DE102008057610B4

DE102008057610B4 - Elektrohydraulisches System mit mehreren in Reihe an einer Spannungsquelle angeschlossenen Motor-Pumpen-Aggregaten

Info

Publication number: DE102008057610B4
Application number: DE102008057610.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wiertz
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2028-11-18
Also published as: DE102008057610A1

Abstract

Elektrohydraulisches System (10), insbesondere ein Fahrzeuglenksystem, mit mehreren Motor-Pumpen-Aggregaten (16, 18), die an eine Spannungsquelle (26), welche eine Netzspannung bereitstellt, in Reihe angeschlossen sind, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) auf eine Versorgungsspannung ausgelegt sind, die einem der Anzahl der Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) entsprechendem Bruchteil der Netzspannung entspricht, und wobei eine elektrische Vorschaltung (12) zur Stabilisierung der Versorgungsspannung jedes Motor-Pumpen-Aggregats (16, 18) vorgesehen ist,
wobei die Spannungsquelle (26) eine Gleichspannungsquelle ist, wobei eine Spannungsteiler-Schaltung (30) vorgesehen ist, welche mehrere Spannungsteiler-Elemente (31, 32) aufweist, über denen jeweils eine Teilspannung anliegt, und wobei
zwischen der Spannungsteiler-Schaltung (30) und den Motor-Pumpen-Aggregaten (16, 18) ein Hochfrequenzschalter (42) angeordnet ist, der ein Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) mit verschiedenen Spannungsteiler-Elementen (31, 32) verbinden kann, und/oder genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) vorgesehen sind, für die eine gemeinsame Regelung vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches System, insbesondere ein Fahrzeuglenksystem, mit mehreren Motor-Pumpen-Aggregaten, die an eine Spannungsquelle, welche eine Netzspannung bereitstellt, in Reihe angeschlossen sind.
Es sind elektrohydraulische Systeme für Kraftfahrzeuge, beispielsweise Lenksysteme oder Fahrwerkstabilisierungssysteme, mit Motor-Pumpen-Aggregaten bekannt, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate bedarfsgerecht geregelt werden, eine kompakte Bauweise aufweisen und einen flexiblen Einbau im Fahrzeug ermöglichen. Elektrohydraulische Systeme mit Motor-Pumpen-Aggregaten haben insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen eine weite Verbreitung gefunden.
Die DE 34 27 820 A1 zeigt ein Netzteil mit einer Spannungsquelle, die eine erste Gleichspannung abgibt, und einem Polaritätswandler, der eine zweite Gleichspannung abgibt, die die gleiche Amplitude wie die erste Gleichspannung aufweist, jedoch entgegengesetzte Polarität. Ein erster und ein zweiter Spannungsstabilisator stehen mit der Spannungsquelle bzw. dem Polaritätswandler in Verbindung und geben stabilisierte Spannungen gleicher Amplitude aber entgegengesetzter Polarität ab.
Die WO 2006 / 020 537 A2 offenbart einen Adapter, der einen Pumpenmotor einer Kraftstofffilteranordnung in Reihe mit einer Heizung verbindet, wobei diese Reihenschaltung an ein 24-Volt-Elektrosystem angeschlossen ist. Die Serienschaltung aus Heizung und Motor wirkt dabei als Spannungsteiler. Der Motorwiderstand und der Heizwiderstand sind ungefähr gleich und erzeugen einen Spannungsabfall über jede Komponente von ungefähr 12 Volt.
Aus der DE 37 02 952 A1 sind ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Regelung eines Gebläseantriebs bekannt. Dazu wird ein Kondensator zu einem Gebläsemotor in Reihe geschaltet, sodass zusammen mit der Induktivität des Gebläsemotors ein Schwingkreis gebildet wird. Der Schwingkreis wird durch einen im Abluftstrom angeordneten PTC-Widerstand gedämpft.
