CN113685541A - 静液压的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静液压的驱动装置，该静液压的驱动装置具有用于供给至少一个静液压的消耗器的至少一个静液压的泵，并且该静液压的驱动装置具有用于对由所述消耗器输出的能量的至少一部分进行能量回收的装置。为此，设置有电子控制单元或至少一个软件组件，利用其能够可变地并且在此根据探测到的影响参量来控制能量回收。

Description

静液压的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的静液压的驱动装置。
背景技术
静液压的驱动装置用于驱动至少一个静液压的消耗器（Verbraucher）。这种静液压的驱动装置可以安装在移动式的作业机械上，其中，静液压的消耗器中的至少一个可以是行驶马达并且设置有例如用于移动式的作业机械的作业装备的另外的静液压的消耗器。
根据现有技术，静液压的驱动装置能够在消耗器的制动或减速或作业装备的下降期间借助动力传动系回收能量。能量回收在此是反应性的或预先给定的并且不能进行匹配，进而也不能优化。影响参量通常（平均地）被包含在能量回收的设计中，但是在日常的运行中是可变的。针对能量回收产生的相关参数在运行中不再可改变。
发明内容
与此相对，本发明的任务在于，提出如下一种静液压的驱动装置，对于该静液压的驱动装置而言能量的能量回收被优化。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的静液压的驱动装置来解决。
所要求保护的静液压的驱动具有至少一个静液压的泵和至少一个静液压的消耗器，所述静液压的消耗器能够经由泵来供给。此外，设置有用于对所述消耗器的制动能量或减速能量或势能的至少一部分进行能量回收的装置。根据本发明，该装置具有软件组件或电子控制单元，其被设计成以可变的方式并且根据至少一个探测到的影响参量来控制能量回收。
相关的影响参量例如通过温度传感器、压力传感器、摆动角传感器、位置传感器和/或加速度传感器针对静液压的驱动装置的构件来探测。
对影响参量进行分析，以便优化能量回收本身，或者优化在马达式的运行和发电机式的运行之间的切换过程。
能量回收的策略基于各个影响参量进行匹配，并且因此能量回收过程可以尤其在关于能量效率以及还关于操作舒适性、在能量回收的开始或结束时进行切换时的时间需求、在能量回收结束之后的功率输出的动态、部件的功率能力和耐用性以及静液压的驱动装置的使用寿命方面进行优化。
被探测和包含的影响参量越多，可以越好地实现一个优化目标或者可以实现多个所提及的优化目标。
当能量回收是自学习的时，通过电子控制单元进行的能量回收在关于上述优化方案方面是特别有利的。
在一种特别有效的改进方案中，必要时通过有效的学习算法，能量回收能通过电子控制单元能够预测性地来控制。
在此，作为在装置技术上容易检测的影响参量，运行介质温度和/或运行介质压力可以通过相应的上面已经提到的传感器被包含在内。
根据本发明的静液压的驱动装置可以构造为行驶驱动装置，对于该行驶驱动装置而言，消耗器或消耗器中的一个是行驶马达，所述行驶马达在制动运行中可以用作泵。这种行驶驱动装置可以安装在移动式的作业机械中。在这种情况下，经常有大量的制动和减速能量可供使用，因此有效的回收是非常重要的。
相关的影响参量例如经由定位系统（例如GPS）和/或加速度传感器针对所涉及的移动式的作业机械来探测。
作为根据本发明被包含在内的影响参量，也可以使用驾驶员的驾驶员行为和/或所选择的行驶模式。
消耗器或消耗器中的一个可以形成移动式的作业机械的作业装备，其中，回收的制动能量由惯性（例如在制动挖掘机的上部车体（Oberwagen）的旋转驱动装置时）或由位置势能（例如在使挖掘机的悬臂或轮式装载机的铲斗下降时）产生。
消耗器的或作业装备的作业任务和/或位置（借助位置传感器和/或加速度传感器）可以作为被包含在内的影响参量被包含在内。
待加工或待翻转（umschlagen）的材料（例如借助摄像机）作为被包含在内的影响参量可以被包含在内 。
