CN113491061A - 用于控制采矿机的液压系统的操作的系统和方法 - Google Patents

用于控制采矿机的液压系统的操作的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明关于一种用于控制采矿机(100)的液压系统的操作的方法。所述液压系统包括电动马达配置(230，231，232)、被配置成向至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)提供动力的可变排量泵配置(240)。该方法包括以下步骤：‑获得(s410)与所述可变排量泵配置(240)有关的期望的操作排量值(D1)；‑确定(s420)所述可变排量泵配置(240)的普遍的操作排量值(Dcont)；‑将所述期望的操作排量值(D1)和所述普遍的操作排量值(Dcont)进行比较(s430)；‑根据所述比较的结果来控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作(s440)，其中，控制操作包括15控制所述电动马达配置(230，231，232)的马达速度(RPM)，使得所述马达速度(RPM)被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)的当前动力需求。本发明还涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于实现根据本发明的方法的用于计算机(210；220)的程序代码(P)。本发明还涉及一种用于控制采矿机的液压系统的操作的系统以及配备有所述系统的采矿机(100)。

Description

用于控制采矿机的液压系统的操作的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制采矿机的液压系统的操作的方法。本发明还涉及计算机程序产品，该计算机程序产品包括用于实现根据本发明的方法的用于计算机的程序代码。本发明还涉及用于控制采矿机的液压系统的操作的系统以及配备有这种系统的采矿机。
背景技术
诸如采矿机的重型车辆通常设置有用于操作车辆的各种功能/系统的液压系统。这样的功能/系统可能涉及装载/倾卸或操作车辆上的某些装置，例如钻孔装置。液压系统可以由柴油发动机提供动力。替选地，液压系统可以由电动马达提供动力。
在使用柴油发动机向液压系统提供动力的情况下，特别是如果车辆在封闭空间中例如在矿井中被操作，则废气排放可能会出现问题。
一种借助于电动马达控制液压系统的操作的方式涉及：估计液压系统的液压消耗单元的动力需求；确定用于操作液压泵单元的所需马达速度；以及提供高于确定的所需马达速度的马达速度并且以高于确定的所需马达速度的马达速度操作所述马达以避免出故障/停顿。由此，效率损失即将发生。自然地，由于在所述电动马达的相对高的马达速度下的所述操作，该解决方案是不具有成本效益的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于控制采矿机的液压系统的操作的新的且有利的方法。
本发明的另一目的是提供一种用于控制采矿机的液压系统的操作的新颖的且有利的系统以及一种用于控制采矿机的液压系统的操作的新的且有利的计算机程序。
本发明的又一目的是提供用于控制采矿机的液压系统的操作的替选方法、替选系统和替选计算机程序。
本发明的又一目的是提供一种用于控制采矿机的液压系统的操作的鲁棒的、具有成本效益且可靠的方法。
本发明的又一目的是提供用于提高采矿机的液压系统的性能的方法、系统和计算机程序。
本发明的又一目的是提供一种用于控制采矿机的液压系统的操作的能源有效的方法。
所述目的中的一些通过根据权利要求1所述的一种用于控制采矿机的液压系统的操作的方法来实现。其他目的通过根据权利要求6所述的一种用于控制采矿机的液压系统的操作的系统来实现。在从属权利要求中描述了有利的实施方式。
根据实施方式，提供了一种用于控制采矿机的液压系统的操作的方法，所述液压系统包括电动马达配置、被配置成向至少一个液压消耗单元提供动力的可变排量泵配置，所述方法包括以下步骤：
-获得与所述可变排量泵配置有关的期望的操作排量值；
-确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值；
-将所述期望的操作排量值和所述普遍的操作排量值进行比较；以及
-基于所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作，其中，控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度，使得所述马达速度被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。
由此，提供了一种鲁棒且可靠的方法。由于操作马达速度被持续保持在期望/所需的水平，因此该解决方案是具有成本效益的。因此，该解决方案也是节能的。
由此，减少了在可变排量泵配置的怠速/低速操作期间的效率损失。有利地提高了采矿机的生产性能。由于减少的效率损失，因此可以实现采矿机的更长的工作周期。
本发明的方法适用于液压系统的各种设置。由此，该方法是通用的。
有利地，由于整体较低的操作马达速度，因此实现了用于采矿机的操作者的增加的舒适度。有利地，减少了例如电动马达和可变排量泵配置的磨损。由此，可以增加这些部件的总操作时间。有利地，在所述可变排量泵配置中的流动/摩擦损失被最小化。
液压系统可以包括被布置在所述可变排量泵配置处的传感器装置。电动马达配置可以被布置成向可变排量泵配置提供动力。电动马达配置可以包括电动马达、逆变器和电源，其中，电动马达被布置成向可变排量泵配置提供动力。