In der DE 10 51 152 B ist eine Schiffsruderanlage offenbart, die zwei gleiche Maschinensätze aufweist, die jeweils durch einen elektrischen Motor angetrieben sind, die in Reihe geschaltet sind, falls ein Gleichstrombordnetz vorhanden ist. Unterliegt einer der Maschinensätze einer Störung, so wird manuell oder automatisch auf den anderen Maschinensatz umgeschaltet.Die Verwendung von Motor-Pumpen-Aggregaten für elektrohydraulische Systeme ist auch für Nutzfahrzeuge attraktiv. Problematisch bei Technologie-Übertragung von Personenkraftfahrzeugen auf Nutzfahrzeuge ist eine notwendige höhere Leistung des hydraulischen Systems, beispielsweise zur Sicherstellung einer ausreichenden Lenkunterstützung, und eine unterschiedliche Bordspannung des Bordnetzes von beispielsweise 24 Volt oder 48 Volt bei Nutzfahrzeugen im Gegensatz zu 12 Volt bei Personenkraftfahrzeugen.
Eine einfache Lösung dieser Probleme könnte eine einfache Reihenschaltung von beispielsweise zwei auf eine Spannung von 12 Volt ausgelegten Motor-Pumpen-Aggregaten an ein 24-Volt-Bordnetz sein, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate hydraulisch an denselben Hydraulikkreis angeschlossen sind.
Eine solche einfache elektrische Reihenschaltung von Motor-Pumpen-Aggregaten ist aber aufgrund des Regelungsverhaltens des einzelnen Motor-Pumpen-Aggregats mit Schwierigkeiten verbunden. Wird ein Motor-Pumpen-Aggregat in der Reihenschaltung mit einer höheren Leistungsanforderung beaufschlagt, so erhöht die Regelung des Motor-Pumpen-Aggregats die Stromaufnahme, verringert also den Innenwiderstand. Somit sind die beiden Widerstandswerte in der Reihenschaltung nicht mehr gleich, was dazu führt, dass die Spannung am Motor-Pumpen-Aggregat mit der höheren Leistungsanforderung sinkt und die Spannung am schwächer belasteten Motor-Pumpen-Aggregat steigt. Dem schwächer belasteten Motor-Pumpen-Aggregat steht also mehr elektrische Leistung zur Verfügung, als es benötigt, woraufhin sein Innenwiderstand vergrößert wird. Somit verstärken sich die Spannungsunterschiede an den beiden Motor-Pumpen-Aggregaten, und es liegt ein instabiles Regelverhalten vor.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrohydraulisches System mit einem stabilen Regelverhalten für mehrere Motor-Pumpen-Aggregate zu schaffen, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, welche eine Netzspannung bereitstellt, die ein Vielfaches einer Versorgungsspannung beträgt, auf welche die Motor-Pumpen-Aggregate ausgelegt sind, sowie ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Spannung für mehrere Motor-Pumpen-Aggregate eines elektrohydraulischen Systems.
Die Aufgabe wird durch ein elektrohydraulisches System mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erfindungsgemäßes elektrohydraulisches System, insbesondere ein Fahrzeuglenksystem, umfasst mehrere Motor-Pumpen-Aggregate, die an eine Spannungsquelle, welche eine Netzspannung bereitstellt, in Reihe angeschlossen sind. Die Motor-Pumpen-Aggregate sind auf eine Versorgungsspannung ausgelegt, die einem der Anzahl der Motor-Pumpen-Aggregate entsprechenden Bruchteil der Netzspannung entspricht. Es ist eine elektrische Vorschaltung zur Stabilisierung der Versorgungsspannung jedes Motor-Pumpen-Aggregats vorgesehen, wobei die Spannungsquelle eine Gleichspannungsquelle ist, und wobei eine Spannungsteiler-Schaltung vorgesehen ist, welche mehrere Spannungsteiler-Elemente aufweist, über denen jeweils eine Teilspannung anliegt. Zwischen der Spannungsteiler-Schaltung und den Motor-Pumpen-Aggregaten ist ein Hochfrequenzschalter angeordnet, der ein Motor-Pumpen-Aggregat mit verschiedenen Spannungsteiler-Elementen verbinden kann, und/oder es sind genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate vorgesehen, für die eine gemeinsame Regelung vorgesehen ist. Ein solches elektrohydraulisches System ermöglicht es, bei verschiedenen Netzspannungen die gleichen Motor-Pumpen-Aggregate verwenden zu können, wodurch Produktions- und Entwicklungskosten gespart werden können. Die Spannungsteiler-Schaltung ermöglicht eine Stabilisierung der Teilspannungen, die unabhängig von der Reihenschaltung der Motor-Pumpen-Aggregate erfolgt. Ist der Hochfrequenzschalter vorgesehen, so kann ein quasi-permanenter Potenzialausgleich zwischen der am Motor-Pumpen-Aggregat anliegenden Spannung und der Spannung über verschiedenen Spannungsteiler-Elementen stattfinden. Die Versorgungsspannung eines Motor-Pumpen-Aggregats wird somit unabhängig von den anderen Motor-Pumpen-Aggregaten stabilisiert. Ist eine gemeinsame Regelung vorgesehen, so ermöglicht die gemeinsame Regelung auch eine verbesserte Stabilisierung der Versorgungsspannung.
