DE2038060A1 - Control system for a vehicle - Google Patents
Control system for a vehicleInfo
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Description
Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)·Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)
Steuersystem für ein Fahrzeug.Control system for a vehicle.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Vorratsbehälter für Druckflüssigkeit» mit einer Druckflüssigkeitspumpe und mit einem durch druckflüssigkeitsbetätigende Antriebe ausfahrbaren und neigbaren Mast.The invention relates to a control system for a vehicle with a storage container for hydraulic fluid »with a hydraulic fluid pump and with a mast that can be extended and tilted by hydraulic fluid actuators.
Lange Zeit ist es in der Industrie ein bedeutendes Problem gewesen« einen elektrisch betriebenen Hublader zu bauen« der wahlweise mit einer 36 Volt-Ba,tterie oder mit einer 48 Volt-Batterie ausgerüstet werden konnte und bei Jeder Spannung eine annehmbare Arbeltsweise hatte. Dies gilt insbesondere dann« wenn die Mühe zum Auswechseln von Batterien unterschiedlicher Spannungen verringertFor a long time it was a major problem in the industry «an electrically operated Build a lift truck with either a 36 volt battery or a 48 volt battery could be equipped and had an acceptable mode of operation at any voltage. This is especially true then «when the effort of changing batteries of different voltages is reduced
und Jegliche Gefahr eines -Irrtums« der beim Auswechseln der Batterie vorkommen kann« ausgeschaltet werden musste. Die vorliegende Erfindung hat dieses Problem dadurch geläst« dass in einem Hublader eine Steuervorrichtung« die sich auf die verschiedenen Spannungen automatisch einstellt« mit einem leistungsfähigen Hydrauliksystem kombiniert wird« das eine Neigvorrichtung mit gesteuertes Druckflüaaigkeitaetroa besitzt« ao dass dasand any risk of mistake «that can occur when changing the battery» is eliminated had to become. The present invention has alleviated this problem by integrating Lift truck a control device "that automatically adjusts to the various voltages" is combined with a powerful hydraulic system «the one tilting device with controlled Druckflüaaigkeitaetroa has «ao that that
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Neigen des Hubmastes unabhängig von der Pumpenleistung auf eine sichere Geschwindigkeit beschränkt ist.Tilting the mast is limited to a safe speed regardless of the pump capacity.
Auf diese Weise sind zum Anschliessen von Batterien unterschiedlicher Spannung keinerlei besondere Vorkehrungen zu treffen.In this way, there are no special requirements for connecting batteries of different voltages Take precautions.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kombination einer Motorsteuervorrichtung, die sich automatisch auf Batterien unterschiedlicher Spannungen einstellt, und einem Hydrauliksystem vorgeschlagen, das eine Neigvorrichtung besitzt, die die Geschwindigkeit der Neigbewegung unabhängig | von der Pumpenleistung begrenzt.According to a preferred embodiment of the invention, the combination of a motor control device, which automatically adjusts to batteries of different voltages and a hydraulic system proposed that has a tilting device that independently adjusts the speed of the tilting movement | limited by the pump output.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hubladers gemäss der Erfindung;Fig. 1 is a perspective view of a lift truck according to the invention;
Fig. 2 ist eine schematische Veranschaulichung der Kombination des elektrischen und des hydraulischen Systems.Figure 2 is a schematic illustration of the combination of the electric and hydraulic Systems.