所选择的运行模式和/或操作者行为作为被包含在内的影响参量可以被包含在内。为此，位置传感器和/或加速度传感器可以在操纵杆、加速踏板、制动踏板和/或英寸踏板（Inchpedal）上使用。
环境影响、像比如环境温度（借助温度传感器）和/或周围拓扑结构（例如借助与定位系统（例如GPS）相结合的摄像机、雷达、激光雷达和/或数字地图材料）作为根据本发明所包含在内的影响参量也可以被包含在内 。
制动能量或减速能量例如由行驶的移动式的作业机械的惯性（通过作为泵起作用的行驶马达）或由旋转的上部车体的惯性（通过挖掘机的作为泵起作用的旋转马达）或由被装载的铲斗的位置势能（例如通过挖掘机的或轮式装载机的升降缸）产生。
根据第一原理，能量回收是指回收。
于是，在装置技术方面特别简单的是，制动能量或减速能量可存储在液压蓄能器中。
根据本发明的静液压的驱动装置的泵优选设计用于由构造为内燃机或电动马达的初级驱动装置来驱动。
在电动马达的情况下，制动能量可以由作为马达运行的泵和作为发电机运行的电动马达转换成电能并且存储在电存储器中。
在内燃机的情况中，在能量回收结束之前或最晚在紧随其后的节流运行（Drosselbetrieb）结束之前，可将该内燃机调整到用于紧接着的功率输出的最佳运行点上。在此，例如可以进行转速提高。
根据第二原理，能量回收是指再生。
然后，直接向静液压的驱动装置的另一消耗器供给所回收的制动能量或减速能量。
附图说明
在附图中示出了具有用于进行能量回收的不同的策略的根据本发明的静液压的驱动装置的一个实施例。其中示出：
图1示出了根据本发明的静液压的驱动装置的一个实施例；
图2示出了用于利用图1的静液压的驱动装置来回收能量的第一策略；
图3示出了用于利用图1的静液压的驱动装置来回收能量的第二策略；并且
图4示出了用于利用图1的静液压的驱动装置来回收能量的第三策略。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的静液压的驱动装置的一个实施例，该静液压的驱动装置安装在未详细示出的移动式的作业机械中。由初级驱动装置1（其可以是柴油发动机或电动马达）驱动在输送体积方面可调或不可调的、用于供给消耗器4的静液压的泵2和一个或多个另外的、用于其它作业功能或用于辅助机组的泵6。
泵2从储箱8中抽吸油并且将油通过具有节流阀的阀块（Ventilblock）10输送到消耗器4。温度传感器12布置在储箱8中。
电子控制单元14借助信号线与初级驱动装置1、泵2、阀块10、温度传感器12和传感器系统16连接。在所示的实施例中，传感器系统16具有位置传感器和用于检测周围拓扑结构的装置（例如摄像机）。此外，传感器系统16也可以具有加速度传感器或者在本文中提到的其他传感器中的一个。尤其地，传感器系统16在所示实施例中具有多个压力传感器，它们当然布置在压力加载的部件，如泵2、阀块10、消耗器4、储箱8或在其之间布置的管路上。
图2示出了用于利用图1的静液压的驱动装置来回收能量的第一策略。在此，对影响参量运行介质温度加以考虑，该运行介质温度通过在储箱8中的温度传感器12来检测。在这种策略中，能量回收被如此长时间地暂停（aussetzen），直到油通过节流运行经由阀块10而达到最佳运行温度。因此，静液压的驱动装置的冷启动特性被优化。在此，这种状态表示是否要求能量回收或者是否取而代之进行节流运行。
图3示出了用于基于图1的静液压的驱动装置来进行能量回收的第二策略。对影响参量周围拓扑结构和位置加以考虑。为此，传感器系统16具有位置传感器和用于检测周围拓扑结构的装置（例如摄像机）。作业装备下降，并且在此回收势能。在作业装备撞击地面之前，撞击的时刻被预测，即预先计算。因此，能量回收过程可在撞击地面之前不久就已经结束。
因此，可以预先启动动力传动系中的必要的切换过程，这些切换过程可能需要有限的持续时间。由此实现更均匀的运行特性。换档冲击（Schaltruck）、压力峰值或者牵引力中断被减小。所提及的切换过程可以是泵2的摆转（Durchschwenken）或旋转方向改变。
图4示出了用于利用图1的静液压的驱动装置来回收能量的第三策略。在此也对影响参量周围拓扑结构和位置加以考虑。如在第二策略中那样，预测、即预先计算能量回收的结束时刻。动力传动系因此必须从发电机式的运行变换到马达式的运行中并且输出功率。
