CN112303049A - 用于移动式作业机械的液压的压力介质供应组件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压的压力介质供应组件，其具有可调节的轴向活塞机，其中，调节缸通过先导阀控制。先导阀由控制装置操控。控制装置具有可调节的轴向活塞机的实际压力和/或实际摆动角作为输入参量。将所提及的输入参量中的一个或多个输入参量与匹配的额定值进行比较并且输出一个调节值或分别输出一个调节值。对于所提及的输入参量的调控是第一调控回路的一部分。下置的第二调控回路具有基于一个或多个调节参量的输入参量，这些输入参量用作额定参量。第二调控回路的另一输入参量是轴向活塞机的实际输送体积调节速度。然后，用于先导阀的调节值被设置作为用于第二调控回路的输出参量。

Description

用于移动式作业机械的液压的压力介质供应组件和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于开放式液压回路的、例如用于移动式作业机械的液压的压力介质供应组件。

背景技术

由Rexroth公司的文献RD 30630/04.13已知一种压力和输送流调控系统。该压力和输送流调控系统用于电动液压地调控轴向活塞-调节泵的摆动角、压力和功率。该调控系统具有带有电操控的比例阀的轴向活塞-调节泵。通过该调控系统可以操控调节活塞。该调节活塞用于调节调节泵的斜盘。为所述调节活塞设置有如下位移传感器，通过所述位移传感器能够借助于所述调节活塞的移动位移来确定所述斜盘的摆动角。作为位移传感器的替代方案，斜盘在摆动轴上的摆动角也可以通过霍尔传感器来量取。由斜盘的摆动角又可以求取调节泵的体积流。调节泵通过马达驱动。如果调节泵不被驱动并且调节系统是无压力的，那么调节泵通过弹簧的弹簧力摆动到最大输送体积。相反，在调节泵的驱动状态下并且在先导阀无电流并且泵出口封闭的情况下，调节泵摆动到零行程压力。在调节活塞上的泵压力和弹簧的弹簧力之间的平衡在大约4到8巴时出现。通常在无电压的调控电子装置中采用基本设定。用于先导阀的控制装置具有额定压力、额定摆动角和可选地额定功率值作为输入参量。通过压力传感器检测调节泵的输出侧的实际压力。如上所述，通过位移传感器求取实际摆动角。记录的实际值在电子单元中被数字处理并与预先给定的额定值进行比较。最小值生成器则确保只有配属于期望的工作点的调控器是自动激活的。最小值生成器的输出信号则是先导阀上的比例磁体的额定值。为了控制先导阀，通过位移传感器检测先导阀的阀芯的移动位移并将其通知给控制装置。在Rexroth公司的文献RD 30242/03.10中，公开了一种用于轴向活塞-调节机的所描述的调节的外部的操控电子装置。此外，在Rexroth公司的文献RD 92 088/08.04中，公开了一种电动液压的调控系统。

由EP 1 460 505 A2 公开了一种对于压力和输送流的分离的（ablösend）调控。在此，设置有可摆动的液压的轴向活塞-调节机，其通过传动轴与另一个液压机连接。此外，设置有用于所述调节机的驱动转矩的调控回路。实际驱动转矩和额定驱动转矩馈送给调控回路，由此求取用于调节机的调节装置的调节参量。额定驱动转矩又是最小值生成器的输出参量。在此，该最小值生成器选择压力调控的和体积流调控的输出参量。在此，与调节机连接的液压机的体积流设置作为实际体积流。此外，液压机的高压设置作为实际压力。

此外，文献EP 2 851 565 B1、US 4 801 247 、US 5 182 908、EP 034 9092 B1、US5267441、US 5967756和US 5170625分别公开了一种带有摆动角传感器和压力传感器的液压机。可以控制压力、体积流和功率。

发明内容

与此相对，本发明的任务在于，提出一种液压的压力介质供应组件，其在装置技术上简单且成本低廉地构造并且尽管如此仍能够可靠且动态地调控和/或限制可调节的液压机的主要的调控参量以及参数。此外，应当提供一种用于压力介质供应组件的简单的方法。

关于压力介质供应组件的任务根据权利要求1的特征来解决，并且关于方法根据权利要求13的特征来解决。

本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明，设置有一种用于开放式液压回路的、尤其是用于移动式作业机械的液压的压力介质供应组件。压力介质供应组件能够具有液压机和调节机构。调节机构优选用于调节液压机的输送体积。为此设置有具有调节活塞的调节缸。此外，调节机构具有可电比例操控的先导阀。通过该先导阀可以控制调节缸的由调节活塞限定的控制室中的流入和/或流出，以便给调节活塞加载压力介质以进行操控。此外，压力介质供应组件优选具有电子控制装置。该电子控制装置进一步优选具有液压机的至少一个额定输出压力作为输入参量。替代地或附加地，液压机的额定输送体积可以设置作为用于控制装置的输入参量。可以考虑的是，确定一个或多个额定参量或者替代地也可调节地设计所述额定参量，从而使它们例如在运行中能根据需要得到匹配。用于先导阀的调节参量优选设置作为控制装置的输出参量。此外，控制装置可以具有用于液压机的实际输出压力的第一调控回路。该第一调控回路优选在液压机的高压接头和用于负载的主控制阀之间分接。替代地或附加地，第一调控回路可以被设置用于液压机的实际输送体积。如果液压机是指具有用于设定输送体积的可调节的摆动摇架或者斜盘的轴向活塞机，那么例如可以通过相应的器件、例如通过摆动角传感器、像比如用于调节活塞的位移传感器来检测实际输送体积。作为位移传感器的替代方案，斜盘在摆动轴上的摆动角也可以通过霍尔传感器来量取。换句话说，设置有用于检测排挤位置或排量的测量器件。也可以考虑通过驱动轴的转矩和压力测量来求取摆动角。优选地，第二调控回路下置于第一调控回路，该第二调控回路可设置用于输送体积调节速度。液压机的实际输送体积调节速度、尤其是作为实际输送体积的导数优选设置作为用于第二调控回路的输入参量。如果实际输送体积调节速度通过实际输送体积来求取，则所检测的实际输送体积可以有利地不仅用于第一调控回路而且用于第二调控回路，由此不需要单独检测实际输送体积调节速度。第二调控回路的输出参量优选是用于先导阀的调节参量。有利地，可以将来自第一调控回路的呈输送体积调节速度的形式的调节值馈送给第二调控回路。来自第一调控回路的调节值然后可以是指用于第二调控回路的额定参量。