Insbesondere ist die Spannungsquelle eine Fahrzeugbatterie. Dies ermöglicht einen einfachen Anschluss an ein Bordnetz eines Fahrzeugs und erleichtert die Verwendung von elektronischen Bauteilen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Versorgungsspannung, auf welche die Motor-Pumpen-Aggregate ausgelegt sind, einer Nennspannung von 12 Volt. Somit können Motor-Pumpen-Aggregate, die für Personenkraftfahrzeuge mit einem 12-Volt-Bordnetz entwickelt wurden, auch in Nutzfahrzeugen mit höherer Netzspannung, beispielsweise einer 24-Volt-Nennspannung, verwendet werden.
Zur Reihenschaltung des Motor-Pumpen-Aggregats kann ein Kondensator parallel geschaltet sein. Die Parallelschaltung des Kondensators glättet eventuelle Spannungsschwankungen der Spannungsquelle und stabilisiert somit die Netzspannung.
Ein Spannungsteiler-Element weist beispielsweise eine Zenerdiode und einen Widerstand auf. Auf diese Weise wirkt jedes Spannungsteiler-Element als Spannungsstabilisator, wobei die Zenerdiode und der Widerstand vorzugsweise so dimensioniert sind, dass bei Ausfall eines oder mehrerer Motor-Pumpen-Aggregate die verbleibenden Motor-Pumpen-Aggregate funktionsfähig bleiben.
Jedem Spannungsteiler-Element kann ein Kondensator parallel geschaltet sein. Somit wird die Teilspannung, die über dem Spannungsteiler-Element anliegt, durch den Kondensator geglättet.
Für jedes Motor-Pumpen-Aggregat kann ein Kondensator zwischen dem Hochfrequenzschalter und dem Motor-Pumpen-Aggregat vorgesehen sein, der zum Motor-Pumpen-Aggregat parallel geschaltet ist. Dies ermöglicht eine Glättung von Spannungssprüngen der Versorgungsspannung direkt am Motor-Pumpen-Aggregat, wie sie beispielsweise beim Potenzialausgleich durch den Hochfrequenzschalter entstehen können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate vorgesehen. Dies ermöglicht insbesondere den Einbau von zwei 12-Volt-Motor-Pumpen-Aggregaten in ein 24-Volt-Bordnetz.
Insbesondere ist die gemeinsame Regelung eine Master-Slave-Regelung. Somit können die Motor-Pumpen-Aggregate auf einfache Weise bedarfsgerecht angetrieben werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Steuerung einer elektrischen Spannung für mehrere Motor-Pumpen-Aggregate eines elektrohydraulischen Systems, die an eine Spannungsquelle, welche eine Netzspannung bereitstellt, in Reihe angeschlossen sind. Die Netzspannung wird in mehrere Versorgungsspannungen für die Motor-Pumpen-Aggregate aufgeteilt, und die Versorgungsspannungen werden stabilisiert. Ein solches Verfahren ermöglicht auf einfache Weise den Betrieb von Motor-Pumpen-Aggregaten mit einer Spannungsquelle, deren Netzspannung ein Vielfaches der Versorgungsspannung beträgt, auf welche die Motor-Pumpen-Aggregate ausgelegt sind.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante werden Spannungsschwankungen der Spannungsquelle geglättet. Somit wird die Netzspannung stabilisiert, wodurch auch die Stabilisierung der Versorgungsspannungen verbessert wird.
