CN103161947A - 用于运行具有流体静力的驱动单元的驱动系统的方法 - Google Patents

用于运行具有流体静力的驱动单元的驱动系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行一驱动系统的方法，该驱动机构具有流体静力的驱动单元并且具有原动机、比如内燃机，其中所述驱动单元具有至少一台液压泵及与该液压泵在封闭的回路中相连接的液压马达，并且所述原动机驱动着所述液压泵，其中在由所述原动机施加的转矩以及所述液压泵的输送容量的基础上，在所述驱动系统的控制机构中确定在所述封闭的回路的工作管道中存在的压力。

Description

用于运行具有流体静力的驱动单元的驱动系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行具有流体静力的驱动单元以及原动机、比如内燃机的驱动系统的方法，其中所述流体静力的驱动单元具有至少一台液压泵以及与所述液压泵在封闭的回路中相连接的液压马达，并且所述原动机驱动着所述液压泵，并且本发明涉及一种用于实施所述方法的计算单元。
背景技术
本发明涉及驱动系统，比如构造为移动的做功机械的机动车（比如市政公用汽车、紧凑型装载机、叉车、机场牵引车等），对于所述驱动系统来说，流体静力的驱动单元由原动机、通常是内燃机比如柴油机来驱动。所述流体静力的驱动单元一般包括一台或者多台由所述原动机来驱动的液压泵以及一台或者多台与所述液压泵在封闭的液压的回路中相连接的液压马达（用于旋转的运动）和/或液压缸（用于线性的运动）并且必要时包括阀以及类似的用于对负载进行控制的机构。在行驶运行或者加速运行中，所述液压马达驱动着一个或者多个车轮，并且在这过程中本身由所述液压泵来驱动。比如可以进行转矩的调节，其中实际转矩的确定通过液压压力以及所述液压马达的吸收量来进行。为此需要知道液压回路中的压力，这与压力传感器及测量电子装置的供应相关联。
值得追求的是，能够在转矩调节的情况下运行流体静力的行驶驱动装置，而不必测量液压压力。
本发明的公开内容
按照本发明，提出一种具有独立权利要求所述特征的用于运行一驱动系统的方法。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明书的主题。
本发明基于这样的认识，即液压回路中的压力（尤其是在从液压泵到液压马达的工作管道中的压力或者该工作管道中的压差）可以以特别简单的方式在由所述原动机提供的转矩以及所述液压泵的输送容量的基础上来确定。此外，这具有这样的优点，即行驶力矩（也就是由所述液压马达输出的转矩）可以更加精确地与所述原动机的转矩相协调，因为所述行驶力矩本身已知并且不必通过液压的参量来估算，其中必要时甚至不要考虑到辅助传动装置（也就是那些不是用于运行的负载，比如工作缸、转向液压系统、其它负载）。在纯粹地通过所测量的压力和输送量来估算所述行驶力矩时，没有将辅助传动装置力矩一同包括在总体结算中。
整个由所述原动机提供的力矩如上面所解释的那样，由行驶力矩以及其它的力矩、一般是至少一转向力矩、一工作力矩以及其它的负载力矩所组成。
现在可以如此运行整个驱动系统，使得有待由所述原动机施加的力矩不超过由所述原动机在相应的工作点上最高能够提供的力矩（比如按照柴油组合特性曲线）。比如可以对接收器（比如行驶驱动装置）进行再调节，从而不使所述原动机负荷过重。
可以直接考虑所述原动机的转矩，用于一方面与所述液压泵的输送容量一起从中计算（泵与马达之间的）液压压力，并且另一方面如刚刚所解释的那样使行驶力矩与所述液压压力相匹配。
就这样将所述行驶驱动装置—在不依赖于可能的辅助负载的情况下—调节到所述原动机的实际上的力矩，因为所述控制机构可以考虑到所述原动机的负载状态。用于辅助驱动装置（工作液压系统、可逆机组（Kehraggregat）、发电机、动力输出轴等）的转矩份额（或者功率份额）同样得到考虑，这在对液压压力进行传统的测量时是不可能做到的。可以测量输送容量，对于常见的斜盘式泵或者斜轴泵来说比如通过回转角传感器来测量。
在有利的设计方案中，作为有待预先给定的行驶力矩，使用用于所述转矩的有用值（Nutzwert），所述有用值从由所述原动机输出的转矩减去尤其对传输损失加以考虑的数值来产生。所述尤其对传输损失加以考虑的数值可以是恒定的，或者也可以取决于所述原动机的转速。
按本发明的计算单元、比如用于流体静力的驱动单元的控制机构，尤其在程序技术上被设置用于实施按本发明的方法。
以软件的形式来实现本发明也是有利的，因为这尤其在执行用的计算单元还用于其它任务并且因此本来就存在时能够实现特别低的成本。合适的用于提供计算机程序的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存盘、EEPROM、CD-ROM、DVD以及类似更多的数据载体。也可以通过计算机网络（互联网、内联网等）来下载程序。
本发明的其它优点和设计方案从说明书及附图中获得。
不言而喻，前面提到的以及下面还要解释的特征不仅能够在相应表明的组合中、而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
附图说明
本发明的一种实施例在附图中示意性地示出，并且下面参照附图进行详细描述。其中：
图1是可以用作本发明的基础的驱动系统的示意图。
附图的详细描述
在图1中示意性地示出了可以用作本发明的基础的驱动系统并且该驱动系统在总体上用1来表示。所述驱动系统1比如移动的做功机械尤其是市政公用汽车、叉车或者机场牵引车在这里作为原动机具有内燃机2，该内燃机构造为柴油机，并且用转矩M来驱动流体静力的驱动单元3。所述内燃机2为此通过驱动轴4与构造为能够调节的结构的液压泵5、比如轴向活塞泵相连接。所述能够调节的液压泵5通过在封闭的液压的回路中的第一工作管道7和第二工作管道8与同样构造为能够调节的液压马达6、比如轴向活塞马达相连接。所述流体静力的驱动单元3用作所述移动的做功机械1的行驶驱动装置。所述流体静力的驱动单元3的能够调节的液压马达6为此通过第二驱动轴9与所述移动的做功机械的被驱动的车轮10或者轴相连接。作为行驶驱动装置的补充，移动的做功机械至少拥有转向液压系统（未示出）以及工作液压系统（未示出），对于所述转向液压系统和工作液压系统来说使用同一台或者另一台液压泵来向至少一个液压缸和/或液压马达进行供应。通常也存在用于对负载进行控制的阀。可以存在额外的若干辅助负载（比如发电机、压缩机）。
输入装置比如加速踏板11用于预先给定行驶方向以及行驶速度。通过所述加速踏板由所述做功机械的操作者来产生控制信号。在当前的实施例中，所述加速踏板11通过总线17、尤其CAN总线与控制机构16相连接，所述控制机构在程序技术上用于实施按本发明的方法。为了控制所述柴油内燃机2，设置了发动机控制仪13，该发动机控制仪同样与所述CAN总线17相连接。正如足以从现有技术中所知道的那样，所述发动机控制仪13通过燃料量的相应的预先规定来调节所述柴油内燃机2的工作点、这里是柴油机转速。对于所述发动机控制仪13来说，同样知道由所述柴油内燃机2所产生的转矩M。在此同样从现有技术中知道用于求得内燃机的转矩M的可行方案。
因为液压泵5和液压马达6正如提到的那样构造为能够调节的结构，所以所述流体静力的驱动单元具有调节装置14和15，所述调节装置如此调节所述能够调节的液压泵5的输送容量或者所述能够调节的液压马达6的吸收量，从而将所述驱动轴4的转速转换为所述第二驱动轴9的与行驶愿望相符的转速。所述调节装置14和15同样与用于进行控制的控制仪16相连接。
为了调节所述行驶力矩MF，在现有技术中设置了两个压力测量仪18，用于检测所述工作管道7、8中的压力，并且将其传输给所述控制仪16。这些压力测量仪18可以在本发明的范围内取消，因为所述控制机构16被设置用于通过所述CAN总线17来接收用于由所述柴油内燃机2产生的转矩M的数值，并且从中与所述液压泵5的输送容量一起计算从泵5到马达6的工作管道中的压力。比如可以测量所述输送容量；比如所述调节装置14可以具有相应的测量机构。作为替代方案，也可以考虑用于所述调节装置14的调节值。
本发明能够尤其将行驶力矩MF调节到由所述原动机提供的转矩M（或者从中确定的有用值），而不必为此提供高压传感器。这能够实现流体静力的行驶驱动装置的有效的运行。
在所述液压回路中（尤其在从液压泵到液压马达的工作管道中）的压力p在由所述做功机械提供的转矩M以及所述液压泵的输送容量V的基础上来确定。
由辅助传动装置—工作液压系统、转向液压系统以及辅助负载所耗费的力矩份额                                               
Figure 2012105218916100002DEST_PATH_IMAGE002
是已知的或者可以测量。所述行驶力矩MF由此用
Figure 2012105218916100002DEST_PATH_IMAGE004
来获得。
所述液压压力p则从中用
Figure 2012105218916100002DEST_PATH_IMAGE006
来获得。

