態量及び操作量が、入力信号として制御ユニットに送られる。機器の状態量及び操作量に加えて又はその代わりに、機器が内蔵され、機器がその内部でサブシステムをなす動的システムの適当な数値を考慮することもできる。制御ユニットでは送られた入力信号から、特性図表として保存され又は数学的関係として記憶された計算規則に従って調整信号が発生され、ポンプ出力の実際の調整のために油圧ポンプの操作部に送られる。
【０００８】
このポンプシステムは特に自動車の車輪操縦用かじ取り装置で使用するのに適している。その場合かじ取り装置は油圧ポンプが作動油を供給する機器であり、自動車は上位の動的システムである。ポンプの調整の際に動的システムの状態を考慮することができる。
【０００９】
このポンプシステムは高い変動性という利点をもたらす。制御ユニットの信号によってポンプ出力を機器の要求に対して直接調整することができ、その結果特に自動車のかじ取り装置に使用する場合は状態量及びシステム量、例えば車速、かじ取り角速度及び／又はヨーレートにより出力を調整できるパラメトリック・ポンプをかじ取り装置に実現することができるからである。もう一つの利点は、系が定常又は準定常状態にある場合、比較的少ないエネルギー消費を実現できることである。
【００１０】
ポンプとして、ベーンポンプ、ローラポンプ又はラジアルピストンポンプとして構成された可変容積形ポンプを使用することが好ましい。可変容積形ポンプは半径方向穴を備え、カムリングの中に回転し得るように支承された電動ロータ及び半径方向穴の中で半径方向に移動することができ、カムリングの内側に支えられるポンプエレメントを有する。ポンプエレメントは流体収容スペースに作用し、その際カムリングとロータの相対位置が操作部によって同心位置と偏心位置の間で調整される。この構造では制御ユニットの調整信号により操作部がカムリングとロータの相対位置の調整を生じさせることによって、ポンプ出力の変更が行なわれる。機器、特にかじ取り装置及び／又は上位の動的システム、特に自動車の状態量及び操作量がカムリングとロータの相対位置の変化に直接変換されるから、原則としてポンプの形状寸法を変えるだけで、油圧ポンプが給送する体積流量を機器の実際の要求に適応させることができる。体積流量の調整のための絞り又はバイパス系統をポンプ形状寸法の調整と組み合わせることが好ましいが、必ず必要というわけではない。
【００１１】
ロータを取り囲む外側のカムリングの位置を、電動モータとして構成された操作部により調整することが好ましい。外側のカムリングの電動調整は、パワーアウトプットを実際の要求に適応させるために、極めて短い応答時間を実現することができるという利点をもたらす。約１０ｍｓ以下の応答時間を実現することができる。
【００１２】
もう一つの利点は、電動モータがきわめて正確に制御され、小さな調整行程（但し大きな力を伴う）も変換できることである。また必要な短い調整行程と高い調整力を比較的小さな電動モータでも実現できるように、場合によっては電動モータとカムリングの間に減速装置を設けることが好ましい。
【００１３】
ポンプとカムリングに作用する電動モータとは、原則として機能的に独立した構成単位をなし、特に電動モータの回転子からカムリングへの運動伝達だけを保証すればよいので、高度の柔軟性が得られる。一方、カムリングへの補助的支持は必ずしも必要でない。さらに電動モータへの給電は、先行技術で公知の油圧式又は電気油圧式調整システムの油圧供給よりも実行しやすい。
【００１４】
カムリングの位置調整のために、電動モータの回転子を偏心輪と連結することが好ましい。偏心輪は必要な調整運動を電動モータの回転子からカムリングに直接に、又は間挿された伝動レバーを介して間接的に伝達する。間接的伝動が設けられている場合は、間挿された伝動レバーを並進移動させることが好ましい。その場合伝動レバーの一方の端部に偏心輪の曲線路が作用することによって、変位運動が発生される。伝動レバーを間挿した間接的伝動は、ポンプと電動モータの場所的分離に基づき、ポンプに対する電動モータの配置について多数の可能性が与えられるという利点をもたらす。
【００１５】
他方では、偏心輪がカムリングに直接作用することも可能である。その場合間挿した伝動レバーを廃止することができるから、この構造は特にコンパクトな寸法が特徴である。こうして摩擦損失を最小化することができる。
【００１６】