所述方法可以包括借助于所述传感器装置来确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值的步骤。由此，可以以具有成本效益的方式来确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值的可靠且准确的值。
电动马达配置可以包括马达、逆变器和电源，例如电池组。在这种情况下，所述方法可以包括控制逆变器以减少或增加从电源到电动马达的电力供应的步骤。由此，提供了一种可靠且鲁棒的方法。由此，以高度精确的方式来控制至电动马达的电力供应。
所述方法可以包括以下步骤：控制所述电动马达配置的操作，使得所述期望的操作排量值与所述普遍的操作排量值之间的差被最小化。由此，可以优化可变排量泵配置的效率。
所述方法可以包括以下步骤：
-确定液压系统的至少一个参数值；以及
-基于所述至少一个参数值来控制所述电动马达配置的操作。所述参数值可能与液压系统的液压流体的温度有关。由此，当控制电动马达的马达速度时，考虑到各种参数，提供了所述液压系统的改进的操作。
所述方法可以包括基于进一步包括在所述液压系统中的固定排量泵配置的操作参数来控制所述电动马达配置的操作的步骤。有利地，提供的方法适用于液压系统的各种配置。由此，提供了一种通用的方法。
根据示例实施方式，提供了一种采矿机的液压系统，所述液压系统包括电动马达配置、可变排量泵配置和至少一个液压消耗单元，所述液压系统还包括控制电路系统，所述控制电路系统被配置成：
-获得与所述可变排量泵配置有关的期望的操作排量值；
-确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值；
-将所述期望的操作排量值和所述普遍的操作排量值进行比较；以及
-基于所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作，其中，控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度，使得所述马达速度被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。
液压系统可以包括被布置在所述可变排量泵配置处的传感器装置。传感器装置可以被布置成确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值。
根据实施方式，电动马达配置包括电动马达、逆变器和电源，其中，电源可以包括电池组。由此，提供了如下装置，所述装置被布置成通过控制逆变器以减少或增加从电源到电动马达的电力供应来控制马达速度。
根据实施方式，所述系统包括如下装置，所述装置被布置成用于控制所述电动马达配置的操作，使得所述期望的操作排量值与所述普遍的操作排量值之间的差被最小化。
根据实施方式，所述液压系统包括第一控制单元，所述第一控制单元被配置成：
-获得与所述可变排量泵配置有关的期望的操作排量值；
-确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值；
-将所述期望的操作排量值和所述普遍的操作排量值进行比较；以及
-基于所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作，其中，控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度，使得所述马达速度被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。由此，所述第一控制单元可以包括所述控制电路系统。
根据实施方式，所述系统包括：
-被布置成用于确定液压系统的至少一个参数值的装置；以及
-被布置成用于基于所述至少一个参数值来控制所述电动马达配置的操作的装置。
根据实施方式，所述系统包括：
-被布置成用于基于进一步包括在所述液压系统中的固定排量泵配置的操作参数来控制所述电动马达配置的操作的装置。
由此，提供了一种用于实现液压系统的可靠且鲁棒的操作的具有成本效益的系统。有利地，由于相对较低的操作马达速度，因此可以增加操作者的舒适性，从而还提供了减少的液压系统的部件的磨损，例如减少的可变排量泵配置的部件的磨损。
根据实施方式，提供了一种采矿机，所述采矿机包括用于控制采矿机的液压系统的操作的系统。根据实施方式，提供了配备有根据本文中教导的液压系统的采矿机。所述采矿机可以旨在用于地球表面用途。采矿机是适用于各种采矿操作的机器。
根据本发明的方面，提供了一种包括液压系统的自主采矿机。根据实施方式，提供了一种包括根据权利要求6所述的系统的自主采矿机。根据实施方式，提供了一种包括根据本文中的教导的液压系统的自主采矿机。所述自主钻机可以旨在用于地球表面用途。
根据实施方式，提供了一种配备有液压系统的车辆。所述车辆可以是任意合适的车辆。所述车辆可以是拖拉机、自卸车、轮式装载机、包括工业机器人的平台、林业机械、推土机、沥青施工机械、铲路机或履带车辆。
根据实施方式，提供了一种配备有根据本文中的教导的液压系统的自主车辆。所述自主车辆可以是任何合适的车辆。
根据实施方式，提供了一种用于控制采矿机的液压系统的操作的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码，所述程序代码用于使电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机执行根据权利要求1至5中任一项所述的步骤。