该解决方案的优点在于，提出了一种用于开放式回路中的移动应用的可电子操控的液压机，其具有简单的泵调节机构，而不带有液压机械的反馈。与现有技术不同的是，不需要检测先导阀的调节活塞的位置，由此可以放弃相应的器件，由此降低成本和装置技术上的花费。因此，压力介质供应组件极其简单且成本低廉地构造。通过考虑实际输送体积调节速度又在控制先导阀时考虑系统的动态特性。先导阀的调节参量因此也取决于输送体积调节速度，这导致高的调控质量。

在本发明的另一种设计方案中，第一调控回路优选具有液压机的实际输出压力和/或液压机的实际输送体积作为输入参量。

此外，控制装置的第一调控回路可以被构造用于液压机的实际转矩。然后例如将额定转矩和实际转矩设置作为用于控制装置的输入参量。替代地或附加地可以考虑的是，控制装置的第一调控回路在考虑液压机的实际转速的情况下被构造用于实际功率。也可以考虑的是，由实际转速通过特性曲线来求取实际功率或实际转矩，以便然后调控实际功率。为了调控实际转矩，可以设置调控器、尤其是P-调控器。替代地可以考虑的是，调控器被构造为PI调控器或PID调控器。

在本发明的另一种设计方案中，第一调控回路对于液压机的实际输出压力和/或对于液压机的实际输送体积和/或对于液压机的实际转矩分别具有一个调节参量。然后，控制装置可以提供分离的调控，其具有用于第一调控回路的所输出的调节参量的最小值生成器。最小值生成器的输出参量则优选是呈输送体积调节速度的形式的调节值，该调节值馈送给第二调控回路。最小值生成器确保只有配属于期望的工作点的调控器自动地激活。例如，最小值生成器选择所馈送的调节参量中的最小的调节参量并且然后将所述调节参量作为额定输送体积调节速度馈送给下置的第二调控回路。

对于所述液压机的输送体积或者能够由其确定输送体积的摆动角而言，所述第一调控回路优选具有调控器。所述调控器例如优选是指P-调控器。替代地，该调控器可以构造为PI调控器或PID调控器。所述调控器可以具有额定摆动角和实际摆动角或者额定输送体积或实际输送体积作为输入参量。

优选地，为实际摆动角设置有例如呈PT1元件的形式的滤波器或更高阶的滤波器。通过滤波器可以以简单的方式实现信号的稳定。

优选地，第一调控回路具有用于液压机的实际输出压力的调控器。作为输入参量，尤其是通过压力传感器检测的实际输出压力以及额定输出压力馈送给所述第一调控回路。优选地，PID调控器设置作为调控器。替代地，可以使用P-调控器或PI-调控器。液压机的额定输出压力优选是可调节的。尤其为了求取额定输出压力，检测经由压力介质供应组件供应压力介质的负载的实际载荷感测（LS）压力。尤其地，实际LS压力是指负载的最高实际载荷压力。优选将实际LS压力作为输入参量馈送给控制装置或者用于实际输出压力的调控器。在载荷感测（LS）控制装置中，应该通知调节泵的最高载荷压力并且应该如此调控调节泵，从而在泵管路中存在以特定的压力差（delta_p）高于所述最高实际载荷压力的实际输出压力。因此有利地规定，额定差动压力作为输入参量附加地馈送给用于实际输出压力的调控器。然后可以通过将实际LS压力与额定差动压力相加来计算额定输出压力，并将其作为输入参量用于调控器。额定差动压力可以固定地参数化或者作为参数灵活地可调节和预先给定。

尤其也可以考虑检测多个实际LS压力并且在控制装置中进行最大值形成或优先级确定。这可以通过反馈到主阀或主控制阀来实现，例如当液压机（泵）的输送量受限并且因此通过主阀引导的输送量可以受到限制时，由此例如在供应不足的情况下能够实现液压转向的优先级确定。在此，除了LS压力控制之外，有利地将液压机（泵）设定到最小量，以便即使在压力传感器错误信息的情况下也确保转向能力。换句话说，LS压力可视为控制参量，根据该控制参量来调控液压机。附加地可以考虑的是，根据转向要求来设定最小量，由此即使在关于LS压力的错误信息的情况下也保持转向能力。

在用于实际输出压力和/或用于实际输送体积和/或用于实际转矩的调控器中可以规定I分量，像比如在PID调控器中，这在上面进行了阐述。然后，尤其是在使用最小值生成器时可以规定，在未激活的并且具有I分量的一个或多个调控器中，I分量被冻结或者尤其是部分地或完全地复位。如果调控器随后是激活的，则以通常的方式使用I分量并且调控器可以立即做出反应。这导致，在不激活时，一个或多个调控器的I分量不被上调（aufziehen）。这种设计方案可被称为“防上调、Anti-windup”，即组合了I分量的冻结和复位。

对于实际输出压力的调控器可以有利地设置一个或多个具有取决于压力的滤波器系数的滤波器。相应的滤波器例如是指可变PT1滤波器或是指更高阶的滤波器。优选地，滤波器或相应的滤波器设置用于实际输出压力和/或用于实际LS压力。优选这样设计取决于压力的滤波器，使得在液压机的实际输出压力提高时降低滤波，并且相反在液压机的实际输出压力降低时提高滤波，以便影响调控的动态特性。

