CN115727029A - 用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法 - Google Patents

用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115727029A
CN115727029A CN202211038807.5A CN202211038807A CN115727029A CN 115727029 A CN115727029 A CN 115727029A CN 202211038807 A CN202211038807 A CN 202211038807A CN 115727029 A CN115727029 A CN 115727029A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotational speed
control unit
pressure medium
qsoll
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211038807.5A
Other languages
English (en)
Inventor
G·利布勒
S·克鲁瑟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN115727029A publication Critical patent/CN115727029A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20561—Type of pump reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20569—Type of pump capable of working as pump and motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/633—Electronic controllers using input signals representing a state of the prime mover, e.g. torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6333—Electronic controllers using input signals representing a state of the pressure source, e.g. swash plate angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652—Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

公开了对至少一个流体静力的负载件进行压力介质供给的电液单元，具有：构造为具有能调节的转速的电机的驱动机；能与之耦接的且能与负载件流体连接的液压机，它具有能到零和从零的两侧调节的排出体积；惯性矩，通过它能回收至少一个负载件的压力介质能量；和电子控制单元，其设定用于通过它能够根据至少一个负载件的要求可选地调节排出体积、转速或这两者。此外公开了通过液压机控制至少一个流体静力的负载件的压力介质供给的方法，液压机具有能到零和从零的两侧调节的排出体积，液压机由电机以能调节的转速驱动，为此电机的和液压机的转子耦接或能耦接，其中通过电子控制单元根据配属于至少一个负载件的要求可选地调节排出体积、转速或这两者。

Description

用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的电液单元以及一种按照权利要求10所述的用于控制电液单元的方法。
背景技术
按照类型的电液单元具有能转速可变地控制的电机和由该电机驱动的液压机，通过该液压机的压力介质体积流量能够给至少一个流体静力的负载件供应压力介质。为了控制该单元而设置有电子的控制单元。这种电子的控制单元为了影响电机的转速和转矩而根据所给出的电源与变频器或者逆变器共同作用，并且为了影响液压机的压力和排出体积而与配属的液压机-调节器共同作用。