Vorzugsweise werden die Versorgungsspannungen für die Motor-Pumpen-Aggregate, insbesondere bei Ausfall eines oder mehrerer Motor-Pumpen-Aggregate, innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs stabilisiert. Bei Ausfall eines oder mehrerer Motor-Pumpen-Aggregate ermöglicht dies einen Betrieb der verbleibenden Motor-Pumpen-Aggregate und somit einen zumindest eingeschränkten Betrieb des elektrohydraulischen Systems.
In einer weiteren Verfahrensvariante werden die Versorgungsspannungen geglättet. Auf diese Weise werden Spannungssprünge an den Motor-Pumpen-Aggregaten verhindert, und den Motor-Pumpen-Aggregaten wird mehr Zeit gegeben, ihre Regelung anzupassen.
Es können genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate vorgesehen sein, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate gemeinsam geregelt werden. Dies ermöglicht eine zusätzliche Stabilisierung der Versorgungsspannung über die gemeinsame Regelung der Motor-Pumpen-Aggregate und kann den bedarfsgerechten Antrieb des elektrohydraulischen Systems verbessern.
Vorzugsweise ist eine Master-Slave-Regelung für die gemeinsame Regelung vorgesehen. Somit wird eine einfache Regelung für zwei Motor-Pumpen-Aggregate ermöglicht.
Beispielsweise wird das Master-Motor-Pumpen-Aggregat über die eigene Drehzahl und die Drehzahl des Slave-Motor-Pumpen-Aggregats geregelt. Auf diese Weise wird eine Leistungsanforderung des elektrohydraulischen Systems nur an die Regelung des Master-Motor-Pumpen-Aggregats gestellt.
Das Slave-Motor-Pumpen-Aggregat kann so geregelt werden, dass an beiden Motor-Pumpen-Aggregaten die gleichen Spannungen anliegen. Somit wird die Versorgungsspannung über die Regelung des Slave-Motor-Pumpen-Aggregats stabilisiert.
Gemäß einer alternativen Verfahrensvariante wird ein Potenzialausgleich zwischen einer an einem Motor-Pumpen-Aggregat anliegenden Spannung und mehreren verschiedenen Versorgungsspannungen durchgeführt. Dies ermöglicht eine Spannungsstabilisierung mit unabhängig voneinander geregelten Motor-Pumpen-Aggregaten.
Vorteilhafterweise wird bei Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats eine Warnmeldung ausgegeben. Dies ermöglicht beispielsweise dem Fahrer eines mit einem solchen elektrohydraulischen System ausgestattetem Fahrzeugs, das Fahrzeug zur Reparatur zu bringen, während das verbleibende bzw. die verbleibenden Motor-Pumpen-Aggregate einen zumindest reduzierten Betrieb des Systems ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

- 1 eine schematische Ansicht eines elektrohydraulischen Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer gemeinsamen Regelung der Motor-Pumpen-Aggregate; und
- 2 eine schematische Ansicht eines elektrohydraulischen Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Hochfrequenzschalter.

Die 1 und 2 zeigen ein elektrohydraulisches System 10 mit einer elektrischen Vorschaltung 12 und einem Hydraulikkreis 14. Die hydraulischen Leitungen des Hydraulikkreises 14 sind mit gestrichelten Linien und die elektrischen Leitungen der elektrischen Vorschaltung 12 sind mit durchgezogenen Linien gezeigt.
Der Hydraulikkreis 14 weist ein erstes Motor-Pumpen-Aggregat 16 und ein zweites Motor-Pumpen-Aggregat 18 auf, die einen hydraulischen Verbraucher 20 mit Hydraulikfluid und Druck versorgen. Der Hydraulikkreis 14 wird über ein erstes Reservoir 22 und ein zweites Reservoir 24 geschlossen.