替代地或附加地，尤其具有取决于压力的滤波器系数的一个或多个滤波器可以用于上文和下文所列举的其他调控器，尤其用于一个或多个输入参量。

替代地或附加地可以考虑的是，对于实际输出压力的调控器和/或对于一个或多个上文和下文所列举的调控器、尤其是对于一个或多个输入参量设置非对称的滤波器。这取决于斜盘摆动的方向。也就是说，滤波器在第一摆动方向上的滤波与在第二摆动方向上的滤波相比是不同的。

在本发明的另一种设计方案中，尤其是对于用于实际输出压力的调控器设置有一个增益因子（Kp），该增益因子与液压机的压力介质的、尤其是输出侧的压力介质的实际温度和/或与液压机的实际转速和/或液压机的实际输出压力和/或尤其是用于液压机的额定输出压力的预先给定的压力梯度或额定压力梯度相关。因此，可以根据这些参量求取增益因子。然后，例如在调控器中，增益因子可乘以调控偏差，其中调控偏差例如为额定差动压力减去实际差动压力，并且其中实际差动压力等于实际LS压力减去实际输出压力。优选规定，实际温度越低，增益因子就越小，因为由此优选在液压机的冷状态下可以防止或至少减少液压机的振动。相应地，反之也可以适用的是，实际温度越大，增益因子就越大。替代地或附加地可以规定，液压机的实际转速越小，增益因子就越大，因为压力建立取决于体积流并且因此取决于液压机的转速。相应地，在此也可以相反地适用的是，实际转速越大，增益因子就越小。替代地或附加地可以规定，额定输出压力的压力梯度越大，增益因子就越大。这是有利的，因为压力梯度越大，则用于使液压机摆出的要求就越大并且因此液压机必须比在小信号范围中更快地反应。在此也可以相反地适用的是，压力梯度越小，增益因子就越小。替代地或附加地可以规定，实际输出压力越大，增益因子就越大。这是有利的，因为在实际输出压力较大时，控制段动态特性（Streckendynamik）也较高。由此，液压机可以更快地摆动，而不会变得不稳定。相反地，同样的关系适用。

增益因子可以有利地设计为取决于工作点的调控参数。对于压力调控和/或对于转矩调控和/或对于摆动角调控例如可以适用的是：实际输出压力越大，那么增益因子就越大或者增益因子就增加直至预先确定的实际输出压力，并且随后在实际输出压力进一步升高时又下降。换句话说，也可以在调控器中为实际输出压力和/或为实际转矩设置一个增益因子，尤其是为实际参量设置一个增益因子。换句话说，尤其可以设置调控回路放大的取决于压力的匹配。因此，调控参数在压力介质供应组件的运行中是可匹配的。有利地，在运行中对调控动态特性和/或调控稳定性进行符合需求的匹配。

在本发明的另一种设计方案中可以规定，为实际输出压力的调控器设置额定压力梯度。该额定压力梯度优选是可匹配的并且是可调节的。然后，额定压力梯度例如可以对额定输出压力具有影响。例如，一个影响是这样的，即额定压力梯度越高，则液压机应越快地摆出。额定压力梯度越高，要求就比实际梯度更快地增加，因此液压机更快地摆动，以便达到额定压力梯度。可以考虑的是，将额定压力梯度用作额定输出压力的边界或者用作额定输出压力的变化的边界。

在本发明的另一种设计方案中，第一调控回路优选具有用于实际转矩或实际功率的调控器，其基于实际转矩与实际转速的乘积。实际转速可以设置作为输入参量，该实际转速由液压机的传动轴、尤其是通过转速传感器量取。然后由实际转速可以计算出液压机（泵）的实际转矩或吸收转矩。实际转矩由实际摆动角乘以实际输出压力再除以液压机械效率来计算得到。

液压机械效率是由实际输出压力、实际摆动角和实际转速构成的函数并且例如可以通过特性曲线来求取。此外，可以为调控器预先给定额定转矩。调控器的输出侧的调节参量优选馈送给最小值生成器。用于确定实际转矩的特性曲线例如取决于实际压力和/或实际摆动角。换句话说，可以通过调控器计算出瞬时功率，尤其是当将实际转速一同考虑在内时。

在本发明的另一种设计方案中，对用于第一和第二调控回路的实际参量或者实际参量的一部分和其一个或多个导数进行滤波，以便使信号稳定。在这里例如，如上所述那样，使用PT1元件或可变PT1元件。

在本发明的另一种设计方案中可考虑的是，为控制装置规定输送体积调节速度预设值或最大输送体积调节速度，所述输送体积调节速度预设值或最大输送体积调节速度尤其在最小值生成器下游馈送给第二调控回路。尤其地，通过调控元件将输送体积调节速度预设值馈送给控制装置。该调控元件优选具有来自第一调控回路的调节值作为输入参量，即由最小值生成器输出的调节值。输送体积调节速度预设值可设置作为其它输入参量。然后，用于第二调控回路的最终的额定输送体积调节速度可设置作为调控元件的输出参量。通过附加的预先给定的例如可调节的输送体积调节速度预设值，尤其限制最小值生成器的调节值，以便影响压力介质供应组件的调控动态特性。输送体积调节速度预设值例如可以是指输送体积调节速度的正的或负的最大值。最终的额定输送体积调节速度越高，液压机就可以更快地摆出。

利用前面所阐释的可调节的额定压力梯度和/或可调节的输送体积调节速度预定值，可以以简单的方式影响压力介质供应组件的调控动态特性。因此，用于先导阀的控制力可以取决于额定压力梯度和/或输送体积调节速度预设值。这些值在运行中能够以可变的方式予以匹配。因此，可以在运行中进行调控动态特性的符合需求的匹配，并且例如是与运行点或工作点有关的。因此，通过一个或多个值能够限制和/或匹配泵动态特性。液压机的摆动角和/或输送体积调节速度然后能够被如此调控，从而不超过一个或多个额定值。换句话说，利用可调节的参量（额定压力梯度和/或可调节的输送体积调节速度预设值）可以通过软件参数进行压力介质供应组件的动态特性的匹配，由此例如可设定软的或硬的机器特性。对于子功能来说，动态特性也可改变的。一个子功能可以与额定压力梯度相匹配并且另一个子功能可以与输送体积调节速度预设值相匹配。通过对于动态特性的匹配也能够实现振动的减小。此外，能够避免突然的运动。已经表明，液压的压力介质供应组件尤其是通过更少的控制油消耗而导致效率的提升。