为了能量高效的和面向负载件的所要求的需求的压力介质供给，液压机设计有能调节的排出体积，由此与能可变地控制的转速相组合能够非常动态地影响压力介质体积流量和转矩。在此，借助于变频器能够如此设定驱动转速，使得单元尽可能能量高效地工作。
当例如在所要求的负的压力介质体积流量的情况下压力介质在负载压力下从负载件流出到液压机时，尤其为了回收压力介质能量，液压机设计有能调节通过零的排出体积。于是液压机与负载件之间的压力介质体积流量的方向能够在维持液压机的压力侧的情况下发生转换。在正的要求的情况下液压机——由电机驱动地——在泵运行中工作，在负的要求的情况下液压机能够在马达运行中工作并且驱动该电机，该电机则能够例如作为发电机运行。
转变成旋转式的动能的压力介质能量因此通过电机转变成电能。该电能在具有变频器的结构形式的情况下引导到该变频器的中间电路电容器处并且在那里引起电压、或者说中间电路电压的提高。
在此缺点是，相对而言少量的压力介质能量的回收已经能够导致中间电路电压的不允许的提高，从而必须将过剩的电能例如转送到供给网络中。为这类的馈入所设计的变频器相对而言较昂贵，从而尤其当具有回收的运行状态或运行阶段的时间份额相对而言较小时，该变频器的应用是不值得的。
因此扩展了下述方案，所述方案在制动电阻中消减来自中间电路的过剩的能量。然而这表现出能量损失并且伴随着用于制动电阻的材料成本和安装成本。作为制动电阻的替代方案或补充方案能够安装储电器、例如附加电容器。由此虽然提高了能量效率，然而这也引起了材料成本和安装成本。
回引到申请人的公开文献DE 197 01 671 A1示出了一种解决方案，即借助于与液压机的转子耦接的飞轮来存储压力介质能量并且在稍后的时间点又使得该压力介质能量可供使用。为此，根据飞轮的预先确定的转速和对该飞轮所检测到的转速是处于该预先确定的转速之上还是之下的查问，来降低或提高电机的电功率消耗。
然而，这种解决方案带来了用于飞轮以及用于另外的设置的组件、如例如耦联器或诸如此类物的材料成本、装配成本和维修成本。此外，在这种解决方案中无法由转速和摆动角来设定能量优化的工作点。
发明内容
相对于此，本发明所基于的任务是，设立一种用于伴随着能够回收压力介质能量而对流体静力的负载件进行压力介质供给的电液单元，该电液单元在设备技术方面更简单地设计。另一任务是，设立一种用于控制电液单元的方法，该电液单元用于伴随着能够回收压力介质能量而对流体静力的负载件进行压力介质供给。
第一任务通过具有权利要求1的特征的电液单元来解决，第二任务通过具有权利要求10的特征的方法来解决。
电液单元的有利的改进方案在权利要求2至9中得以说明，该方法的有利的改进方案在权利要求11至18中得以说明。
电液单元设置用于对至少一个流体静力的负载件进行压力介质供给。在此，压力介质供给面向能检测的、尤其所检测到的要求，例如面向负载件的目标速度。特别地，单元为此具有用于检测要求的操作接口，例如操纵杆或者行驶踏板或诸如此类物。单元具有能转速可变地运行的驱动机，该驱动机优选地构造为电机。驱动机的转子与单元的液压机的转子耦接，该液压机设计有能调节到零和能从零的两侧调节的排出体积。这种耦接或旋转连接部能够刚性地、能松开地或能切换地设计。这种耦接或旋转连接部能够转速固定或变速比地、例如通过刚性的或能切换的传动机构来设计。通过液压机能够在其泵运行中将压力介质输送到负载件。反之，能够在其马达运行中将从负载件流出到液压机的压力介质的压力介质能量转变成旋转式的动能。为了对该压力介质能量进行存储和再次提供而设置了惯性矩，该惯性矩借助于所提及的转变为了存储的目的而能够加速并且为了再次提供的目的而能够减速。为了进行控制而设置有电子的控制单元，该电子的控制单元优选地如此设定，使得通过该电子的控制单元根据配属于至少一个负载件的要求能够可选地调节排出体积、转速或者这两者。所述要求能够尤其是正的预设（即朝向负载件的压力介质输送）、负的预设（即从负载件到液压机的压力介质排出）或者零-预设。按照本发明，惯性矩仅由电机的和液压机的转子以及该转子的旋转连接部形成或者能够至少仅由它们形成。