Claims (9)

1. 用于运行具有流体静力的驱动单元（3）以及原动机（2）、比如内燃机的驱动系统（1）的方法，其中所述流体静力的驱动单元（3）具有至少一台液压泵（5）以及与所述液压泵在封闭的回路（7、8）中相连接的液压马达（6），并且所述原动机（2）驱动着所述液压泵（5），其中在由所述原动机（2）施加的转矩（M）以及所述液压泵（5）的输送容量的基础上，在所述驱动系统的控制机构（16）中确定在所述封闭的回路的工作管道（7、8）中存在的压力。
2. 按权利要求1所述的方法，其中所述由原动机（2）施加的转矩（M）由所述原动机（2）的控制仪（13）来检测，并且将其传输给所述驱动系统的控制机构（16）。
3. 按权利要求2所述的方法，其中所述传输通过现场总线（17）、优选CAN总线来进行。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述由原动机（2）施加的转矩（M）的基础上来调节由所述流体静力的驱动单元（3）施加的行驶力矩（MF）。
5. 按权利要求4所述的方法，其中作为行驶力矩（MF）在减去一个固定的或者一个取决于所述原动机转速的数值的基础上来预先给定所述转矩（M）。
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中将在所述封闭的回路的工作管道（7、8）中存在的压力用于调整由所述流体静力的驱动单元（3）施加的行驶力矩（MF）。
7. 计算单元（16），该计算单元被设置用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。
8. 驱动系统（1），具有流体静力的驱动单元（3）并且具有原动机（2）、比如内燃机以及按权利要求8所述的计算单元（16），其中所述流体静力的驱动单元（3）具有至少一台液压泵（5）以及与所述液压泵在封闭的回路（7、8）中相连接的液压马达（6），并且所述原动机（2）驱动着所述液压泵（5）。
9. 按权利要求8所述的驱动系统（1），具有用于对所述液压泵（5）的输送容量进行测量的机构（14）。
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