根据实施方式，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码，当所述程序代码在电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机上运行时，所述程序代码由所述计算机可读介质用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法步骤。
根据实施方式，提供了一种用于控制采矿机的液压系统的操作的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码，当所述程序代码在所述电子控制单元或所述其他计算机上运行时，所述程序代码用于使电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机执行根据权利要求1至5中任一项所述的步骤。
根据实施方式，提供了一种用于控制采矿机的液压系统的操作的计算机程序，其中，所述计算机程序包括存储在计算机可读介质上的程序代码，所述程序代码由所述计算机可读介质用于使电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机执行根据权利要求1至5中任一项所述的步骤。
根据实施方式，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序产品，所述程序产品包括程序代码，所述程序代码存储在计算机可读介质上，当所述程序代码在电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机上运行时，所述程序代码由所述计算机可读介质用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法步骤。
根据实施方式，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括非易失性地存储在计算机可读介质上的程序代码，当所述程序代码在电子控制单元或连接至电子控制单元的计算机上运行时，所述程序代码由所述计算机可读介质用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的步骤。
对本领域技术人员而言，本发明的另外的目的、优点和新颖特征将根据以下细节以及也通过应用本发明而变得明显。尽管下面描述了本发明，但是应当注意的是，本发明不限于描述的具体细节。访问了本文中的教导的本领域技术人员将认识到在本发明的范围内的其他领域内的另外的应用、修改和合并。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其进一步的目的和优点，应该结合附图来阅读以下陈述的详细描述，在附图中，相同的附图标记表示各个图中的相似项目，并且在附图中：
图1示意性地示出了采矿机；
图2示意性地示出了采矿机的液压系统；
图3a示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图；
图3b更详细地示意性地示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图；以及
图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的计算机。
具体实施方式
参照图1，示出了采矿机100的侧视图。根据该示例，采矿机是可以用于各种各样的土方工程和/或建筑工程并且可以使用本发明的钻机。采矿机100可以适于采矿操作。采矿机100可以适于露天采矿。由此，采矿机100可以适于执行所谓的冲击钻井。
根据实施方式，采矿机100被布置用于在露天采石场中操作。根据示例，采矿机100适于在基础设施工程中使用。采矿机100可以是任何合适尺寸的采矿机并且可以呈现在例如3吨至30吨(3.000公斤至30.000公斤)的区间内的质量。根据一个示例，采矿机100可以呈现在例如30吨至70吨(30.000公斤至70.000公斤)的区间内的质量。
除了其他元件以外，所述采矿机100包括：细长的、可移动的臂，在其一端处布置有钻孔装置；用于采矿机100的推进的履带；用于操作者的驾驶舱；以及马达主体。所述可移动的臂也可以被表示为铰接臂。
各种部件位于所述马达主体以及用于提供所述采矿机100的令人满意的功能的系统例如被布置成向所述钻机100提供必要的动力的发动机中。所述发动机可以用于所述钻机100的推进。
所述马达主体包括系统299，系统299包括液压系统。参照图2更详细地描述了系统299。
在本文中，术语“链路”是指通信链路，所述通信链路可以是物理线路，例如光电通信线路，或者所述通信链路可以是非物理线路，例如无线连接，比如无线电链路或微波链路。
在本文中，术语“通道”和“通道配置”涉及用于保持和运输诸如液压油的液压流体的通道。通道可以是合适尺寸的管道。通道可以由任意合适的材料例如塑料、橡胶或金属组成。
应当注意的是，本发明适于应用在任意合适的车辆或者具有液压系统的其他平台，并且不限于采矿机的系统。本发明的方法和本发明的系统还可以用于除了采矿机以外的其他平台，例如采矿车辆、拖拉机、自卸车、用于工业机器人的车辆/平台、林业机械、履带式车辆、建筑车辆、多用途车辆、地形车辆或军事车辆。
在本文中，术语“适合”等可以被解释为“任意适合”或者“根据本发明的相关实施方式”。
图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的所述采矿机100的系统299。系统299包括液压系统。