ポンプの送出し流量又は送出し圧力に相当する実際値の測定のためのセンサ並びに実際値と記憶された又は決定される基準値との比較及び基準実際比較から導き出される電動モータの電流値の発生のための制御ユニットからなる閉ループ制御回路によってポンプを制御することが好ましい。この場合センサはカムリングの位置の決定のための位置センサとして構成することが好ましい。ポンプのロータに関する対称又は中心位置に対するカムリングの偏りの大きさがポンプ出力を決定するから、カムリングの位置を送出し圧力又は送出し流量の尺度として利用することができる。
【００１７】
カムリング位置の決定のための位置センサとして、例えば磁気抵抗式センサを使用することができる。このセンサは電動モータの回転子又は回転子が作用する部材に配置された永久磁石の磁界を測定する。こうして電動モータの作動時に位置センサに対して永久磁石の磁界が変化し、この磁界変化を測定して、位置変化の尺度として利用するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に図面に基づき発明の実施例を詳述する。
【００１９】
下記の図では同じ部材に同じ参照符号を付した。
【００２０】
図１にベーンポンプ１が示されている。ベーンポンプ１は第１の供給管２により作動油タンク３から作動油を吸引し、第２の供給管４により高圧で機器５に圧送する。機器５は特に自動車の油圧操作式かじ取装置である。作動油タンク３に返送する戻り管６が供給管４から分岐する。戻り管６に安全弁７が組込まれており、最大圧力を超えると開放されるから、作動油は供給管４から戻り管６を経て作動油タンク３に還流することができる。安全弁７は通常、機器５に送られる送出し圧力より著しく高い最大圧力で初めて開放する。
【００２１】
ベーンポンプ１は詳しく図示しないケーシングの中に回転可能に支承されたロータ８を具備する。ロータ８はカムリング９によって取り囲まれる。ロータ８は駆動装置、例えば内燃機関によって駆動される。ロータ８は周囲に均一に分布するラジアルガイド１０を有し、その中にディスプレーサ１１として形成されたポンプエレメントが半径方向移動可能に収容されている。ディスプレーサ１１はカムリング９の内側に支えられる。ラジアルガイド１０は送り出される作動油のための流体収容スペースと連通する。半径方向穴１０の中のラジアルピストン１１の相対運動は、作動油を作動油タンク３から吸引して機器５の方向へ送り出す吸込み又は吐出し圧力を発生する。
【００２２】
ポンプ１はポンプ形状寸法が可変の可変容積形ポンプとして構成されている。このためにロータ８に対するカムリング９の位置を同心位置と、ロータ８がカムリング９の内側に直接接する偏心位置との間で無段階で調整することができる。ロータ８に対するカムリング９の偏心ずれの度合がラジアルピストンポンプ１の吐出し量を決定する。
【００２３】
カムリング９は支点１２の周りに回転し得るように支承される。支点１２の半径方向反対側でカムリング９に操作部１３が作用する。操作部１３は電動モータ１４として構成され、カムリング９に伝達されるその調整運動は支点１２の周りのカムリングの矢印１５の方向の旋回運動に変換され、こうしてカムリングは同心位置と最大偏心位置の間で無段階調整される。電動モータ１４からカムリング９への調整運動の伝達は並進運動形伝動レバー１６で行うことが好ましい。伝動レバー１６は電動モータの回転子の動作を受けて、カムリング９に接線方向に作用する。
【００２４】
カムリングとロータの相対位置の変更のための操作部として電動モータの代わりに、場合によってはソレノイドを使用することが好ましい。また調整を油圧で行うことが好ましい。
【００２５】
調整のために電動モータ１４に、制御ユニット１８で発生される制御信号ＳStellが信号線１７を経て送られる。調整信号ＳStellは制御ユニット１８に特性図表又は計算式として格納された相互関係に基づき、入力信号ＳEinに従って発生される。
入力信号ＳEinはポンプ１、機器５及び場合によってはその他のユニット、特に内燃機関の状態量及び操作量を表す。
【００２６】
カムリングとロータの相対位置の変化によってポンプ形状寸法が調節され、それが機器に送られる出力Ｐに影響する。出力Ｐは関係式
Ｐ＝ＶGeom＊ｎ＊ｐ