Ein Motor-Pumpen-Aggregat 18 ist durch eine Pumpe und einen Motor, der die Pumpe antreibt, definiert. Es ist möglich, aber nicht notwendig, dass Pumpe und Motor baulich in einer Einheit vorgesehen sind.
Die Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 sind im Hydraulikkreis 14 parallel geschaltet. Auf diese Weise wird ein größerer Volumenstrom von Hydraulikfluid durch den Hydraulikkreis 14 ermöglicht und somit die Leistung des elektrohydraulischen Systems 10 verbessert. Der hydraulische Verbraucher 20 kann beispielsweise Teil eines hydraulischen Lenksystems oder eines Fahrwerkstabilisierungssystems sein. Das erste Reservoir 22 ist dem ersten Motor-Pumpen-Aggregat 16, das zweite Reservoir 24 dem zweiten Motor-Pumpen-Aggregat 18 zugeordnet. Die Reservoirs 22, 24 können auch baulich in die Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 integriert sein. Alternativ ist es möglich, dass ein einzelnes Reservoir für beide Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 vorgesehen ist.
In den Ausführungsformen gemäß 1 und 2 sind die Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 auf eine Versorgungsspannung von 12 Volt ausgelegt und über die elektrische Vorschaltung 12 in Reihe an eine Spannungsquelle 26 angeschlossen, die eine Netzspannung von 24 Volt bereitstellt. Es ist prinzipiell möglich, mehrere Motor-Pumpen-Aggregate an eine Netzspannung anzuschließen. Die Netzspannung beträgt dabei ein Vielfaches der Versorgungsspannung der Motor-Pumpen-Aggregate, entsprechend der Anzahl der Motor-Pumpen-Aggregate. Es ist also beispielsweise auch möglich, vier 12-Volt-Motor-Pumpen-Aggregate in Reihe an eine 48-Volt-Spannungsquelle anzuschließen.
Die elektrische Vorschaltung 12 ist über einen ersten Eingangsanschluss E⁺ mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 26 und über einen zweiten Eingangsanschluss E^- mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 26 verbunden. Die Spannungsquelle 26 ist eine Fahrzeugbatterie, die eine Gleichspannung mit einer Nennspannung von 24 Volt als Netzspannung bereitstellt. Die tatsächliche Spannung der Spannungsquelle 26 liegt üblicherweise über der Nennspannung, bei einer Nennspannung von 24 Volt liegt die tatsächliche Spannung beispielsweise im Bereich von 28 Volt.
Die elektrische Vorschaltung 12 weist einen Kondensator 28 auf, der zur Reihenschaltung der Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 bzw. zur Spannungsquelle 26 parallel geschaltet ist. Durch den Kondensator 28 werden evtl. Schwankungen der Netzspannung geglättet.
Eine Spannungsteiler-Schaltung 30 ist vorgesehen, die aus zwei, in Reihe geschalteten Spannungsteiler-Elementen 31, 32 aufgebaut ist. Die Anzahl der Spannungsteiler-Element 31, 32 in der Spannungsteiler-Schaltung 30 entspricht der Anzahl der Motor-Pumpen-Aggregate im elektrohydraulischen System 10.
Jedes Spannungsteiler-Element 31, 32 besteht aus einer Zenerdiode 33, 34, die in Sperrrichtung eingebaut ist, und einem Widerstand 35, 36. Zu jedem Spannungsteiler-Element 31, 32 ist ein Kondensator 37, 38 parallel geschaltet.
Die elektrische Vorschaltung 12 weist vier Ausgangsanschlüsse A_1a, A_1b, A_2a, A_2b auf, wobei das erste Motor-Pumpen-Aggregate 16 an den Ausgangsanschlüssen A_1a und A_1b und das zweite Motor-Pumpen-Aggregate 18 an den Ausgangsanschlüssen A_2a und A_2b angeschlossen ist.