第一控制单元210被布置成用于经由链路L231与逆变器231进行通信。逆变器231被布置成传送关于所述电动马达230的普遍的马达速度RPM(每分钟转数)的信息。可以以任何合适的方式——例如，借助于所述逆变器231——来确定普遍的马达速度RPM。根据一个示例，在电动马达230处布置有马达速度传感器(未示出)。根据该示例，马达速度传感器可以被布置成用于经由合适的链路(未示出)直接与第一控制单元210进行通信。根据一个示例，所述逆变器231被布置成借助于所述马达速度传感器来确定普遍的马达速度。根据一个示例，所述逆变器231被布置成通过评估普遍的相电流来确定普遍的马达速度。这在所述马达速度传感器出故障的情况下是有利的。
第一控制单元210被布置成借助于所述逆变器231来控制电动马达230的操作。所述逆变器231电连接至电源232。电源232是电力源。根据一个示例，电源232包括电池。所述逆变器231电连接至电动马达230。该电连接可以包括3相电流布置，例如，在700V下的3相电流布置。根据一个示例，设置有3相系统，400伏交流电(VAC)与马达速度相关，并且其中，DC方面被布置成用于与SoC(充电状态)相关的700VAC。第一控制单元210被布置成借助于所述电源232和所述逆变器231驱动/操作所述电动马达230。控制所述电动马达230的操作例如可以包括控制所述马达速度RPM。控制所述电动马达230的操作例如可以包括：控制所述马达速度RPM和/或输出扭矩和/或电力。
在本文中，术语“电动马达配置”是指包括电动马达230、逆变器231和所述电源232的布置。
第一控制单元210被布置成用于经由链路L201与第一致动器装置201进行通信。所述第一致动器装置201被布置成用于控制采矿机100的至少一个液压消耗单元CU1至CU6的操作。根据该示例，设置有六个液压消耗单元CU1至CU6。根据采矿机100的具体配置，液压消耗单元的数目可以是任何数目。
第一控制单元210被布置成用于经由链路L202与第二致动器装置202进行通信。所述第二致动器装置202被布置成用于控制采矿机100的至少一个液压消耗单元CU1至CU6的操作。
根据该示例，设置有两个致动器装置，然而，根据包括本文中描述的液压系统的采矿机100的配置，可以设置任何合适数目的致动器装置。
根据第一示例，所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202由采矿机100的一个或更多个操作者手动控制。根据第二示例，液压消耗单元CU1至CU6可以由位于距所述采矿机100一定距离处的一个或更多个操作者远程控制。由此，设置合适的布置，以允许远程控制采矿机100——包括液压消耗单元CU1至CU6——的操作。
根据一个示例实施方式，所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202可以包括方向盘、触摸屏、踏板、桨(paddle)、操纵杆、或者用于控制所述采矿机100——包括所述液压消耗单元CU1至CU6——的操作的任何其他合适的装置。
根据一个示例，关于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作，可以应用前馈。由此，第一控制单元210可以包括高通滤波器，该高通滤波器用于处理从所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202接收的信号。响应于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作，将特定值DELTA添加到期望的/优选的/最合适的/最佳的操作排量值D1。所述特定值DELTA可以是预定值。可以基于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作连续地或间歇地确定所述特定值DELTA。由此，实现了液压系统的操作的改进的响应。由此，在一定程度上可以有利地补偿液压响应时间。
根据另一示例，通过向第一控制单元210提供用于处理从所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202接收的信号的合适的带通滤波器，可以关于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作来应用前馈。响应于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作，将特定值BETA添加到期望的/优选的/最合适的/最佳的操作排量值D1。所述特定值BETA可以是预定值。可以基于所述第一致动器装置201和所述第二致动器装置202的操作连续地或间歇地确定所述特定值BETA。由此，实现了液压系统的操作的改进的响应。由此，在一定程度上可以有利地补偿液压响应时间。
所述液压消耗单元CU1至CU6可以是任何合适的液压操作的单元，例如汽缸装置、用于装载平台或铲斗的装载/倾卸装置、连续负载输送装置、钻机定位装置、制动系统、悬挂装置、提升马达配置、风扇马达配置、AC压缩机装置、空气压缩机装置、转向装置等。