によって計算される。ここにＶGeomはカムリングとロータの相対位置に依存するポンプ形状寸法の幾何学的特性値である。ｎはロータの回転数、ｐは機器に送られる作動油の圧力を示す。内燃機関による駆動の場合はロータの回転数及びポンプ出力は内燃機関回転数に依存するから、一定のポンプ出力を得るには、ポンプ形状寸法を適宜に操作する回転数依存性のポンプ制御が必要である。また機器の実際の必要に適応するために、電動モータをカムリングに作用させてポンプ形状寸法を調整する。
【００２７】
ポンプ形状寸法の操作に加えて又はその代わりに、例えば機器への供給管４の可変調整可能な絞りにより機器に送られる圧力ｐを変えることによって、機器に送られる出力Ｐを変更することができる。
【００２８】
図２はラジアルピストンポンプ１の拡大概略図を示す。電動モータ１４の回転子１９は偏心輪２０と連結されており、偏心輪２０は電動モータにより回転駆動される。並進移動形伝動レバー１６が偏心輪２０の外周面に接する。偏心輪２０の外周面は伝動レバー１６のための曲線路をなすから、伝動レバーの実際位置は偏心輪２０の実際回転位置で決まる。偏心輪２０の反対側の伝動レバー１６の端部は、支点１２の半径方向反対側のカムリング９の側面に接線方向に作用し、カムリング９を支点１２の周りに矢印１５の方向に回転する。
【００２９】
また図２には作動油タンクからポンプ１に作動油を送る吸込み口２１と、加圧された作動油を機器に送る吐出し口２２が記載されている。
【００３０】
図３の図示は図２と同様であるが、電動モータ１４の調整運動の伝達が伝動部材を介在せずに、むしろ直接にカムリング９に行われる点が相違する。このために電動モータの回転子１９に配置された偏心輪２０が、カムリング９の外側の対応する偏心輪受２３に納められている。回転子１９及び偏心輪２０の回転とともに偏心輪２０の外側が偏心輪受２３の当該の壁面部分に作用し、それによって矢印１５の方向に働く調整力をカムリング９に作用させ、この調整力がカムリング９をその支点１２の周りに回転する。
【００３１】
閉ループ制御回路でポンプ１を操作し、ポンプ出力を所望のレベルに調整するために、ロータに対するカムリングの実際位置をセンサで検出しなければならない。このために図４に示す位置センサ２４が設けられている。位置センサ４は磁気抵抗式に構成され、偏心輪２０の正面側に適宜に配置された永久磁石２５と相互作用することが好ましい。磁気抵抗式位置センサ４は永久磁石２５が発生する磁界を測定することができる。偏心輪２０の偏心配列に基づき偏心輪２０の実際回転位置に依存する磁界が位置センサ２４によって検知され、この磁界から回転位置を推定することができる。偏心輪２０とカムリング９は連動するから、偏心輪２０の位置からカムリング９の位置を逆に推定することもできる。
【００３２】
また場合によっては例えば永久磁石をカムリング９の外側に固定し、磁気抵抗式位置センサで検知することによって、カムリング９の実際位置を直接測定することが好ましい。
【００３３】
位置センサ４の測定信号の評価のための補助評価部品２７が配置されたプレート２６に、位置センサ２４を定置して保持することが好ましい。
【００３４】
また図４から察知されるように、電動モータのモータ回転をより小さな、但しより高いトルクを有する回転に変速するために、電動モータ１４に減速装置を設けることができる。
【００３５】
図５は電動モータ１４並びにポンプのカムリング及びポンプの吐出し量の調整のための、特に制御ユニット１８で実現される閉ループ制御回路を示す。位置センサ２４により偏心輪又はカムリングの実際値もしくはカムリングの位置と相関する値、例えば送出し流量又は送出し圧力が検出される。測定値は入力信号ＳEinとしてセンサ前置増幅器２９に送られ、ここで信号増幅が行われる。増幅された信号はコントローラ３０に送られる。コントローラ３０は増幅された測定信号をデジタル値に変換するためのアナログデジタル変換器３１、調整器３２及びパルス幅変調器３３からなる。また車両信号をコントローラ３０に伝送するためのＣＡＮバス３４及びセンサ２４の校正のための校正用メモリー３５がコントローラ３０に配属されている。ソフトウエア制御３６によってコントローラ３０の種々のサブユニットの機能が制御され、調整される。
【００３６】
コントローラ３０で発生され、パルス幅変調された信号は最終段３７で増幅され、電動モータ１４の調整のための調整信号ＳStellとして電動モータ１４に送られる。
【００３７】