In Fig. 1 ist ein elektrisch angetriebener Hublader als Ganzes mit Io bezeichnet. Er ruht auf zwei Antriebsrädern 12 und zwei lenkbaren Rädern 14 (von denen nur eines dargestellt ist). Der Hublader Io besitzt einen ausfahrbaren Mast 16, welcher neigbar ™ angebracht ist. Der Mast l6 besitzt einen Hubschlitten l8 mit an ihm angebrachten Vorrichtungen zum Anheben der Last. Im vorliegenden Falle sind zwei Gabelschenkel 2o dargestellt. Der Mast 16 wird mit Hilfe eines .einfach wirkenden Hubzylinders 22 angehoben und mit Hilfe von zwei Hydraulikzylindern 24 und 26 geneigt« die in der dargestellten Welse zwischen dem Hublader Io und dem Mast 16 angeordnet sind.In Fig. 1, an electrically driven lift truck is designated as a whole by Io. It rests on two drive wheels 12 and two steerable wheels 14 (only one of which is shown). The lift truck Io has an extendable mast 16 which is tiltable ™. The mast l6 has a lifting carriage l8 with devices attached to it for lifting the load. In the present case, two fork legs 2o are shown. The mast 16 is raised by means of a lifting cylinder acting .einfach 22 and by means of two hydraulic cylinders 24 and 26 inclined "which are arranged in the illustrated catfish between the lift truck and the mast Io sixteenth
Gemäss Fig. 2 werden die Antriebsräder 12 von einem Elektromotor 28 über ein Differential angetrieben. Der Antriebsmotor 28 ist mit einer According to FIG. 2 , the drive wheels 12 are driven by an electric motor 28 via a differential . The drive motor 28 is with a
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Motorsteuervorrichtung J52 verbunden, die an eine Batterie J54 angeschlossen werden kann und die. die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Motors 28 steuert. Die Motorsteuervorrichtung 32 ist so ausgelegt, dass sie die unterschiedliche Spannung von Batterien, die für den Antriebsmotor 28 benutzt werden, ausgleicht. So kann die Batterie ~5k z.B. eine Spannung von 36 Volt oder auch ,48 Volt haben.Motor control device J52 connected, which can be connected to a battery J54 and the. the speed and direction of rotation of the motor 28 controls. The motor control device 32 is designed to compensate for the different voltages of batteries used for the drive motor 28. For example, the ~ 5k battery can have a voltage of 36 volts or 48 volts.
An die Batterie 254 kann ferner ein Pumpenmotor " 36 angeschlossen werden, welcher eine Pumpe 38 antreibt. Die Pumpe 38 besitzt einen Einlass 4o, der über eine Leitung 44 mit einem Vorratsbehälter 42 verbunden ist, sowie einen Auslass 46, der über eine Leitung 48 den Einlass 5o eines Vorventiles 52 beschickt. Das Vorventil 52 besitzt ein Gehäus-e 54 mit einem geregelten Auslass 56 und einem Abzweig-Auslass 58. In einer Hülse 60, die in dem Gehäuse 54 gelagert ist, ist eine hohle Steuerspindel 62 angeordnet, die normalerweise mit Hilfe einer Schraubenfeder 64 in die dargestellte Endstellung gedrückt wird. Die Steuerspindel 62 besitzt mehrere Durchlässe 66, die mit mehreren Bohrungen 68 in der Hülse 60 zusammenwirken, die eine Verbindung mit dem Abzweig-Auslass 58 herstellen. Ausserdem besitzt die Steuerspindel 62 mehrere Durchlässe 70, die mit mehreren anderen Bohrungen 72 zusammenwirken, welche mit dem geregelten Auslass 56 verbunden sind. Zwischen den Durchlässen 66 und 7o ist in der Steuerspindel 62 eine Drosselöffnung 74 vorgesehen. A pump motor 36, which drives a pump 38, can also be connected to the battery 254 Inlet 50 of a pilot valve 52. The pilot valve 52 has a housing 54 with a regulated outlet 56 and a branch outlet 58. In a sleeve 60, which is mounted in the housing 54, a hollow control spindle 62 is arranged, which is normally is pressed into the illustrated end position with the aid of a helical spring 64. The control spindle 62 has several passages 66, which interact with several bores 68 in the sleeve 60, which establish a connection with the branch outlet 58. The control spindle 62 also has several passages 70 which cooperate with several other bores 72 which are connected to the regulated outlet 56. Between the passages 66 and 7o is in the Control spindle 62, a throttle opening 74 is provided.