液压的压力介质供应组件的另一优点是与液压机械调控器相比更容易的集成，因为例如取消了与调节泵的液压机械调控器的连接管路或软管。

在本发明的另一种设计方案中，可设置有用于先导阀的致动器的中性电流的预控制和/或自动校准。换句话说，可以存在取决于压力地预先给定用于先导阀的中性信号值。中性信号值例如是指用于先导阀的、在输送体积调节速度为零时的全控制值。为此可以采集实际输出压力。然后，从中可以尤其是通过特性曲线族来求取中性电流。然后，该中性电流特别是通过相加而优选地馈送给控制装置的调节参量。通过对中性电流的预控制，控制装置可以减轻载荷。换句话说，可以进行中性电流的自动校准。这可能是必要的，以便根据压力介质的实际输出压力和/或粘度和/或弹簧分散（Federstreuung）和/或先导阀的磁分散来保持液压机的稳态状态。因此，能够通过中性电流的自动校准来实现硬件分散的补偿。

有利地为实际转矩的调控器规定一个额定转矩梯度。该额定转矩梯度可以构造成例如可匹配的和可调节的。例如，额定转矩梯度可能对额定转矩有影响。在这种情况下，额定转矩梯度优选地被设置作为用于额定转矩的边界或者用于额定转矩的变化的边界。也可以考虑作为预设值来调控额定转矩梯度。在这种情况下，可以基于额定转矩梯度形成额定转矩。然后，规定的滤波器或预滤波器能够设定额定动态特性。

在另一种设计方案中，除了控制装置或泵控制装置之外，可以设置上级的机器控制装置。例如实际输出压力和/或实际摆动角和/或实际转矩和/或实际输送体积和/或实际输送体积调节速度和/或实际输出压力的梯度和/或最大力矩和/或力矩变化的梯度馈送给所述上级的机器控制装置。

在本发明的另一种设计方案中可以规定，如此操控先导阀的阀芯，使得该阀芯暂时地或持续地、尤其是在压力介质供应组件的运行中实施轴向的振动运动。优选这样进行振动运动，使得实际上不影响阀芯的当前切换位置。换句话说，实现了对减小滞后的措施（高频脉动、Dither）的取决于压力的匹配和优化，其目的是，优化先导阀的滞后，并且不通过由高频脉动进行的反补偿来影响调控动态特性，尤其是当调控器输出端反相地或同相地与高频脉动一起工作时。

换句话说，公开了一种方法，该方法设置用于对静液压机的排量和/或转矩和/或压力进行调控。

该静液压机可以具有用于设定其排量的调节装置。优选地，该方法具有以下步骤：

- 检测预先给定的额定转矩，

- 检测预先给定的额定排量，

- 检测预先给定的额定压力，

- 检测实际排量或设定的排量，

- 检测实际压力或设定的压力，

- 求取机器的传动轴上的实际转矩或所设定的转矩。

作为下一步骤，可以规定，借助于调控阀来调控进入到调节装置中或离开调节装置的体积流，以便基于控制力与沿相反方向作用在调控阀上的力之间的力差来设定排量。在与控制力相反的方向上作用在调控阀上的力可以是弹簧力。控制力还可以是电磁阀的电方面的力。根据检测的排量和/或压力和/或额定排量和/或额定压力和/或额定转矩来设定机器。排量优选地如此设定，从而始终设定最小的排量，其导致达到额定参量中的一个。

根据故障运行应用，优选的是，液压机在零行程或最大行程时无电流。

如开头所述，可以由斜盘的摆动角求取液压机的或调节泵的体积流。如果调节泵不被驱动并且调节系统是无压力的，那么调节泵通过弹簧的弹簧力例如摆动到最大输送体积。相反，在调节泵的驱动状态下并且在先导阀无电流并且泵出口封闭的情况下，调节泵摆动到零行程压力。在调节活塞上的泵压力和弹簧的弹簧力加上在配对活塞上的泵压力之间的平衡在大约4至8巴时出现。通常在无电压的调控电子装置中采用基本设定。相反地也可考虑的是，在无电流的先导阀中，调节泵摆动到最大输送体积，以便确保给负载、像比如转向装置供应压力介质。优选地，然后设置有限压阀，以便限制液压机的实际输出压力。这例如可通过以下方式实现，即先导阀的阀特性被逆转。因此，例如在无电流的状态下在先导阀上可以使调节缸接头与储箱接头连接。

附图说明

下面借助于示意性附图对本发明的优选实施例进行详细解释。其中示出：

图1以示意图示出了根据第一实施例的液压的压力介质供应组件，

图2以示意图示出用于图1中的压力介质供应组件的控制装置，

图3以示意图示出了根据另一个实施例的用于图1中的压力介质供应组件的控制装置，

图4和图5分别以示意图示出了根据一个实施例的调控器的增益因子的求取，

图6a和6b示出了一个履带式挖掘机并且以示意图示出了用于履带式挖掘机的压力介质供应组件，

图7a和7b示出了一个伸缩式装载机并且以示意图示出了用于伸缩式装载机的压力介质供应组件，

图8a和8b示出紧凑型挖掘机并且以示意图示出用于紧凑型挖掘机的压力介质供应组件，并且

图9a和9b示出冷却器风扇系统并且以示意图示出用于冷却器风扇系统的压力介质供应组件。

具体实施方式

根据图1示出液压的压力介质供应组件1，其具有呈轴向活塞机2的形式的液压机。该液压机具有用于调节输送体积的摆动摇架。轴向活塞机2不仅能够作为泵而且能够作为马达来使用。轴向活塞机2通过驱动单元4驱动，所述驱动单元例如可以是指内燃机、像比如柴油机组或者能够是指电动机。所述轴向柱塞机2通过传动轴6与所述驱动单元4相连接。传动轴6的转速8可以通过未示出的器件、例如通过转速传感器来量取并且馈送给压力介质供应组件1的控制装置。为轴向活塞机2设置有调节机构12。该调节机构具有先导阀14。该先导阀的阀芯可以电比例地通过执行器16来操控。为此，由控制装置20向执行器16馈送调节参量18。先导阀14的阀芯在朝基本位置的方向上被加载以阀弹簧22的弹簧力。在此，弹簧力与执行器16的执行器力相反地作用。