上記のポンプシステムは変速機系統、例えば潤滑冷却切換えポンプ、又は自動車のその他の用途、例えば内燃機関の弁制御、サーボブレーキ等での使用にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ラジアルピストンポンプのポンプ出力を調節するカムリングが電動モータによって移動される、作動油タンクから機器への作動油給送用のベーンポンプの概略図を示す。
【図２】偏心輪を備えた電動モータを有し、偏心輪の回転運動が伝動レバーの直線並進的伝動運動に変換されるベーンポンプの概略図を示す。
【図３】図２と同様であるが、電動モータの回転子により駆動される偏心輪がカムリングに組込まれている図を示す。
【図４】偏心輪に配置された永久磁石と相互作用する磁気抵抗式位置センサを示す。
【図５】電動モータの調整のための制御回路の原理図を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１ ベーンポンプ
２ 供給管
３ 作動油タンク
４ 供給管
５ 機器
６ 戻り管
７ 安全弁
８ ロータ
９ カムリング
１０ ラジアルガイド
１１ ディスプレーサ
１２ 支点
１３ 操作部
１４ 電動モータ
１５ 矢印方向
１６ 伝動レバー
１７ 信号線
１８ 制御ユニット
１９ 回転子
２０ 偏心輪
２１ 吸込み口
２２ 吐出し口
２３ 偏心輪受
２４ 位置センサ
２５ 永久磁石
２６ プレート
２７ 評価部品
２８ 減速装置
２９ センサ前置増幅器
３０ コントローラ
３１ アナログデジタル変換器
３２ 調整器
３３ パルス幅変調器
３４ ＣＡＮバス
３５ 校正用メモリー
３６ ソフトウエア制御
３７ 最終段【Technical field】
[0001]
The invention relates to a pump system with a hydraulic pump, in particular for a steering device, according to the preamble of claim 1.
[Background Art]
[0002]
In publication DE 3 420 519 A1, a driven rotor with a radial bore is provided, in which the pump piston is arranged and the pump piston is supported eccentrically with respect to the rotor and inside a surrounding cam ring. A radial piston pump is described. Depending on the actual position of the pump piston as the rotor rotates, a plurality of pump pistons, distributed evenly around the circumference, are pushed radially into the radial bore of the containing rotor in various strokes. The pump piston acts on the fluid receiving space and fluid is sucked into or pushed out of the receiving space according to the position of the pump piston. In this way, an approximately constant fluid flow can be delivered.
[0003]
An electro-hydraulic pressure regulator is provided for adjusting the delivery flow rate and / or delivery pressure level. The pressure regulator comprises a servo piston that adjusts the position of the outer cam ring, the servo piston being moved in response to a control voltage sent to a proportional magnet.