所述电动马达230被布置成操作可变排量泵配置240/向可变排量泵配置240提供动力。所述可变排量泵配置240可以被表示为液压系统的主泵。所述第一控制单元210被布置成用于经由链路L241与所述可变排量泵配置240进行通信。传感器装置241被布置在所述可变排量泵配置240处。所述传感器装置241被布置成检测普遍的操作排量值Dcont。所述传感器装置241被布置成经由所述链路L241将所述检测的普遍的操作排量值Dcont传送到所述第一控制单元210。所述检测的普遍的操作排量值Dcont是指所述可变排量泵配置240的斜盘角度。所述普遍的操作排量值Dcont可以是归一化值并且被表示为0至1的区间内的数字。在本文中，期望的操作排量值D1是指期望的/优选的/最合适的/最佳的操作排量值。期望的操作排量值D1可以被表示为试图达到的“目标值”。所述期望的操作排量值D1可以是归一化值并且被表示为0.0至1.0的区间内的数字。D1是与特定可变排量泵配置240有关的预定值。根据一个示例，D1是0.8。根据一个示例，D1是0.9。根据一个示例，D1是0.6至0.9的区间内的值。根据一个示例，D1是0.9至0.95的区间内的值。
提出的方法也适用于各种可变排量泵配置，例如斜轴泵/马达和数字排量泵(DDP)。
根据示例实施方式，所述系统299包括至少一个可变排量泵配置。由此，所述电动马达230被布置成操作所述至少一个可变排量泵配置240/向所述至少一个可变排量泵配置240提供动力。在至少两个可变排量泵配置并联液压连接的情况下，可以使用确定的普遍的操作排量值Dcont的平均值来根据本文中描述的方法控制可变排量泵配置。由此，可变排量泵配置被认为是一种单泵配置。
根据一个示例，所述系统299包括不是并联液压连接的至少两个可变排量泵配置。由此，所述至少两个可变排量泵配置操作所述系统299的单独的液压子系统。在这种情况下，所述第一控制单元210被布置成基于最高请求的马达速度值来控制系统299的操作。
本文中描述的方法和系统适用于各种可变排量泵配置。根据一个示例，所述普遍的操作排量值Dcont可以是归一化值并且被表示为除了0.0至1.0以外的另一区间例如-1.0至1.0内的数字。由此，相应合适期望的操作排量值D1被使用。
传感器装置205被布置成用于经由链路L205与第一控制单元210进行通信。所述传感器装置205被布置成：检测液压系统的至少一个参数值并且经由所述链路L205将所述至少一个参数值传送至所述第一控制单元。所述参数值可以是指液压系统的任何合适的参数，例如液压系统的液压流体的温度Temp。第一控制单元210被布置成：基于液压系统的所述至少一个检测到的参数值来控制所述可变排量泵配置240的操作。
所述可变排量泵配置240布置有液压通道配置289。所述液压通道配置289保持液压流体，由所述可变排量泵配置240借助于所述液压流体向多个液压消耗单元CU1至CU3提供动力。
根据一个实施方式，设置了固定排量泵配置250。所述固定排量泵配置250布置有所述液压通道配置289。所述液压通道配置289保持所述液压流体，由所述固定排量泵配置250借助于所述液压流体向多个液压消耗单元CU1至CU3提供动力。所述固定排量泵配置250可以被表示为液压系统的辅助泵。固定排量泵配置250可以由任何合适的装置(未示出)提供动力。根据一个示例，固定排量泵配置250由单独的电动马达配置——包括电动马达、逆变器和诸如电池组的电源——提供动力。
根据本发明的实施方式，可以设置多于一个辅助泵(固定排量泵配置)。本发明的方法适用于液压系统的不同配置。本发明的方法适用于包括至少一个可变排量泵配置和任何数目的固定排量泵配置以及任何数目的液压消耗单元的液压系统。根据一个示例，本发明的方法适用于包括至少一个可变排量泵配置并且没有附加的固定排量泵配置的液压系统。根据一个示例，第一控制单元210被布置成将液压消耗单元的总动力需求考虑在内来控制所述可变排量泵配置240的操作。根据一个示例，第一控制单元210被布置成基于所述期望的操作排量值D1、所述普遍的操作排量值Dcont和液压系统的液压消耗单元的总动力需求来控制所述可变排量泵配置240的操作。
所述第一控制单元210可以被布置成用于经由链路L260与呈现装置260进行通信。所述呈现装置260可以被设置在所述采矿机100的驾驶舱中。所述呈现装置260可以包括呈现屏幕，例如触摸屏。由此，所述第一控制单元210可以被布置成呈现关于所述采矿机100的操作状态参数的字母数字记号和/或符号。根据一个示例，所述第一控制单元210可以被布置成呈现关于所述电动马达230的普遍的马达速度RPM的信息。根据一个示例，所述第一控制单元210可以被布置成呈现关于所述可变排量泵240的电流效率的信息。根据一个示例，所述第一控制单元210可以被布置成呈现关于所述固定排量泵250的电流效率的信息。根据一个示例，所述第一控制单元210可以被布置成呈现关于所述电源232的负载水平的信息。
所述呈现装置260可以包括用于关于采矿机100的所述液压系统的操作的信息/指令/建议的音频呈现和/或触觉呈现和/或视觉呈现的装置。
在适用的情况下，所述第一控制单元210可以被布置成呈现包括用于操作所述液压消耗单元CU1至CU6的指令的信息。因此，可以借助于所述呈现装置260以合适的方式来呈现所述信息。
根据示例，设置有采矿机100的液压系统，所述液压系统包括电动马达配置、可变排量泵配置240和至少一个液压消耗单元CU1至CU6以及被布置在所述可变排量泵配置240处的传感器装置241，该电动马达配置被布置成向可变排量泵配置240提供动力。液压系统还包括第一控制单元210，该第一控制单元210被布置成用于获得与所述可变排量泵配置240有关的期望的操作排量值D1。传感器装置241被布置成用于检测所述可变排量泵配置240的普遍的操作排量值Dcont。第一控制单元210被布置成用于确定所述可变排量泵配置240的普遍的操作排量值Dcont。第一控制单元210被布置成用于将所述期望的操作排量值D1和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较。第一控制单元210被布置成用于基于所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作，其中控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度RPM，使得所述马达速度RPM被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元CU1至CU6的当前动力需求。