为了在立即切换之后提高动力传动系的动态和响应特性，构造为内燃机的初级驱动装置1被 “预加应力”，以便能够更为快速地对未来的负荷要求作出反应。为此，将相应的状态传输给内燃机的马达控制器。当状态从能量回收变换为节流运行时，以预先准备的方式来匹配（例如增加）内燃机的转速和增压压力。
本发明公开了一种静液压的驱动装置，该静液压的驱动装置具有用于供给至少一个静液压的消耗器4的至少一个静液压的泵2，并且该静液压的驱动装置具有用于对由消耗器输出的能量的至少一部分进行能量回收的装置。该装置具有电子控制单元14或至少一个软件组件，利用该电子控制单元或至少一个软件组件能够可变地并且在此根据至少一个探测到的影响参量来控制能量回收。为此，该装置还具有至少一个传感器16、一个摄像机或一个探测影响参量的操作元件。
附图标记列表
1 初级驱动装置
2 泵
4 消耗器
6 另外的一个（多个）泵
8 储箱
10 阀块
12 温度传感器
14 控制单元
16 传感器系统。

Claims (13)

1.一种静液压的驱动装置，该静液压的驱动装置具有用于供给至少一个静液压的消耗器（4）的至少一个静液压的泵（2），并且该静液压的驱动装置具有用于对利用所述消耗器（4）产生的制动能量或减速能量的至少一部分进行能量回收的装置，其特征在于电子控制单元（14），利用所述电子控制单元能够可变地并且在此根据至少一个探测到的影响参量来控制能量回收。
2.根据权利要求1所述的静液压的驱动装置，其中，能量回收通过所述电子控制单元（14）来自学习。
3.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，能量回收能够通过所述电子控制单元（14）来预测性地控制。
4.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，具有温度传感器（12）和/或一个压力传感器或多个压力传感器，其中，动力传动系中的一个或多个部位处的运行介质温度和/或一个或多个运行介质压力作为影响参量被包含在内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，所述消耗器（4）或所述消耗器中的一个是行驶马达，所述行驶马达在制动运行中能够作为泵来运行。
6.根据权利要求5所述的静液压的驱动装置，其中，行驶模式和/或驾驶员行为作为影响参量被包含在内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，所述消耗器（4）或所述消耗器中的一个形成作业装备，其中所回收的制动能量由惯性或者由位置势能产生。
8.根据权利要求7所述的静液压的驱动装置，其中，所述消耗器（4）的位置和/或运行模式和/或作业任务和/或待加工或待翻转的材料和/或操作者行为作为影响参量被包含在内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，环境影响和/或周围拓扑结构作为影响参量被包含在内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，制动能量或减速能量能够存储在液压蓄能器中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，所述静液压的驱动装置能够由内燃机驱动，所述内燃机在能量回收结束时和/或在节流运行结束之前被调整到用于随后的功率输出的最佳运行点。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的静液压的驱动装置，所述静液压的驱动装置能够由电动马达驱动，其中，制动能量或减速能量借助作为马达运行的泵（2）和作为发电机运行的电动马达能够存储在电存储器中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的静液压的驱动装置，其中，所述静液压的驱动装置的另一消耗器能够直接被供给所回收的制动能量或减速能量。
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