[0004]
This known controllable hydraulic piston is characterized by a complex construction and high energy consumption. In addition, this pump has poor response behavior, with slow response times resulting in inaccurate adjustment of fluid delivery flow rate and fluid pressure.
[Patent Document 1]
German patent application DE 3 420 519 A1
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0005]
Underlying the invention is the problem of presenting a pump system which can be adjusted precisely and is characterized by a simple structure with good response behavior. The pump system must be variably operated accordingly and must adapt to various external load requirements during continuous operation.
[Means for Solving the Problems]
[0006]
This problem is solved according to the invention by the features of claim 1. Advantageous refinements of the inventive subject matter are evident in the dependent claims.
[0007]
The pump system according to the invention comprises, on the one hand, a hydraulic pump for sending hydraulic oil to the equipment, and, on the other hand, an adjustment signal in response to a measurement signal or other input signal, and an operating part of the pump for adjusting the pump output. And / or a closed-loop control unit. Preferably, the control unit is a unit configured separately from the pump. The state quantity and operation amount of the equipment to which the hydraulic oil is supplied as the working medium are sent to the control unit as input signals. In addition to or instead of the state variables and manipulated variables of the equipment, it is also possible to take into account the appropriate values of the dynamic system in which the equipment is embedded and in which the equipment forms a subsystem. In the control unit, from the input signals sent, an adjustment signal is generated in accordance with a calculation rule stored as a characteristic diagram or stored as a mathematical relationship and sent to the operating part of the hydraulic pump for the actual adjustment of the pump output.
[0008]
The pump system is particularly suitable for use in steering devices for vehicle wheel steering. In this case, the steering device is a device in which the hydraulic pump supplies hydraulic oil, and the automobile is a higher-level dynamic system. The condition of the dynamic system can be taken into account when adjusting the pump.
[0009]
This pump system offers the advantage of high variability. The pump output can be adjusted directly to the demands of the equipment by means of the signals of the control unit, so that, in particular when used in a steering system of a motor vehicle, the output depends on the state variables and system variables, such as the vehicle speed, the steering angular speed and / or the yaw rate. This is because a parametric pump capable of adjusting the pressure can be realized in the steering device. Another advantage is that relatively low energy consumption can be achieved when the system is in a steady or quasi-steady state.
[0010]
As pump, it is preferable to use a variable displacement pump configured as a vane pump, a roller pump or a radial piston pump. The variable displacement pump comprises a radial bore, an electric rotor rotatably mounted in the cam ring and a pump element movable radially in the radial bore and supported inside the cam ring. Have. The pump element acts on the fluid receiving space, the relative position of the cam ring and the rotor being adjusted between a concentric position and an eccentric position by means of a control. In this structure, the output of the pump is changed by causing the operating section to adjust the relative position between the cam ring and the rotor in accordance with the adjustment signal of the control unit. Since the state variables and manipulated variables of the equipment, in particular the steering system and / or the higher dynamics, in particular the motor vehicle, are directly translated into changes in the relative position of the cam ring and the rotor, in principle only changing the geometry of the pump, The volume flow delivered by the pump can be adapted to the actual requirements of the equipment. It is preferred, but not necessary, to combine a throttle or bypass system for adjusting the volume flow rate with adjusting the pump geometry.
[0011]
Preferably, the position of the outer cam ring surrounding the rotor is adjusted by an operating part configured as an electric motor. The motorized adjustment of the outer cam ring offers the advantage that very short response times can be achieved in order to adapt the power output to the actual requirements. A response time of about 10 ms or less can be realized.
[0012]
Another advantage is that the electric motor is very accurately controlled and can convert small adjustment strokes (but with large forces). In some cases, it is preferable to provide a speed reducer between the electric motor and the cam ring so that the required short adjustment stroke and high adjustment force can be realized with a relatively small electric motor.
[0013]
The pump and the electric motor acting on the cam ring are in principle functionally independent constituent units, and in particular, only the movement transmission from the rotor of the electric motor to the cam ring needs to be guaranteed, so that a high degree of flexibility can be obtained. . On the other hand, auxiliary support to the cam ring is not always necessary. Furthermore, powering the electric motor is easier to carry out than the hydraulic supply of hydraulic or electrohydraulic adjustment systems known in the prior art.