In den 1 und 2 sind in der elektrischen Vorschaltung 12 drei Knoten P⁺, P^-, P^m bezeichnet. Unter einem Knoten wird hier eine leitende Verbindung zwischen zwei oder mehr Bauelementen der Vorschaltung 12 verstanden, wobei die leitende Verbindung auf einem elektrischen Potential liegt. Der Knoten kann daher, entsprechend der leitenden Verbindung, verzweigt dargestellt sein. Die elektrischen Potentiale der Knoten P⁺ und P^- entsprechen in den gezeigten Ausführungsformen den elektrischen Potentialen an den Eingangsanschlüssen E⁺ bzw. E^-.
In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Ausgangsanschlüsse A_1b und A_2a miteinander verbunden und liegen auf dem elektrischen Potential des Knotens P^m zwischen den beiden Spannungsteiler-Elementen 32. Somit sind die beiden Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 über die elektrische Vorschaltung 12 elektrisch in Reihe geschaltet.
Die beiden Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 sind miteinander verbunden und werden gemeinsam durch eine Master-Slave-Regelung geregelt, wie durch die punktierte Linie 40 symbolisiert wird.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des elektrohydraulischen Systems 10. Die elektrische Vorschaltung 12 wird durch einen Hochfrequenzschalter 42 und zwei Kondensatoren 43, 44 ergänzt. Der Hochfrequenzschalter 42 ist zwischen der Spannungsteiler-Schaltung 30 und den Motor-Pumpen-Aggregaten 16, 18 vorgesehen. Zwischen den Ausgangsanschlüssen A_1a und A_1b bzw. A_2a und A_2b ist jeweils ein Kondensator 43, 44 angeordnet, der somit dem zugehörigen Motor-Pumpen-Aggregat 16, 18 parallel geschaltet ist.
Der Hochfrequenzschalter 42 verbindet in seiner ersten, mit durchgezogener Linie eingezeichneten Stellung den Ausgangsanschluss A_1a mit dem Knoten P⁺ und den Ausgangsanschluss A_1b mit dem Knoten P^m und somit das erste Motor-Pumpen-Aggregat 16 mit der Teilspannung über dem ersten Spannungsteiler-Element 31. Entsprechend sind die Ausgangsanschlüsse A_2a und A_2b mit den Knoten P^m bzw. P^- verbunden und somit das zweite Motor-Pumpen-Aggregat 18 mit der Teilspannung über dem zweiten Spannungsteiler-Element 32.
In der zweiten, gepunktet eingezeichneten Stellung des Hochfrequenzschalters 42 sind die Ausgangsanschlüsse A_1a und A_1b mit den Knoten P^m bzw. P^- verbunden und die Ausgangsanschlüsse A_2a und A_2b mit den Knoten P⁺ bzw. P^m, und somit das erste Motor-Pumpen-Aggregat 16 mit der Teilspannung über dem zweiten Spannungsteiler-Element 32 und das zweite Motor-Pumpen-Aggregat 18 mit der Teilspannung über dem ersten Spannungsteiler-Element 31.
Das in 1 und 2 gezeigte elektrohydraulische System 10 wird nach einem im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren gesteuert. Die Spannungsquelle 26 stellt eine Netzspannung bereit, die der doppelten Versorgungsspannung, für die die Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 ausgelegt sind, entspricht. Eventuell auftretende Spannungsschwankungen der Spannungsquelle 26 werden durch den Kondensator 28 geglättet.
Die Netzspannung wird durch die Spannungsteiler-Schaltung 30 in zwei Teilspannungen geteilt, die über dem ersten Spannungsteiler-Element 31 und dem zweiten Spannungsteiler-Element 32 anliegen. Diese Teilspannungen entsprechen den Versorgungsspannungen der Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18. Die Kondensatoren 37, 38 glätten die Teilspannungen über den Spannungsteiler-Elementen 31, 32 und somit die Versorgungsspannungen der Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18.
Die Durchlassspannung der Zenerdioden 33, 34 ist so gewählt, dass die Spannung über einem Spannungsteiler-Element 31, 32 im normalen Betrieb unterhalb der Durchlassspannung liegt. Bei Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats 16, 18 wächst dessen Widerstand beispielsweise stark an, wodurch sich die Versorgungsspannung, d.h. die Teilspannung über dem zugehörigen Spannungsteiler-Element 31, 32, entsprechend erhöht. Übersteigt diese Teilspannung die Durchlassspannung der Zenerdiode 33, 34, so wird ein Stromfluss durch das Spannungsteiler-Element 31, 32 ermöglicht.