通过按照本发明的解决方案，单元设计用于，仅通过对本来就必要的且存在的旋转的组件进行加速来存储压力介质能量，这些组件即为两个转子和这些转子的旋转连接部，该旋转连接部例如由传动轴和连接的耦联器构成。如果尽管如此要例如为能量峰值设置这样的附加措施，那么因此就避免或至少减小了如现有技术示出的那样的用于安装制动电阻、电容器或者单独的惯性矩（如例如单独的飞轮和为此设置的耦接装置）的耗费。由此实现一种单元，该单元能够实现压力介质供给和压力介质能量的回收并且此外在设备技术方面较少耗费地得以构造。
原则上，按照本发明的单元也能够用于回收在弹性质量、如例如液态的塑料、弹簧或机架松弛时累积的变形能量。
压力介质排出能够例如在负载件的回馈阶段中出现。示例性地提到注塑机的工作缸的解除压缩或者行驶驱动装置的液压马达的牵引运行或制动运行。从这两个实施例能够识别出，按照本发明的单元提供用于多种多样的电液驱动装置，而不依赖于由其供应的流体静力的负载件是平移类型或旋转类型。应用领域尤其是机床、注塑机或压力机以及车辆、尤其移动的作业机。
在一种改进方案中，单元具有变频器，该变频器与控制单元为了调节转速而信号连接并且能够由该控制单元按照要求来操控。
作为替代方案或补充方案，尤其在直流电源的情况下，单元具有逆变器，该逆变器与控制单元为了调节转速而信号连接并且能够由该控制单元按照要求来操控。这尤其适用于蓄电池运行的车辆。在此，当转变成电能的压力介质能量无法快速地足够地被蓄电池接收时，按照本发明的解决方案具有特别的优点。这种无法接收的过剩量而后能够作为转子的旋转式-动能用于接下来的行驶运动，或者转子被缓慢地制动，以便将无法直接接收的过剩量在更长的时间段的范围内、尤其时间延迟地输出给蓄电池。
在一种改进方案中，单元具有多个与电网连接或能连接的逆变器，从而能够通过对惯性矩加速来存储多个负载件的能量。
在一种改进方案中设定控制单元，从而能够通过该控制单元根据液压机的到负载件的压力介质输送的要求以及液压机的转矩来求取目标转速。
在一种改进方案中设定控制单元，从而能够通过该控制单元根据从负载件到液压机的压力介质排出的要求来求取转速提高、尤其惯性矩的转速提高，该转速提高能够加到目标转速。利用这种现在经改变的目标转速能够重新操控变频器。以这种方式，累积的压力介质能量、例如从负载件在负载的情况下流出的压力介质的解除压缩能量引起电机的转速的提高，由此压力介质能量能够存储为（转子的）惯性矩的旋转能量。
该单元关于回收还更为灵活的是，在一种改进方案中设定控制单元，以用于预测或预告所述要求的转换、例如从压力介质输送到压力介质排出的转换或者相反的转换。
在一种改进方案中设定控制单元，以用于根据一个或多个负载件的在该控制单元中为了实施而存储的工作循环来预测该转换。示例性地在此提及移动的作业机的注塑循环、按压循环或工作循环。
在一种改进方案中设定控制单元，以用于预测液压机的到负载件的压力介质输送和/或从负载件到液压机的压力介质排出的要求的变化、也就是说提高和/或减小。这也能够尤其根据负载件的工作循环来实现。
在一种改进方案中设定控制单元，以用于根据所预测的提高来求取转速提高并且将目标转速与之相适配。在此，为了转速提高所需的驱动能量能够至少按份额地由在从负载件到液压机的压力介质排出期间的能回收的压力介质能量来覆盖。作为替代方案或补充方案，能够通过变频器来提供该驱动能量。随着出现压力介质输送的要求的所预测的提高，该驱动能量而后能够通过转速下降来按份额地或完全地覆盖。在第一种情况下，将由转子的转速降低所释出的能量加到借助于变频器所提供的能量。于是能够使用所存储的压力介质能量，以便在所预测的、短时间地高的功率需求的情况下使变频器减荷。由此该变频器能够较小地设计。
在一种改进方案中，设置至少一个附加的、能通过控制单元与转子中的至少一个转子耦接的附加惯性矩，以便能够接收有待回收的压力介质能量的峰值并且将转子的惯性矩保持在限值中。特别地，该单元为了可选地接入或断开附加惯性矩而具有能由控制单元操控的耦接装置。附加惯性矩和耦接装置优选地布置在设定在两个转子之间的转矩流之外，也就是说不布置在这两者之间。
作为补充方案，能够设置至少一个制动电阻或者电容器，以便进一步提高由转子和该转子的惯性矩所提供的存储容量。因此尽管没有完全地消除这些组件的成本和能量损失，然而能够基于惯性矩的按照本发明的设计方案较小地设计这些组件并且因此降低所提及的成本和能量损失。