[0014]
It is preferable to connect the rotor of the electric motor with the eccentric wheel for adjusting the position of the cam ring. The eccentric transmits the necessary adjusting movement directly from the rotor of the electric motor to the cam ring or indirectly via an interposed transmission lever. If indirect transmission is provided, it is preferable to translate the inserted transmission lever in translation. In this case, a displacement movement is generated by the fact that a curved path of the eccentric acts on one end of the transmission lever. The indirect transmission with the transmission lever interposed has the advantage that, based on the spatial separation of the pump and the electric motor, there are numerous possibilities for the arrangement of the electric motor with respect to the pump.
[0015]
On the other hand, it is also possible that the eccentric acts directly on the cam ring. This arrangement is particularly characterized by its compact dimensions, since the interposed transmission lever can then be dispensed with. Thus, friction loss can be minimized.
[0016]
Sensor for measuring the actual value corresponding to the delivery flow rate or delivery pressure of the pump and the comparison of the actual value with a stored or determined reference value and the generation of the electric motor current value derived from the reference actual comparison Preferably, the pump is controlled by a closed loop control circuit comprising a control unit for the pump. In this case, the sensor is preferably configured as a position sensor for determining the position of the cam ring. Because the magnitude of the cam ring bias relative to the pump's rotor symmetry or center position determines the pump output, the position of the cam ring can be used as a measure of delivery pressure or delivery flow.
[0017]
As a position sensor for determining the cam ring position, for example, a magnetoresistive sensor can be used. This sensor measures the magnetic field of a permanent magnet arranged on the rotor of the electric motor or on the member on which the rotor acts. Thus, when the electric motor is operated, the magnetic field of the permanent magnet changes with respect to the position sensor, and the change in the magnetic field is measured and used as a measure of the position change.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0018]
Next, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
In the drawings below, the same members are denoted by the same reference numerals.
[0020]
FIG. 1 shows a vane pump 1. The vane pump 1 sucks hydraulic oil from a hydraulic oil tank 3 by a first supply pipe 2, and sends it to a device 5 at a high pressure by a second supply pipe 4. The device 5 is in particular a hydraulically operated steering device of a motor vehicle. A return pipe 6 returning to the hydraulic oil tank 3 branches off from the supply pipe 4. Since the safety valve 7 is incorporated in the return pipe 6 and is opened when the pressure exceeds the maximum pressure, the hydraulic oil can be returned from the supply pipe 4 to the hydraulic oil tank 3 via the return pipe 6. The safety valve 7 usually only opens at a maximum pressure significantly higher than the delivery pressure sent to the device 5.
[0021]
The vane pump 1 includes a rotor 8 rotatably supported in a casing (not shown). The rotor 8 is surrounded by a cam ring 9. The rotor 8 is driven by a driving device, for example, an internal combustion engine. The rotor 8 has a radial guide 10 distributed uniformly around its circumference, in which a pump element formed as a displacer 11 is accommodated in a radially movable manner. The displacer 11 is supported inside the cam ring 9. The radial guide 10 communicates with a fluid storage space for the delivered hydraulic oil. The relative movement of the radial piston 11 in the radial bore 10 generates a suction or discharge pressure that draws hydraulic oil from the hydraulic oil tank 3 and sends it out towards the device 5.
[0022]
The pump 1 is configured as a variable displacement pump whose pump dimensions are variable. Therefore, the position of the cam ring 9 with respect to the rotor 8 can be continuously adjusted between the concentric position and the eccentric position where the rotor 8 directly contacts the inside of the cam ring 9. The degree of eccentric displacement of the cam ring 9 with respect to the rotor 8 determines the discharge amount of the radial piston pump 1.