轴向活塞机2在输出侧与压力管路24连接，所述压力管路又与主控制阀26或阀块连接。通过该主控制阀可以控制轴向活塞机2与一个或多个负载之间的压力介质供应。控制管路28从压力管路24分支出去，其连接到先导阀14的压力接头P。控制管路28例如构造在轴向活塞机2的壳体中。此外，先导阀14具有如下储箱接头T，该储箱接头通过储箱管路30与储箱连接。此外，先导阀14具有如下工作接头A，该工作接头与调节缸34的控制室32连接。控制室32在此由调节缸的调节活塞36限定。然后，通过所述调节活塞36能够调节所述轴向活塞机2的斜盘。调节活塞36的移动位移通过位移传感器38来检测。替代地或者附加地，轴向活塞机2的摆动摇架的摆动角通过旋转的磁性传感器由摆动摇架的摆动轴线量取。然后，通过所检测的位移可以求取轴向活塞机2的实际输送体积或实际排量。实际输送体积40然后被报告给控制装置20。在先导阀14的阀芯的基本位置中，压力接头P与工作接头A相连接并且储箱接头T被闭锁。在以执行器16的执行器力加载阀芯时，阀芯从其基本位置出发朝开关位置的方向运动，在所述开关位置中压力接头P截止并且工作接头A与储箱接头T连接。由此，在先导阀14的阀芯的基本位置中以来自压力管路24的压力介质加载调节活塞36。此外，在调节机构12中设置有缸42。该缸具有调节活塞44，该调节活塞作用于轴向活塞机2的斜盘上。调节活塞44限定如下控制室46，该控制室与压力管路24连接。通过控制室46的压力介质并且通过弹簧48的弹簧力如此加载调节活塞44，使得该调节活塞沿输送体积增大的方向对斜盘进行加荷。

此外，设置有压力传感器50，通过该压力传感器量取压力管路24中的压力并且将该压力报告给控制装置20，其中，该压力是指实际输出压力52。另外，设置有如下压力传感器54，该压力传感器检测传输给控制装置20的最高实际载荷压力（实际LS压力） 56。

控制装置57通过CAN接口58与控制装置20连接，以便尤其是将实际转速传输给控制装置20。也可以考虑的是，将实际转速8直接馈送给控制装置20。

在使用压力介质供应组件1的情况下，通过先导阀14和调节活塞36控制轴向活塞机2的斜盘的位置。轴向活塞机2的输送的体积流与斜盘的位置成比例。通过弹簧48预紧的调节活塞44或配对活塞持续地加载有实际输出压力或泵压力。在轴向活塞机2不旋转并且调节机构12无压力时，斜盘通过弹簧48保持在+ 100%的位置中。在轴向活塞机2被驱动并且先导阀14的执行器16无电流的情况下，所述斜盘摆动到零行程压力上，因为调节活塞36加载以压力管路24的压力介质。在调节活塞36上的实际输出压力与弹簧48的弹簧力之间的平衡在预先确定的压力或压力范围时出现，例如在8至12巴之间出现。这种零行程运行例如在无电压的电子装置或控制装置20中采用。先导阀14的操控通过控制装置20实现，该控制装置例如优选是指数字电子装置，替代地是指模拟电子装置。控制装置20处理所需的调控信号，这在下面被进一步阐述。

图2示意性地示出了控制装置20的作用方式。该控制装置具有第一调控回路60和第二调控回路62。第一调控回路60具有用于图1中的轴向活塞机2的斜盘的摆动角的调控器64、用于轴向活塞机2的输出压力的调控器66和用于轴向活塞机2的转矩的调控器68。调控器64具有额定输送体积70和实际输送体积40作为输入参量。调节参量72设置作为输出参量。调控器66具有额定输出压力74和实际输出压力52作为输入参量。调节参量75设置作为输出参量。调控器68具有实际转矩76或额定转矩作为输入参量。实际转矩设置作为另一输入参量，该实际转矩又例如可借助于特性曲线族经由实际转速8来求取。调节参量78设置作为用于调控器68的输出参量。在相应的调控器64至68中，输入参量分别馈送给呈PID调控器的形式的调控元件。

调节参量72、75和78馈送给最小值生成器80。这确保了，仅配属于期望的工作点的调控器72、75或78是自动激活的。在此，或者精确地调控出输出压力、转矩或者输送体积，其中，相应两个其它参量位于预先给定的额定值之下。最小值生成器80的输出信号则是呈输送体积调节速度或额定输送体积调节速度82形式的额定值。这些参量则是用于第二下置的调控回路62的输入参量。第二调控回路62的另一输入参量是实际输送体积40的导数，由此该另一输入参量是指实际输送体积调节速度84。用于第二调控回路62的输入参量82和84然后馈送给呈PID元件86的形式的调控元件。该调控元件然后输出用于图1中的先导阀14的调节参量18。

根据图3示出用于图1的控制装置20的另一种实施方式。该控制装置具有用于轴向活塞机2的输送体积的调控器88 （也参见图1）。此外，设置有用于轴向活塞机2的输出压力的调控器90以及用于轴向活塞机2的转矩的调控器92。这是第一调控回路94的一部分。此外，设置有用于轴向活塞机2的输送体积调节速度的、下置于第一调控回路的第二调控回路96。