第二控制单元220被布置成用于经由第一链路L210与第一控制单元210进行通信。第二控制单元220可以可拆卸地连接至第一控制单元210。第二控制单元220可以是采矿机100的外部控制单元。第二控制单元220可以被布置成执行本文中描述的方法步骤。第二控制单元220可以被用于将程序代码——特别是用于执行本发明的方法的程序代码——传送到第一控制单元210。替选地，第二控制单元220可以被布置成用于经由采矿机100的内部网络与第一控制单元210进行通信。第二控制单元220可以被布置成执行与第一控制单元210基本上相似的功能。
根据本发明的方面，所述采矿机100是自主采矿机。由此，应当注意的是，在这种情况下，采矿机100配备有合适的传感器配置和导航装置，以便以自主的方式被用于任何合适的应用，例如钻孔工程。
根据示例实施方式，液压系统和采矿机100被布置成被远程控制。由此，操作者可以位于距采矿机100任何合适的距离处。由此，本发明的方法通过使用所述第一控制单元210和/或所述第二控制单元220的存储的控制例程是可应用的。
图3a示意性地示出了用于控制采矿机100的液压系统的操作的方法的流程图，所述液压系统包括电动马达配置、被配置成向至少一个液压消耗单元提供动力的可变排量泵配置240。该方法包括第一方法步骤s401。步骤s401包括以下步骤：
-获得与所述可变排量泵配置有关的期望的操作排量值D1；
-确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值Dcont；
-将所述期望的操作排量值D1和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较；以及
-根据所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作，其中控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度RPM，使得所述马达速度RPM被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。在方法步骤s401之后，方法结束或返回。
图3b示意性地示出了用于控制采矿机100的液压系统的操作的方法的流程图，所述液压系统包括电动马达配置、被配置成向至少一个液压消耗单元提供动力的可变排量泵配置240。
方法包括第一方法步骤s410。步骤s410包括获得与所述可变排量泵配置240有关的期望的操作排量值D1的步骤。步骤s410可以由第一控制单元210执行。所述期望的操作排量值D1可以是预定值。所述期望的操作排量值D1可以根据经验已经被确定。可以针对所述可变排量泵配置240唯一地确定所述期望的操作排量值D1。在方法步骤s410之后，执行随后的方法步骤s420。
步骤s420包括确定所述可变排量泵配置240的普遍的操作排量值Dcont的步骤。这可以借助于第一控制单元210被执行。可以以任何合适的方式——例如借助于传感器配置241——来确定所述普遍的操作排量值Dcont。在方法步骤s420之后，执行随后的方法步骤s430。
步骤s430包括将所述期望的操作排量值D1和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较的步骤。这可以借助于第一控制单元210被执行。
在方法步骤s430之后，执行随后的方法步骤s440。
步骤s440包括根据所述比较的结果来控制所述电动马达配置的操作的步骤，其中控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度RPM，使得所述马达速度被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。
这可以借助于第一控制单元210被执行。
在方法步骤s440之后，执行随后的方法步骤s450。
步骤s450包括以下步骤：其中电动马达配置包括电动马达230、逆变器231和电源232，其中控制马达速度RPM包括控制逆变器231以减少或增加从电源232到电动马达230的电力供应。该步骤由第一控制单元210执行。由此，可以实现可变排量泵配置240的最佳效率。
在方法步骤s450之后，执行随后的方法步骤s460。
步骤s460包括以下步骤：控制所述电动马达配置的操作，使得所述期望的操作排量值D1与所述普遍的操作排量值Dcont之间的差被最小化。由此，可以实现可变排量配置240的最佳效率。这借助于所述第一控制单元210被执行。
在方法步骤s460之后，执行随后的方法步骤s470。
步骤s470包括以下步骤：
-确定液压系统的至少一个参数值；以及
-基于所述至少一个参数值来控制所述电动马达配置的操作。
步骤s470是可选步骤。根据一个实施方式，液压系统包括传感器配置205，该传感器配置205被布置成用于检测液压系统的至少一个参数值。所述传感器配置205被布置成将所述检测到的至少一个参数值传输至第一控制单元210。替选地，可以借助于所述第一控制单元210来确定/建模/计算/估计所述至少一个参数值。所述至少一个参数值可能与液压系统的各种温度、部件设置、液压流体压力或其他相关。