[0023]
The cam ring 9 is mounted such that it can rotate about a fulcrum 12. The operating portion 13 acts on the cam ring 9 on the opposite side of the fulcrum 12 in the radial direction. The operating part 13 is configured as an electric motor 14, whose adjusting movement transmitted to the cam ring 9 is converted into a pivoting movement of the cam ring around the fulcrum 12 in the direction of the arrow 15, so that the cam ring is between the concentric position and the maximum eccentric position. Is adjusted steplessly. The transmission of the adjusting movement from the electric motor 14 to the cam ring 9 is preferably performed by a translational transmission lever 16. The transmission lever 16 acts on the cam ring 9 tangentially in response to the operation of the rotor of the electric motor.
[0024]
In some cases, it is preferable to use a solenoid instead of the electric motor as the operation unit for changing the relative position between the cam ring and the rotor. Preferably, the adjustment is made hydraulically.
[0025]
A control signal S Stell generated by a control unit 18 is sent to the electric motor 14 for adjustment via a signal line 17. The adjustment signal S Stell is generated according to the input signal S Ein based on the correlation stored in the control unit 18 as a characteristic chart or a calculation formula.
The input signal S Ein represents the state variables and the manipulated variables of the pump 1, the device 5 and possibly other units, especially the internal combustion engine.
[0026]
Changes in the relative position of the cam ring and rotor adjust the pump geometry, which affects the power P delivered to the equipment. The output P is the relational expression P = V Geom * n * p
Is calculated by Here, V Geom is a geometric characteristic value of the pump geometry depending on the relative position of the cam ring and the rotor. n indicates the number of rotations of the rotor, and p indicates the pressure of the hydraulic oil sent to the device. In the case of driving by an internal combustion engine, the rotation speed of the rotor and the pump output depend on the rotation speed of the internal combustion engine. Therefore, in order to obtain a constant pump output, a rotation speed-dependent pump control that appropriately adjusts the pump shape and size is necessary. It is. The electric motor is acted on the cam ring to adjust the pump geometry to accommodate the actual needs of the equipment.
[0027]
In addition to or instead of manipulating the pump geometry, the output P delivered to the device can be changed, for example, by changing the pressure p delivered to the device by means of a variably adjustable throttle in the supply line 4 to the device. .
[0028]
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the radial piston pump 1. The rotor 19 of the electric motor 14 is connected to an eccentric wheel 20, and the eccentric wheel 20 is driven to rotate by the electric motor. The translational transmission lever 16 contacts the outer peripheral surface of the eccentric wheel 20. Since the outer peripheral surface of the eccentric wheel 20 forms a curved path for the transmission lever 16, the actual position of the transmission lever is determined by the actual rotation position of the eccentric wheel 20. The end of the transmission lever 16 opposite the eccentric 20 acts tangentially on the side of the cam ring 9 radially opposite the fulcrum 12, rotating the cam ring 9 around the fulcrum 12 in the direction of arrow 15.
[0029]
FIG. 2 shows a suction port 21 for sending hydraulic oil from the hydraulic oil tank to the pump 1 and a discharge port 22 for sending pressurized hydraulic oil to the device.
[0030]
FIG. 3 is similar to FIG. 2 except that the transmission of the adjusting movement of the electric motor 14 is performed directly to the cam ring 9 without any intervening transmission member. For this purpose, an eccentric wheel 20 arranged on the rotor 19 of the electric motor is accommodated in a corresponding eccentric wheel receiver 23 outside the cam ring 9. With the rotation of the rotor 19 and the eccentric wheel 20, the outside of the eccentric wheel 20 acts on the corresponding wall portion of the eccentric bearing 23, whereby the adjusting force acting in the direction of arrow 15 acts on the cam ring 9, and this adjusting force is The cam ring 9 is rotated around its fulcrum 12.