Beim Beschicken des · Vorventiles 52 durch den Einlass 5o mit Druckflüssigkeit ist aufgrund der Drosselöffnung 74 ein Druckunterschied vorhanden und wirkt derart auf die Steuerspindel 62, dass diese die Tendenz besitzt, sich nach rechts gegen die Feder 64 When the pilot valve 52 is charged with hydraulic fluid through the inlet 5o, there is a pressure difference due to the throttle opening 74 and acts on the control spindle 62 in such a way that it tends to move to the right against the spring 64
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zu bewegen. Solange der Druckflüssigkeitsstrom unterhalb einer bestimmten Stärke bleibt, wird sich die Steuerspindel 62 nicht weit genug nach rechts bewegen, um die Durchlässe 66 mit den öffnungen 68 zu verbinden, und so wird die gesamte Druckflüssigkeit, welche in das Vorventil 52 einströmt, zu dem Auslass 56 fliessen. Wenn sich der durch das Vorventil 52 und durch den Auslass 56 fliessende Druckflüssigkeitsstrom über eine bestimmte Grenze hinaus vergrössert, wird der Druckunterschied, der auf die Steuerspindel 62 einwirkt, genügend gross sein, um die Steuerspindel 62 weit genug nach rechts zu bewegen, so dass die Durchlässe 66 in Verbindung mit den öffnungen 68 kommen, woraufhin die Druckflüssigkeit beginnen wird, durch den Abzweig-Auslass 58 auszufliessen.to move. As long as the hydraulic fluid flow remains below a certain strength, the Do not move the control spindle 62 far enough to the right to connect the passages 66 with the openings 68, and so all of the pressure fluid flowing into the pilot valve 52 becomes the outlet 56 flow. When the pressure fluid flow flowing through the pilot valve 52 and through the outlet 56 If the pressure difference on the control spindle is increased beyond a certain limit 62 acts to be large enough to move the control spindle 62 far enough to the right so that the Passages 66 come in connection with the openings 68, whereupon the pressure fluid will begin, to flow out through the branch outlet 58.
Die aus dem Auslass 56 ausströmende Druckflüssigkeit wird zu einem Steuerventil 76 für die Neigbewegung geleitet, und zwar über eine Leitung 78, die sich zwischen dem Auslass 56 und dem Einlass 80 des Steuerventils 76 befindet. Das Steuerventil 76 besitzt zwei Auslassöffnungen 82 und 84 zu den druckflüssigkeitsbetätigten Antrieben 24 und 26 für die Neigungsbewegung, die mit Hilfe von Leitungen 86 und 88 parallel geschaltet sind und mit den entsprechenden Anschlüssen der Druckflüssigkeitsantriebe über Abzweigleitungen 90 und 92 verbunden sind. Das Steuerventil 76 für die Neigbewegung ist ein übliches Vierwegeventil mit normalerweise verbundenem Einlass und Rücklauf und arbeitet derart, dass es die Druckflüssigkeit entweder zur Kolbenseite oder zur Kolbenstangenseite der Druckflüssigkeit santriebe 24 und 26 leitet oder die Motoren hydraulisch absperrt. The pressure fluid flowing out of the outlet 56 is directed to a control valve 76 for the tilting movement, to be precise via a line 78 which is located between the outlet 56 and the inlet 80 of the control valve 76. The control valve 76 has two outlet openings 82 and 84 to the hydraulic fluid actuated drives 24 and 26 for the inclination movement, which are connected in parallel with the aid of lines 86 and 88 and are connected to the corresponding connections of the hydraulic fluid drives via branch lines 90 and 92. The tilt control valve 76 is a conventional four-way valve with normally connected inlet and return and operates to direct the hydraulic fluid to either the piston side or piston rod side of the hydraulic fluid drives 24 and 26, or to hydraulically shut off the motors.
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Die aus dem Abzweig-Auslass 58 austretende Druckflüssigkeit gelangt über eine Leitung 96 in den Einlass 93 eines Steuerventils 94 für die Hubbewegung. Das Steuerventil 94 besitzt einen Auslass 98* durch' welchen die Druckflüssigkeit über eine Leitung loo in den Druckflüssigkeitsantrieb 22 geschickt wird. Ausserdem besitzt das Steuerventil 94 einen Rücklauf Io2, der über eine Leitung Io4 mit dem Vorratsbehälter 42 verbunden ist.The one emerging from the branch outlet 58 Pressure fluid reaches the inlet 93 of a control valve 94 for the lifting movement via a line 96. The control valve 94 has an outlet 98 * through ' which the hydraulic fluid is sent into the hydraulic fluid drive 22 via a line loo. In addition, the control valve 94 has a return line Io2, which is connected to the storage container via a line Io4 42 is connected.