调控器88具有呈P元件的形式的调控元件98。额定输送体积70和实际输送体积40被设置作为输入参量。实际输送体积40利用调控元件98通过呈PT1滤波器的形式的滤波器来馈送。在调控器88的输出侧，调节参量72被设置作为馈送给最小值生成器80的输出参量。

调控器90具有实际输出压力52、实际LS压力56、额定压力差100和额定压力梯度102作为输入参量。实际LS压力56和额定压力差100通过求和元件104结合为额定输出压力。然后将额定输出压力馈送给呈逆转的PT1元件的形式的调控元件106，该调控元件估计预期的信号曲线。然后将额定输出压力进一步馈送给调控元件108，该调控元件具有额定压力梯度102作为另一输入参量。然后，额定压力梯度102预先给定应该设置的最大可能的梯度。然后，通过调控元件108由预先给定的额定压力梯度102如此影响额定输出压力，从而利用额定压力梯度102可控制图1中的压力介质供应组件1的动态特性。例如，该影响可以是这样的，即额定压力梯度102越高，则轴向活塞机2的斜盘能够越快地被调节。相反地适用的是，额定压力梯度越小，则轴向活塞机2的斜盘被更慢地调节。在调控元件108之后，然后将额定输出压力馈送给呈PID元件的形式的调控元件110。然后，实际输出压力52设置作为用于调控元件110的另一输入参量。作为调控元件110的输出参量得到馈送给最小值生成器80的调节参量75。

调控器90的实际LS压力56在求和元件104之前馈送给滤波器112，该滤波器是指可变的PT1滤波器。这同样适用于实际输出压力，其在调控元件110之前同样馈送给呈可变的PT1滤波器形式的滤波器114。滤波器112和114具有可变的、尤其是取决于压力的滤波器系数，这在上面更详细地阐述。

调控器92具有实际转速8、实际输送体积40、实际输出压力52和额定转矩116作为输入参量。这些输入参量馈送给呈P元件的形式的调控元件118。调节参量78设置作为用于调控元件118的输出参量，该调节参量馈送给最小值生成器80。在调控元件118之后，为调节参量78设置有如下调控元件120，该调控元件如调控元件106那样是指逆转的PT1滤波器。此外，实际转速、实际输送体积40和实际输出压力8在馈送给调控元件118之前馈送给调控元件122。该调控元件基于实际转速8、实际输送体积40和实际输出压力8来计算实际转矩124。该计算借助于调控元件122的特性曲线族来进行。特性曲线族取决于馈送给调控元件122的实际输出压力52。此外，实际输送体积40馈送给调控元件122。特性曲线族然后可以替代地或附加地取决于实际输送体积40。换句话说，实际转矩124由实际转速8和实际输出压力52和/或由实际输送体积40形成。然后，实际转矩124在其到达调控元件118之前馈送给呈PT1元件的形式的滤波器126。

此外，实际输送体积40在其馈送给调控元件98之前馈送给呈PT1元件的形式的滤波器99。

最小值生成器80由调节参量72、75和78形成额定输送体积调节速度82。该额定输送体积调节速度馈送给调控元件128。利用该调控元件可以影响压力介质供应组件1的动态特性。为此，可调节的输送体积调节速度预设值130设置作为用于调控元件128的另一输入参量。例如，利用输送体积调节速度预设值130，从最小值生成器80输出的额定输送体积调节速度82可得到限制和/或以如下方式被影响，即参量130越大，轴向活塞机2的斜盘就可越快地摆动，反之亦然。因此，压力介质供应组件1的动态特性可以通过输送体积调节速度预设值130的调节和/或通过额定压力梯度102的调节来影响。例如，由此可以使压力介质供应组件1以简单且成本低廉的方式与不同的作业机械和/或不同的使用条件和/或不同的使用目的相匹配。

在调控元件128之后，最终的额定输送体积调节速度132作为输入参量馈送给第二调控回路96。该第二调控回路具有呈PI元件的形式的调控元件134。实际输送体积调节速度84被设置作为用于调控元件134的另一输入参量。这基于实际输送体积40，该实际输送体积在调控元件136中被导出。随后将导数、即实际输送体积调节速度馈送给呈PT1滤波器的形式的滤波器138。在将实际参量84馈送给调控元件134之前，接着设置有呈逆转的PT1滤波器的形式的调控元件140。第二调控回路96的调控元件134具有用于图1中的先导阀14的调节参量18作为输出参量。该调节参量馈送给求和元件142。预控制值144被设置作为用于求和元件142的另一输入参量。该预控制值是指调控元件150的输出参量，该调控元件具有实际输出压力52作为输入参量。然后基于实际输出压力52求取预控制值144。然后，求和元件142结合调节参量18和预控制值144，由此预控制先导阀的中性电流。由此实现取决于压力地预先给定用于图1中的先导阀14的中性信号值。这具有的优点是，控制装置20在该控制任务方面被减轻载荷。然后，用于先导阀14的最终的调节参量146设置作为求和元件142的输出参量。

可以考虑的是，在图3中未示出的调控元件后置于求和元件142，该调控元件具有调节参量146作为输入参量。该输入参量通过调控元件与低频信号叠加，由此先导阀14的阀芯持续地处于轴向的振动运动中，以便避免阀芯卡住。然后规定用于先导阀14的最终调节参量作为调控元件的输出参量。与低频信号的叠加可以被称为“高频脉动、Dithering”。高频脉动的目的是通过维持阀芯的小运动来降低先导阀14的滞后。在此，该运动不允许太大，以避免对系统的影响（例如先导阀14振动太强，从而摆动角或压力也经历振动）。高频脉动（频率和振幅）被如此优化，使得滞后最小并且系统不被激励。频率越小并且振幅越大，阀芯就越良好地保持处于运动之中。但是，小的频率导致叠加的“正弦信号”的大的周期持续时间。由此产生的问题是，周期可以正好与额定信号反向。如果叠加的高频脉动在与额定信号不同的方向上进行，则会产生延迟的反应，这在泵调控中可能是不利的。但存在这样的可行方案，即在较高压力时可以提高高频脉动频率和/或减小振幅，因为由于压力而发生更好的润滑并且先导阀14的滞后下降。由此也降低了反相高频脉动的影响并且提高调控动态特性。