一种方法用于控制电液单元，该电液单元尤其按照先前的描述的至少一个方面来设计。特别地，该方法用于控制至少一个流体静力的负载件的压力介质供给，或者说控制负载件的压力介质能量的回收。在此，压力介质供给通过单元的液压机来实现，该液压机具有能调节到零和能从零的两侧调节的排出体积，该液压机由该单元的驱动机以能调节的转速来驱动。电机和液压机的转子为了转矩传递的目的耦接或能耦接、尤其旋转连接或能旋转连接。耦接/旋转连接能够例如由抗转动地与转子连接的传动轴以及传动轴的固定的或能松开的耦联器构成。替代地，该耦接/旋转连接能够由传动轴以及固定的或能切换的传动机构构成，其中，传动轴构成传动机构的输入轴和输出轴。转子和旋转连接部具有惯性矩。为了进行控制而设置有电子的控制单元，通过该电子的控制单元根据配属于负载件的要求、例如负载件的所期望的速度和/或对该负载件进行作用的负载来可选地调节排出体积、转速或者这两者。该方法优选地具有“由要求和液压机的转矩来求取目标转速”的步骤，以便给负载件高效地供应与要求对应的压力介质体积流量。为了回收或存储负载件的压力介质能量，该方法优选地具有“至少根据从负载件到液压机的压力介质排出的要求来求取目标转速的转速提高”的步骤。对转速提高的求取根据有待回收的压力介质能量和与转速提高有关的惯性矩来进行。按照本发明，为此能够仅将转子和旋转连接部考虑为惯性矩。为此，该方法具有“仅根据转子和该转子的旋转连接部的惯性矩来求取用于回收压力介质能量所必要的转速变化”的步骤。换句话说，方法能够实现，仅通过本来就存在的转子和该转子的旋转连接部的转速提高来将压力介质能量存储为旋转式的动能，或者相反地仅通过转子和该转子的旋转连接部的转速减小来重又释放所存储的旋转式的动能。
在一种改进方案中，该方法具有“查问有待存储的压力介质能量是否位于预先确定的阈值下方”的步骤。如果该查问得到肯定的结果，那么能够如上述那样仅将转子和旋转连接部的惯性矩作为惯性矩用于求取转速变化/转速提高。
在该单元的一种变型方案中，能够至少还设置用于回收的附加的惯性矩，该附加的惯性矩例如能够自所述阈值起或者在该阈值以上进行耦入。因此，在这种情况下实现多个惯性矩的转速提高而代替仅转子和该转子的旋转连接部的惯性矩的转速提高。以这种方式能够在需要时提高用于回收的容量。
在第二种变型方案中至少在阈值之下进行，在这两种变型方案中该方法的耗费较少，因为为了求取转速提高不必考虑到制动电阻、电容器或者单独的惯性矩的功率接收/功率输出。因此带来按照先前的描述的单元的已经所说明的在设备技术方面的优点。
该方法具有“由要求和液压机的当前的转矩来求取目标转速”的步骤，以便给负载件高效地供应与该要求对应的压力介质体积流量。
如果将附加惯性矩设置为单元中的能接通的设备，那么自预先确定的阈值起或者在该阈值之上则能够可选地该附加惯性矩包括到该求取中。
在一种改进方案中，设置“检测负载件的预先给定量”、“由此求取用于压力介质输送或压力介质排出的要求”以及“将排出体积设定为配属于该要求的值”的步骤。
此外，在负的预先给定量中或者在用于压力介质排出的要求中，设置通过控制单元“利用为零或者近似为零的目标制动力矩来操控电机的转矩调节器”的步骤。由此能够提高转子和旋转连接部的和因此惯性矩的转速，从而至少按份额地以转子和旋转连接部的动力学的旋转能量的形式来存储在压力介质排出过程中累积的压力介质能量。
优选地，通过转速检测单元持久地检测当前的转速。
因此，当然也检测前述通过较低的制动力矩引起的转速提高、也就是说经提高的当前的转速。为了得到作为基础的压力介质能量并且为了稍后的需求而对其进行维持，在一种改进方案中通过控制单元实现“将所检测到的实际转速设置为电机的新的目标转速”和“借此或者由此来操控变频器”的步骤。
在液压功率的下一要求中、也就是说在正的预先给定量中或者在到负载件的在所要求的压力介质输送中，而后能够从转子/旋转连接部的动能提取为此所需的驱动能量的一部分，其中，同时限定电驱动功率。为此，该方法在一种改进方案中具有“以小于液压机的目标转矩的目标驱动力矩来操控电机的转矩调节器”的步骤。
由此，转速由于能量提取而降低并且由此得到液压机的需要的驱动能量的一部分。于是能够将电机的电功率或者连接功率设计得小于液压峰值功率。