Das Steuerventil 94 ist ein übliches Ventil mit normalerweise verbundem Einlass und Rücklauf und aient entweder der Beschickung des Druckflüssigkeitsantriebs 22, oder der Verbindung dieses Antriebs mit dem Vorratsbehälter 42 oder der Unterbrechung des Druckflüssigkeitsstromes zu oder von dem Antrieb. Das Steuerventil 76 für die Neigbewegung weist ausserdem einen Rücklauf I06 auf, der über eine Leitung I08 mit der Leitung 96 verbunden ist. In der Leitung I08 befindet sich ein Einweg-Rückschlagventil Ho, das die Druckflüssigkeit aus dem Rücklauf I06 nur in der Richtung zu dem Einlass 93 durchlässt. -The control valve 94 is a conventional valve with normally connected inlet and return and aient either to feed the hydraulic fluid drive 22, or the connection of this drive to the storage container 42 or the interruption of the Hydraulic fluid flow to or from the drive. The control valve 76 for the tilting movement also has a return line I06, which is connected to line 96 via a line I08. There is a one-way check valve in line I08 Ho, the pressure fluid from the return line I06 only in the direction of the inlet 93 lets through. -
Zwischen den Leitungen 78 und Io4 1st eine weitere Leitung 112 angeschlossen, die mit einem Drosselventil 114 versehen ist. Ähnlich ist zwischen den Leitungen 96 und Io4 eine Leitung II6 mit einem Drosselventil II8 angeschlossen. Nachfolgend wirdAnother line 112 is connected between the lines 78 and Io4, which is connected to a Throttle valve 114 is provided. Similarly, between lines 96 and Io4 is a line II6 with a Throttle valve II8 connected. The following is
die Arbeitsweise der Erfindung erläutert. Es sei an^encmmen, dass es sich bei der Batterie 34 um eine 36 Volt-Batterie handelt und dass diese mit der Motorsteuervorrichtung 32 und dem Pumpenmotor 36 verbunden ist. Unter dieser Voraussetzung kann der Elektromotor 28 bis zu einer Maximalgeschwindigkeit angetrieben werden, die von der Spannung der Batterieexplains the operation of the invention. It is assumed that the battery 34 is a 36 volt battery and that it is connected to the motor controller 32 and the pump motor 36 connected is. Under this condition, the electric motor 28 can up to a maximum speed be powered by the voltage of the battery
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34 abhängt, und die Pumpe 38 kann über den Pumpenmotor 36 zu einer bestimmten Druc-kflüssigkeitsmenge gebracht werden, die ebenfalls von der Spannung der Batterie 34 abhängig ist. Die Pumpe 38 ist so ausgelegt, dass sie beim Antrieb des an eine 36 Volt-Batterie angeschlossenen Pumpenmotors 36 genügend Leistung aufweist, um an dem geregelten Auslass 56 den maximalen Regelstrom zu liefern und um einen Uberschussstrom an dem Abzweig-Auslass 58 zu haben. Auf diese Weise ist genügend Druckflüssigkeit vorhanden, um die Druckflüssigkeitsantriebe 24 und 26 und gleichzeitig den Hubantrieb 22 zu betreiben. Es W wird noch darauf hingewiesen, dass der Hydraulikkreis nur eine einzige Pumpe 38 aufweist und sehr wirksam ist, weil die anfänglich in das Steuerventil 76 für die Neigbewegung eingeleitete Druckflüssigkeitsmenge anschliessend in das Steuerventil für die Hubbewegung umgeleitet werden kann, so dass der gesamte Ausstoss der Pumpe für den Antrieb des Druckflüssigkeitsantriebs 22 benutzt werden kann.34 depends, and the pump 38 can be brought via the pump motor 36 to a certain amount of pressure fluid, which is also dependent on the voltage of the battery 34. The pump 38 is designed such that, when the pump motor 36 connected to a 36 volt battery is driven, it has sufficient power to deliver the maximum regulating current to the regulated outlet 56 and to have an excess current at the branch outlet 58. In this way, there is sufficient hydraulic fluid to operate the hydraulic fluid drives 24 and 26 and the lifting drive 22 at the same time. There W will be noted that the hydraulic circuit has only a single pump 38 and is very effective because the initially into the control valve 76 introduced for Neigbewegung amount of pressure fluid can subsequently be diverted into the control valve for the lifting movement, so that the total emissions of Pump for driving the hydraulic fluid drive 22 can be used.