Das Spannungsteiler-Element 31, 32 ist über die Durchlassspannung der Zenerdiode und den ohmschen Widerstand so dimensioniert, dass über dem jeweils anderen Spannungsteiler-Element 32, 31 der Spannungsteiler-Schaltung 30 eine ausreichende, minimale Versorgungsspannung zum Betrieb des Motor-Pumpen-Aggregats 16, 18 anliegt. Der Wert für die Durchlassspannung des Spannungsteiler-Elements 31, 32 liegt beispielsweise zwischen 15 Volt und 14 Volt, wodurch bei einer Netzspannung von 24 Volt über dem anderen Spannungsteiler-Element 32, 31 eine minimale Versorgungsspannung von 9 bis 10 Volt anliegt. Somit wird die Versorgungsspannung innerhalb des durch die Durchlassspannung des Spannungsteiler-Elements 31, 32 vorgegebenen Wertebereichs stabilisiert.
Auf diese Weise ermöglicht es die Spannungsteiler-Schaltung 30, bei Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats 16, 18 die Versorgungsspannung des verbleibenden Motor-Pumpen-Aggregats 18, 16 so zu stabilisieren, dass sie innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt. Somit wird bei Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats 16, 18 weiterhin eine zumindest eingeschränkte Funktion des elektrohydraulischen Systems 10 gewährleistet.
In einem solchen Fall gibt das elektrohydraulische System 10 eine Warnmeldung aus, wodurch beispielsweise der Fahrer eines mit dem elektrohydraulischen System 10 ausgestattetem Fahrzeugs auf den Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats aufmerksam gemacht wird und es dem Fahrer beispielsweise ermöglicht wird, das Fahrzeug zur Reparatur zu bringen, während das elektrohydraulische System 10 noch zumindest eingeschränkt funktionsfähig ist. Die Warnmeldung wird beispielsweise als optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform erfolgt eine weitere Stabilisierung der Versorgungsspannung der beiden Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 durch eine gemeinsame Regelung der beiden Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18.
Hierfür ist eine Master-Slave-Regelung vorgesehen, wobei das erste Motor-Pumpen-Aggregat 16 als Master-Motor-Pumpen-Aggregat seine Drehzahl als Funktion einer Leistungsanforderung des elektrohydraulischen Systems 10 regelt, beispielsweise eines Soll-Volumenstroms von Hydraulikfluid durch den Hydraulikkreis 14. Die eigene Drehzahl dient dabei als unmittelbare Regelgröße, und die Drehzahl des zweiten Motor-Pumpen-Aggregats 18 wird in die Regelung so einbezogen, dass die Leistungsanforderung des elektrohydraulischen Systems 10 innerhalb gewisser Toleranzgrenzen erreicht wird.
Das zweite Motor-Pumpen-Aggregat 18 regelt als Slave-Motor-Pumpen-Aggregat die eigene Stromaufnahme so, dass an beiden Motor-Pumpen-Aggregaten 16, 18 die gleichen Spannungen anliegen.
Um ausreichend Zeit für die gemeinsame Regelung der Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 zur Verfügung zu stellen, weisen die Kondensatoren 38 eine hohe Kapazität auf, wodurch schnelle Spannungsänderungen unterdrückt werden und eine Synchronisation der Stromaufnahmen und Innenwiderstände der Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 ermöglicht wird.
Es können auch andere Parameter in die gemeinsame Regelung der Motor-Pumpen-Aggregate eingehen, beispielsweise kann der Hydraulikkreis 14 einen Soll-Hydraulikdruck anfordern.
In der in 2 gezeigten Ausführungsform des elektrohydraulischen Systems 10 erfolgt eine Spannungsstabilisierung mittels des Hochfrequenzschalters.
Mithilfe des Hochfrequenzschalters 42 wird ein hochfrequenter und somit quasi-permanenter Potenzialausgleich zwischen einer an einem Motor-Pumpen-Aggregat 16, 18 anliegenden Spannung und mehreren verschiedenen Versorgungsspannungen der Spannungsteiler-Elemente 32 durchgeführt, wodurch die am Motor-Pumpen-Aggregat 16, 18 anliegende Spannung stabilisiert wird.