[0031]
In order to operate the pump 1 in a closed loop control circuit and adjust the pump output to the desired level, the actual position of the cam ring with respect to the rotor must be detected by a sensor. For this purpose, a position sensor 24 shown in FIG. 4 is provided. The position sensor 4 is preferably of a magnetoresistive type, and preferably interacts with a permanent magnet 25 appropriately arranged on the front side of the eccentric wheel 20. The magnetoresistive position sensor 4 can measure the magnetic field generated by the permanent magnet 25. A magnetic field depending on the actual rotational position of the eccentric wheel 20 is detected by the position sensor 24 based on the eccentric arrangement of the eccentric wheel 20, and the rotational position can be estimated from this magnetic field. Since the eccentric wheel 20 and the cam ring 9 are interlocked, the position of the cam ring 9 can be estimated from the position of the eccentric ring 20 in reverse.
[0032]
In some cases, it is preferable to directly measure the actual position of the cam ring 9 by, for example, fixing a permanent magnet to the outside of the cam ring 9 and detecting with a magnetoresistive position sensor.
[0033]
It is preferable that the position sensor 24 is fixedly held on a plate 26 on which an auxiliary evaluation component 27 for evaluating the measurement signal of the position sensor 4 is arranged.
[0034]
Also, as can be seen from FIG. 4, the electric motor 14 can be provided with a reduction gear to shift the motor rotation of the electric motor to a smaller but higher torque rotation.
[0035]
FIG. 5 shows a closed-loop control circuit for adjusting the electric motor 14 and the cam ring of the pump and the discharge rate of the pump, in particular realized with a control unit 18. The position sensor 24 detects the actual value of the eccentric wheel or the cam ring or a value correlated with the position of the cam ring, for example the delivery flow rate or delivery pressure. The measured value is sent to the sensor preamplifier 29 as an input signal S Ein , where the signal is amplified. The amplified signal is sent to the controller 30. The controller 30 includes an analog-to-digital converter 31 for converting the amplified measurement signal into a digital value, a regulator 32, and a pulse width modulator 33. A CAN bus 34 for transmitting a vehicle signal to the controller 30 and a calibration memory 35 for calibrating the sensor 24 are assigned to the controller 30. The functions of the various sub-units of the controller 30 are controlled and adjusted by the software control 36.
[0036]
The signal generated by the controller 30 and subjected to the pulse width modulation is amplified in the final stage 37 and sent to the electric motor 14 as an adjustment signal S Stell for adjusting the electric motor 14.
[0037]
The above-mentioned pump system is also suitable for use in transmission systems, for example lubricating cooling switching pumps, or in other automotive applications, for example in valve control of internal combustion engines, servo brakes and the like.
[Brief description of the drawings]
[0038]
FIG. 1 shows a schematic view of a vane pump for feeding hydraulic oil from a hydraulic oil tank to equipment in which a cam ring for adjusting the pump output of a radial piston pump is moved by an electric motor.
FIG. 2 shows a schematic view of a vane pump having an electric motor with an eccentric wheel, wherein the rotational movement of the eccentric wheel is converted into a linear translational movement of a transmission lever.
FIG. 3 shows a view similar to FIG. 2, but with the eccentric driven by the rotor of the electric motor incorporated in the cam ring.
FIG. 4 shows a magnetoresistive position sensor interacting with a permanent magnet located on an eccentric.
FIG. 5 shows a principle diagram of a control circuit for adjusting the electric motor.
[Explanation of symbols]
[0039]
REFERENCE SIGNS LIST 1 vane pump 2 supply pipe 3 hydraulic oil tank 4 supply pipe 5 equipment 6 return pipe 7 safety valve 8 rotor 9 cam ring 10 radial guide 11 displacer 12 fulcrum 13 operating unit 14 electric motor 15 arrow direction 16 transmission lever 17 signal line 18 control unit 19 rotation Element 20 Eccentric wheel 21 Suction port 22 Discharge port 23 Eccentric wheel receiver 24 Position sensor 25 Permanent magnet 26 Plate 27 Evaluation component 28 Reduction device 29 Sensor preamplifier 30 Controller 31 Analog-to-digital converter 32 Adjuster 33 Pulse width modulator 34 CAN bus 35 Calibration memory 36 Software control 37 Final stage