图4示意性地示出了用于控制装置20的取决于工作点的调控参数。所述调控参数例如是指用于轴向活塞机2的输出压力的调控器90的增益因子Kp。增益因子Kp例如通过调控元件110馈送给控制装置20。根据图4，可以通过调控元件152根据压力介质供应组件1的压力介质的温度154计算增益因子Kp。例如通过传感器从压力管路24中的压力介质量取温度。然后例如通过特性曲线族来求取增益因子Kp。替代地或附加地，该增益因子可以通过调控元件156而与实际转速8有关。在此，增益因子Kp同样通过特性曲线族求取。替代地或附加地，设置有如下调控元件158，通过该调控元件能够通过实际输出压力52来求取增益因子Kp，其中这同样能够通过特性曲线族实现。此外，替代地或附加地，可以通过调控元件160基于额定压力梯度102来求取增益因子Kp。在此，额定压力梯度102可以通过调控元件162由额定输出压力74导出。如果通过多个调控元件152、156、158、160求取增益因子Kp，那么该增益因子可以通过相应输出侧的调控元件164结合并且最终作为调控元件164的输出参量输出。

根据图5，替代于或附加于在图4中示出的调控元件152、156、158、160，可通过实际输出压力52来求取增益因子Kp。为此设置有调控元件166，在该调控元件中，然后基于实际输出压力52通过特性曲线族来求取增益因子Kp。在这种情况下，实际输出压力越大，增益因子Kp就越大。增益因子Kp可替代于或附加于调控器90也用于调控器88和/或92。

也可以考虑的是，在时间上匹配图3中的调控回路94和96的至少一个信号或一部分信号或所有信号的运行时间，其中尤其能够匹配所述一个或多个信号的相位。这例如可以通过调控元件106和/或120实现。

在调控元件150中，预控制值144优选可基于模型在考虑在先导阀14中的流动力和/或执行器16的磁特征和/或先导阀14的阀芯的控制棱边特征和/或阀弹簧22的弹簧刚度的情况下求取。

根据图6a示出了履带式挖掘机，其根据图6b具有压力介质供应组件，见图1。所述履带式挖掘机具有轴向活塞机2，所述轴向活塞机由呈柴油机组形式的驱动单元4驱动。通过主控制阀26控制向液压缸168和170、向液压机172、174的压力介质供应，以使履带式挖掘机运动并且控制向液压的辅助驱动装置176的压力介质供应。在此，履带式挖掘机具有用于操作者的不同的输入器件178，这些输入器件连接到CAN总线180上。此外，压力传感器182、184连接到CAN总线180上。这些压力传感器量取轴向活塞机2的实际输出压力。在液压缸168、170的输入侧分别设置有安全阀，该安全阀在流入管路断开时保护液压缸168、170。如上所述，通过控制装置20检测所需的输入参量并且尤其是控制先导阀14。此外，主控制阀26根据输入器件178的通过CAN总线180检测到的信号来控制。

图7a示出了具有根据图7b的压力介质供应组件之一的远程操纵装置。该压力介质供应组件具有两个轴向活塞机2和186，所述轴向活塞机通过共同的传动轴由呈柴油机组形式的驱动单元4驱动。轴向活塞机2、186的先导阀如上面所阐述的那样通过控制装置20控制。轴向活塞机186用于给车轮制动器188、转向系统190和先导供油装置192供应压力介质。先导供油装置192被设置用于主控制阀26和主控制阀块。通过该主控制阀块来控制液压缸168、170、194、196的压力介质供应。此外，所使用的液压机198和液压辅助马达176通过主控制阀26来控制。相应于图6a和6b中的实施方式，在此也设置有如下输入器件178，所述输入器件通过CAN总线180例如与控制装置20连接。

此外，设置有通信装置200，以便无线地、例如通过无线电或WiFi执行与服务器和/或与计算机的通信。例如，然后可经由通信装置200来匹配用于控制装置20的输入参量和/或扩展或更新软件。此外，可以通过通信装置200发送数据，该数据包括关于压力介质供应组件1的状态的信息。

根据图8a示出了具有根据图8b的压力介质供应组件的紧凑型挖掘机。在此，可看到轴向活塞机2，其由呈柴油机组形式的驱动单元4驱动。此外示出了控制装置20，该控制装置例如与压力传感器202连接，该压力传感器量取轴向活塞机2的实际输出压力。此外，控制装置20与压力传感器204相连接，该压力传感器量取主控制阀26或者说主控制块上的最高载荷压力。此外，所述控制装置20与用于带有所述控制装置20的轴向活塞机2的斜盘的摆动角的位移传感器206连接。另外，先导阀14与控制装置20连接。在主控制阀26上连接有五个液压缸208。此外，液压机172、174和液压辅助马达176连接。可选地，可以设置有先导供油装置192。输入器件178可以液压地例如控制主控制阀26或者通过CAN总线180与压力介质供应组件连接。

根据图9a和9b示出图1的压力介质供应组件1的用于风扇系统的应用可能性。根据图9a，设置有轴向活塞机2，该轴向活塞机通过例如呈柴油机组形式的驱动单元4驱动。通过压力传感器50量取轴向活塞机2的实际输出压力。通过轴向活塞机2驱动呈液压机210形式的风扇马达。该液压机继而驱动叶片212以产生空气流。然后通过空气流冷却回路的冷却剂。通过控制装置20可以控制先导阀14。控制装置20例如可以通过CAN总线180馈送一个或多个通过传感器量取的温度。温度可以包括例如冷却剂管路214中的冷却剂的温度和/或驱动单元4的温度和/或压力介质的温度。也可以考虑的是，如上所述那样给控制装置20馈送其他输入参量。