Dies ist deshalb sehr erwünscht, weil der Wirkungsgrad des .Hubladers Io vergrössert wird, wenn der Hubmast l6 mit einer grösseren Geschwindigkeit betätigt werden kann.This is very desirable because the efficiency of the lift truck Io is increased, when the mast l6 can be operated at a higher speed.
fe Wenn nun die J>6 Volt-Batterie 34 durch einefe If the J> 6 volt battery 34 is replaced by a
48 Volt-Batterie ersetzt wird, so stellt sich die Motorsteuervorrichtung 32 automatisch auf die höhere Spannung um. Der Motor 28 läuft mit einer grösseren Maximalgeschwindigkeit und der Motor 36 läuft ebenfalls mit grösserer Drehzahl, wodurch sich die Förderleistung der Pumpe 38 vergrössert. Obgleich sich die Förderleistung der Pumpe 38 vergrössert, überschreitet die zu den Druckflüssigkeitsantrieben 24 und 26 gelangende Druckflüsslgkeitsmenge nicht eine vorbestimmte 48 volt battery is replaced, the motor control device 32 automatically switches to the higher voltage. The motor 28 runs at a higher maximum speed and the motor 36 also runs at a higher speed, as a result of which the delivery capacity of the pump 38 increases. Although the delivery rate of the pump 38 increases, the amount of hydraulic fluid reaching the hydraulic fluid drives 24 and 26 does not exceed a predetermined amount
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Grenze, und zwar infolge der Wirkung des Vorventils 52. Vom Sicherheitsstandpunkt aus ist dies vorteilhaft, denn wenn die Neigungsantriebe mit einer grösseren Geschwindigkeit arbeiten würden, so könnten Stabilität und Sicherheit der Arbeit des Hubladers Io nachträglich beeinflusst werden. Der Druckflüssigkeitsüberschuss gelangt durch das Vorventil 52 in den Abzweig-Auslass 58 und von dort zu dem Steuerventil 92^ für die Hubbewegung, wo er dazu benutzt werden kann, den Hubantrieb 22 auszufahren. Der vergrösserte Ausstoss der Pumpe 58 wird ausnahmslos für den Betrieb des Druckflüssigkeitsantriebs 22 benutzt, woraus sich eine grössere Ausfahrgeschwindigkeit des Hubmastes 16 ergibt, die generell erwünscht ist.Limit, as a result of the action of the pilot valve 52. From a safety point of view, this is advantageous, because if the tilt drives were to work at a higher speed, the stability and safety of the work of the lift truck Io could be subsequently influenced. The excess pressure fluid passes through the pilot valve 52 into the branch outlet 58 and from there to the control valve 9 2 ^ for the lifting movement, where it can be used to extend the lifting drive 22. The increased output of the pump 58 is used without exception for the operation of the hydraulic fluid drive 22, which results in a greater extension speed of the lifting mast 16, which is generally desirable.
Unabhängig davon, ob die für den Hublader Io benutzte Batterie 36 Volt oder 48 Volt hat, muss der Bedienungsmann keinerlei Änderungen an dem elektrischen oder dem hydraulischen System des Hubladers vornehmen.Regardless of whether the battery used for the lift truck Io has 36 volts or 48 volts, the The operator does not make any changes to the electrical or hydraulic system of the lift truck.
Obgleich der Hydraulikkreislauf in Verbindung mit einem elektrisch betriebenen Hublader beschrieben worden ist, so ist[es doch offensichtlich, dass er gleichermassen für einen Hublader verwendbar ist, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben ist.Although the hydraulic circuit is described in connection with an electrically operated lift truck has been, so [it is obvious that he can also be used for a lift truck that is driven by an internal combustion engine.
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