根据示例，基于所述至少一个参数值控制所述电动马达配置的操作包括以下步骤：确定可以高于所述期望的操作排量值D1的修改的期望的操作排量值D2；以及将所述修改的期望的操作排量值D2和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较。由此，基于所述比较来执行控制所述电动马达配置的操作的步骤。
在方法步骤s470之后，执行随后的方法步骤s480。
步骤s480包括以下步骤：基于进一步包括在所述液压系统中的固定排量泵配置250的操作参数来控制所述电动马达配置的操作。
步骤s480是可选步骤。步骤s480可以借助于所述第一控制单元210被执行。可以以任何合适的方式来确定固定排量泵配置250的所述操作参数。根据一个示例，可以通过合适的传感器配置(未示出)来检测所述操作参数。根据另一示例，可以借助于所述第一控制单元210来确定/建模/计算/估计所述操作参数。由此，除了前面提到的参数之外，可以基于固定排量泵配置来控制电动马达配置的操作。在液压系统包括固定排量泵配置的情况下，控制电动马达配置的操作也将固定排量泵配置的操作参数考虑在内。
根据一个示例，所述操作参数是所述液压系统的所述液压流体的温度Temp。由此，可以控制所述液压系统的冷却流体的流速。冷却可以在液压流体的某个温度处开始并且可以在液压流体的某个更高的温度处被最大化。根据该示例，电动马达230的马达速度RPM被控制为比在步骤s440中确定的值更高的值。
根据一个示例，电动马达230的马达速度RPM被控制为比在步骤s440中确定的值更高的值，以达到影响采矿机100的传动离合器单元压力的目的。由此，可以适当地润滑采矿机的传动装置。根据该示例，所述操作参数可以涉及所述传动装置的马达速度值请求。
根据一个示例，所述操作参数是所述电动马达230的温度。在所述温度超过预定温度值的情况下，电动马达230的马达速度RPM被控制为比在步骤s440中确定的值更高的值，以达到降低电动马达230的电流并且从而减少热量的产生的目的。
根据示例，基于所述操作参数控制所述电动马达配置的操作包括以下步骤：确定修改的期望的操作排量值D3，以及将所述修改的期望的操作排量值D3和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较，所述修改的期望的操作排量值D3可能高于所述期望的操作排量值D1或修改的期望的操作排量值D2。由此，基于所述比较来执行控制所述电动马达配置的操作的步骤。
在方法步骤s480之后，所述方法结束。替选地，再次执行方法步骤s410。
应当注意的是，即使给出了方法步骤的特定顺序，也可以提供方法步骤s410至s480的任何合适的顺序。在适用的情况下，可以同时执行至少两个方法步骤。
参照图4，示出了装置500的实施方式的图。参照图2描述的控制单元210和220可以在一个版本中包括装置500。装置500包括非易失性存储器520、数据处理单元510和读/写存储器550。非易失性存储器520具有第一存储部530，在第一存储部530中存储用于控制装置500的功能的计算机程序，例如操作系统。装置500还包括总线控制器、串行通信端口、I/O装置、A/D转换器、时间和日期输入以及传输单元、事件计数器和中断控制器(未示出)。非易失性存储器520还具有第二存储部540。
提供了计算机程序P，该计算机程序P包括用于控制采矿机100的液压系统的操作的例程，所述液压系统包括电动马达配置、被配置成向至少一个液压消耗单元提供动力的可变排量泵配置。
计算机程序P可以包括用于获得与所述可变排量泵配置有关的期望的操作排量值D1的例程。
计算机程序P可以包括用于确定所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值Dcont的例程。
计算机程序P可以包括用于将所述期望的操作排量值D1和所述普遍的操作排量值Dcont进行比较的例程。
计算机程序P可以包括用于根据所述比较的结果控制所述电动马达配置的操作的例程，其中控制操作包括控制所述电动马达配置的马达速度RPM，使得所述马达速度被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元的当前动力需求。
计算机程序P可以包括用于通过控制逆变器以减少或增加从电源到电动马达的电力供应来控制马达速度的例程，其中电动马达配置包括马达、逆变器和电源。
计算机程序P可以包括以下例程，所述例程用于控制所述电动马达配置的操作，使得所述期望的操作排量值D1与所述普遍的操作排量值Dcont之间的差被最小化。
计算机程序P可以包括用于确定液压系统的至少一个参数值的例程。计算机程序P可以包括用于基于所述至少一个参数值来控制所述电动马达配置的操作的例程。
计算机程序P可以包括用于基于进一步包括在所述液压系统中的固定排量泵配置的操作参数来控制所述电动马达配置的操作的例程。
计算机程序P可以以可执行形式或以压缩的形式被存储在存储器560中以及/或者被存储在读/写存储器550中。
应当声明的是，在数据处理单元510执行某些功能的情况下，意味着数据处理单元510影响存储器560中存储的程序的某些部分或者读/写存储器550中存储的程序的某些部分。
数据处理装置510可以经由第四数据总线515与数据端口599进行通信。非易失性存储器520旨在用于经由第二数据总线512与数据处理单元510进行通信。单独的存储器560旨在经由第一数据总线511与数据处理单元510进行通信。读/写存储器550旨在经由第三数据总线514与数据处理单元510进行通信。例如，数据端口599可以连接至链路L201、链路L202、链路L205、链路L210、链路L231和链路L240(参见图2)。