Claims (15)

1.一种用于开放式液压回路的液压的压力介质供应组件，该压力介质供应组件具有液压机（2）和调节机构（12），该调节机构具有带有用于调节所述液压机（12）的输送体积的调节活塞（36）的调节缸（34）并且具有能够电比例操控的先导阀（14），其中，通过所述先导阀（14）能够控制所述调节缸（34）的由所述调节活塞（36）限定的控制室（32）中的流入和/或流出，以便用压力介质来加载所述调节活塞（36）以进行操控，并且其中设置有电子控制装置（20），该电子控制装置具有所述液压机（2）的至少一个额定输出压力（74）和/或所述液压机（2）的额定输送体积或额定摆动角（70）作为输入参量并且所述电子控制装置具有用于所述先导阀（14）的调节参量作为输出参量，其中，所述控制装置（20）具有用于所述液压机（2）的实际输出压力和/或用于所述液压机（2）的实际输送体积或实际摆动角（40）的第一调控回路（60），其特征在于，所述控制装置（20）具有下置于所述第一调控回路（60）的、用于所述液压机（2）的输送体积调节速度或者摆动角调节速度的第二调控回路（62），该第二调控回路具有所述液压机的实际输送体积调节速度或实际摆动角调节速度（84）作为输入参量并且所述第二调控回路具有用于所述先导阀（14）的调节参量（18）作为输出参量，其中，将来自所述第一调控回路（60）的呈额定输送体积调节速度或额定摆动角调节速度（82）的形式的调节值（82）馈送给所述第二调控回路（62）。

2.根据权利要求1所述的压力介质供应组件，其中，所述控制装置（20）的第一调控回路（60）被构造用于所述液压机（2）的实际转矩（8），并且其中，将额定转矩（76）和实际转矩（8）设置作为用于所述控制装置（20）的输入参量。

3.根据权利要求1或2所述的压力介质供应组件，其中，所述第一调控回路（60）对于所述液压机（2）的实际输出压力（52）和/或对于所述液压机（2）的实际输送体积或实际摆动角（40）和/或对于所述液压机（2）的实际转矩（8）分别输出一个调节参量，其中，所述控制装置（20）具有分离的调控，所述分离的调控具有用于所输出的调节参量（72、75、78）的最小值生成器（80）。

4.根据权利要求3所述的压力介质供应组件，其中，所述第一调控回路（60）对于所述液压机（2）的实际输出压力（52）和/或对于所述液压机（2）的实际输送体积或实际摆动角（40）和/或对于所述液压机（2）的实际转矩（8）具有带有I分量的调控器（110），其中，在具有I分量的调控器（110）或具有I分量的调控器（110）不活动时，所述I分量被冻结或者部分或完全减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力介质供应组件，其中，用于调控所述第一调控回路（60）中的实际输出压力（52）的额定压力梯度（102）设置作为输入参量。

6.根据权利要求5所述的压力介质供应组件，其中，所述额定压力梯度（102）能够被调节以匹配所述压力介质供应组件的调控动态特性。

7.根据权利要求5或6所述的压力介质供应组件，其中，所述额定压力梯度（102）被用于限制所述额定输出压力的变化。

8.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，输送体积调节速度预设值或摆动角调节速度预设值（130）设置作为用于所述控制装置（20）的输入参量，所述输入参量能够被调节以匹配所述压力介质供应组件的调控动态特性。

9.根据权利要求8所述的压力介质供应组件，其中，所述输送体积调节速度预设值或摆动角调节速度（130）馈送给调控元件（128），所述调控元件具有所述第一调控回路（60）的呈额定输送体积调节速度或额定摆动角调节速度（82）形式的调节值作为另一输入参量，并且其中，所述调控元件（128）输出用于所述第二调控回路（96）的最终的额定输送体积调节速度（132）作为输出参量，所述最终的额定输送体积调节速度通过所述输送体积调节速度预设值（130）限制。

10.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，由所述压力介质供应组件供应的负载（168、170）的最高实际载荷压力（56）作为实际载荷感测（LS）压力（56）得到检测并且作为输入参量馈送给所述控制装置（20），并且其中，额定压力差（100）设置作为用于所述控制装置（20）的输入参量，其中，由所述实际LS压力（56）和所述额定压力差（100）求取用于所述控制装置（20）的额定压力，所述额定压力设置作为用于所述第一调控回路（60）的输入参量，和/或其中，所述负载（168、170）的一部分或所有负载（168、170）的实际LS压力（56）通过相应的器件予以检测，并且其中，在所述控制装置（20）中进行所述实际LS压力（56）的最大值形成或优先级确定。

11.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，为所述控制装置（20）的至少一个输入参量或者一部分输入参量或者所有输入参量设置有滤波器（99、112、114、126、138）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，为所述第一调控回路（60）设置一个或一个相应的增益因子（Kp），以用于调控所述液压机（2）的实际输出压力（52）和/或用于调控所述液压机（2）的实际输送体积（40）和/或调控所述液压机（2）的实际转矩（8），其中所述增益因子（Kp）取决于所述液压机（2）的实际温度（154）和/或实际转速（8）和/或取决于所述液压机（2）的实际输出压力（52）和/或取决于所述液压机（2）的额定压力梯度（102）。

13.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，所述先导阀（14）的中性电流被预控制。

14.根据前述权利要求中任一项所述的压力介质供应组件，其中，所述先导阀（14）的阀芯被如此操控，使得该阀芯暂时地或持续地实施轴向的振动运动，其中，振动运动的频率和振幅能根据实际输出压力来控制。

15.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的液压的压力介质供应组件的方法，其中，利用第一和第二调控回路（60、62）来控制先导阀（14）。

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