Hochfrequente Spannungssprünge werden durch die Kondensatoren 37, 38 und die Kondensatoren 43, 44 geglättet. An jedem Motor-Pumpen-Aggregat 16, 18 liegt somit im Wesentlichen die halbe Netzspannung an. Auf diese Weise ist es möglich, die Motor-Pumpen-Aggregate 16, 18 unabhängig voneinander zu regeln. Es ist somit auch möglich, mit jedem Motor-Pumpen-Aggregat 16, 18 getrennte Hydraulikkreise 14 zu versorgen.

Claims

Elektrohydraulisches System (10), insbesondere ein Fahrzeuglenksystem, mit mehreren Motor-Pumpen-Aggregaten (16, 18), die an eine Spannungsquelle (26), welche eine Netzspannung bereitstellt, in Reihe angeschlossen sind, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) auf eine Versorgungsspannung ausgelegt sind, die einem der Anzahl der Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) entsprechendem Bruchteil der Netzspannung entspricht, und wobei eine elektrische Vorschaltung (12) zur Stabilisierung der Versorgungsspannung jedes Motor-Pumpen-Aggregats (16, 18) vorgesehen ist, wobei die Spannungsquelle (26) eine Gleichspannungsquelle ist, wobei eine Spannungsteiler-Schaltung (30) vorgesehen ist, welche mehrere Spannungsteiler-Elemente (31, 32) aufweist, über denen jeweils eine Teilspannung anliegt, und wobei zwischen der Spannungsteiler-Schaltung (30) und den Motor-Pumpen-Aggregaten (16, 18) ein Hochfrequenzschalter (42) angeordnet ist, der ein Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) mit verschiedenen Spannungsteiler-Elementen (31, 32) verbinden kann, und/oder genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) vorgesehen sind, für die eine gemeinsame Regelung vorgesehen ist.
Elektrohydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (26) eine Fahrzeugbatterie ist.
Elektrohydraulisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung, auf welche die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) ausgelegt sind, einer Nennspannung von 12V entspricht.
Elektrohydraulisches System, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reihenschaltung der Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) ein Kondensator (28) parallelgeschaltet ist.
Elektrohydraulisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsteiler-Element (31, 32) eine Zenerdiode (33, 34) und einen Widerstand (35, 36) aufweist.
Elektrohydraulisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Spannungsteiler-Element (31, 32) ein Kondensator (37, 38) parallelgeschaltet ist.
Elektrohydraulisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) ein Kondensator (43, 44) zwischen dem Hochfrequenzschalter (42) und dem Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) vorgesehen ist, der zum Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) parallelgeschaltet ist.
Elektrohydraulisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die beiden Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) eine gemeinsame Master-Slave-Regelung vorgesehen ist.
Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Spannung für mehrere Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) eines elektrohydraulischen Systems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Netzspannung in mehrere Versorgungsspannungen für die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) aufgeteilt wird und die Versorgungsspannungen stabilisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Spannungsschwankungen der Spannungsquelle (26) geglättet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannungen für die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18), insbesondere bei Ausfall eines oder mehrerer Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18), innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs stabilisiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannungen geglättet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) vorgesehen sind, wobei die Motor-Pumpen-Aggregate (16, 18) gemeinsam geregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Master-Slave-Regelung für die gemeinsame Regelung vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Master-Motor-Pumpen-Aggregat (16) über die eigene Drehzahl und die Drehzahl des Slave-Motor-Pumpen-Aggregats (18) geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Slave-Motor-Pumpen-Aggregat (18) so geregelt wird, dass an beiden Motor-Pumpen-Aggregaten (16, 18) die gleichen Spannungen anliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Potentialausgleich zwischen einer an einem Motor-Pumpen-Aggregat (16, 18) anliegenden Spannung und mehreren verschiedenen Versorgungsspannungen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall eines Motor-Pumpen-Aggregats eine Warnmeldung ausgegeben wird.