当在数据端口599上接收到数据时，这些数据被临时存储在第二存储元件540中。当接收到的输入数据已经被临时存储时，数据处理单元510将准备好以上述方式实现代码执行。在一个版本中，在数据端口599上接收到的信号包括关于所述可变排量泵配置的普遍的操作排量值Dcont的信息。在一个版本中，在数据端口599上接收到的信号包括关于当前的马达速度RPM的信息。期望的操作排量值D1可以被存储在装置500的任何合适的存储器中。
可以由装置500借助于运行存储在存储器560或读/写存储器550中的程序的数据处理单元510来应用本文中描述的方法的部分。当装置500运行程序时，本文中描述的方法被执行。
出于说明性目的和描述性目的而提供了本发明的优选实施方式的上述描述。不旨在是详尽的，也不旨在将本发明限制于所描述的变型。本领域技术人员自己显然会想到许多修改和变型。选择和描述了实施方式，以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员可以理解本发明的各种实施方式以及适合于预期用途的各种修改。

Claims (9)

1.一种用于控制采矿机(100)的液压系统的操作的方法，所述液压系统包括电动马达配置(230，231，232)、被配置成向至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)提供动力的可变排量泵配置(240)，所述方法包括以下步骤：
-获得(s410)与所述可变排量泵配置(240)有关的期望的操作排量值(D1)；
-确定(s420)所述可变排量泵配置(240)的普遍的操作排量值(Dcont)；
-将所述期望的操作排量值(D1)和所述普遍的操作排量值(Dcont)进行比较(s430)；以及
-根据所述比较的结果来控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作(s440)，其中，控制操作包括控制所述电动马达配置(230，231，232)的马达速度(RPM)，使得所述马达速度(RPM)被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)的当前动力需求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电动马达配置(230，231，232)包括电动马达(230)、逆变器(231)和电源(232)，其中，控制所述马达速度(RPM)包括控制(s450)所述逆变器(231)以减少或增加从所述电源(232)到所述电动马达(230)的电力供应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
-控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作(s460)，使得所述期望的操作排量值(D1)与所述普遍的操作排量值(Dcont)之间的差被最小化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括以下步骤：
-确定(s470)所述液压系统的至少一个参数值(Temp)；以及
-基于所述至少一个参数值(Temp)来控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作(s470)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：
-基于进一步包括在所述液压系统中的固定排量泵配置(250)的操作参数来控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作(s480)。
6.一种采矿机(100)的液压系统，所述液压系统包括电动马达配置(230，231，232)、可变排量泵配置(240)和至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)，所述液压系统还包括控制电路系统(510)，所述控制电路系统(510)被配置成：
-获得与所述可变排量泵配置(240)有关的期望的操作排量值(D1)；
-确定所述可变排量泵配置(240)的普遍的操作排量值(Dcont)；
-将所述期望的操作排量值(D1)和所述普遍的操作排量值(Dcont)进行比较；以及
-基于所述比较的结果来控制所述电动马达配置(230，231，232)的操作，其中，控制操作包括控制所述电动马达配置(230，231，232)的马达速度(RPM)，使得所述马达速度(RPM)被最小化，同时满足所述至少一个液压消耗单元(CU1至CU6)的当前动力需求。
7.一种采矿机(100)，其包括根据权利要求6所述的液压系统。
8.一种计算机程序(P)，其用于控制采矿机(100)的液压系统的操作，其中，所述计算机程序包括程序代码，所述程序代码用于使电子控制单元(210；500)或者连接至所述电子控制单元(210；500)的计算机(220；500)执行根据权利要求1至5中任一项所述的步骤。
9.一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的程序代码，当所述程序代码在电子控制单元(210；500)或者连接至所述电子控制单元(210；500)的计算机(220；500)上运行时，所述程序代码由所述计算机可读介质用于执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法步骤。
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