优选地，将该方法按照先前的描述的至少一个方面存储在前述所描述的电液单元的控制单元中，以用于实施。
附图说明
在下文中，在附图中更详细地阐释按照本发明的电液单元的和按照本发明的方法的各一个实施例。其中：
图1以示意图示出了按照一种实施例的电液单元，并且
图2示出了按照一种实施例的、用于对按照图1的单元进行控制的方法。
具体实施方式
按照图1，电液单元1具有能转速可变地运行的电机2和能由该电机驱动的液压机4。
后者（即液压机）在所示出的实施例中在敞开的液压回路中运行，其中，该液压机的吸取接头/该液压机的吸取侧6与低压储存器、尤其储罐T以流体的方式连接，并且该液压机的压力接头/该液压机的压力侧8通过控制阀装置10与流体静力的负载件12、在本实施例中与双向作用的差动缸以流体的方式连接。
电机2通过变频器14与电网16连接，通过该电网能够调节电机2的转速n和转矩M，尤其在该电机的马达式的运行中能够调节正的（驱动-）转矩Ma并且在发电机式的运行中能够调节负的（制动-）转矩Mb。
为了降低过载、例如过压或者过剩的制动能量，变频器14分配有制动电阻18。
液压机4设计有能从零的两侧调节的排出体积Vg，其中，该液压机具有带有流体静力的调整缸的调节单元20，该调整缸用于液压地调节排出体积Vg，该调整缸能够由调节阀根据对排出体积Vg的要求而与调整压力或者与低压相连接（未被示出）。在所示出的实施例中，液压机4设计为呈斜盘构造方式的轴向活塞泵，其中，斜盘由调整缸铰接。
为了至少控制电机2的转速n以及液压机4的排出体积Vg，设置有具有多个信号输入端的控制单元22，这些信号输入端在图1中示意性地表明。
控制单元22至少与用于检测负载件12的工作管路和液压机4的压力侧8的相应的压力的压力检测单元24、26、32、用于检测电机2的和（基于其刚性的耦接）液压机4的转速n的可选地设置的转速检测单元28、以及与摆动角检测单元（未被示出）信号连接，通过该摆动角检测单元能够检测斜盘的摆动角作为用于排出体积Vg的度量。
此外控制单元22至少具有下述信号输入端，这些信号输入端为了按照本发明控制对负载件12的压力介质供给和压力介质能量回收而与变频器14、调节单元20和阀装置10信号连接。
替代地，控制单元22能够与变频器14或调节单元20集成地构造。
接下来说明用于控制负载件12的压力介质供给的按照本发明的方法的实施例，包括设置用于回收压力介质能量的步骤在内。
首先检测配属于负载件12的要求，例如在单元1的操纵杆处预先给定的运动速度和运动方向。
据此并且根据由单元24、26所检测到的负载压力或者液压机4的由单元32所检测到的工作压力p，控制单元22优选地在考虑到效率标准的情况下求取满足所述要求所必要的转速nsoll。能够基于液压机4的斜盘的所检测到的摆动角和所检测到的工作压力p来求取液压机4的转矩M。
如果由此得到的结果（Produkt）是负的，那么压力介质能量由负载件12排出并且借助于电机2和液压机4的转子的惯性矩的加速而可供用于存储。
惯性矩的必需的加速或者说转子和该转子的旋转连接部的转速提高Δn+（其对于完全地存储压力介质能量将会是必要的）能够由制动功率和惯性矩计算出来。
替代地，能够根据中间电路电压的所检测到的实际值或者电机的转矩的实际值来求取转速提高Δn+。
为了因此引起转子和该转子的旋转连接部的加速，通过电机2的转矩调节器的控制单元22按照目标制动力矩Mbsoll来从零或者至少接近于零进行操控。负载件12的在液压机4处转变成波能的压力介质能量能够以这种方式以较少的损失流传到所提及的加速中。
电机2的实际转速n连续地通过转速检测单元28检测。
如果通过控制单元22求取到转速n的时间上的变化曲线的顶点或者转速n的斜度低于预先确定的值，那么这由控制单元22评估为回收和因此加速的结束。
在此所检测到的实际转速n则通过控制单元22设置为电机2的新的目标转速nsoll并且相应地操控变频器14。在此，用于获得新的目标转速nsoll所必要的驱动力矩Ma相对较低，由此能够以较低的耗费将所回收的压力介质能量保持在系统中。
如果控制单元22接下来求取到对负载件12的要求，该要求对应于向该负载件的压力介质输送+Qsoll，那么转子和该转子的旋转连接部的旋转能量能够用于驱动液压机4。为此，通过控制单元22按照目标驱动力矩Masoll来操控电机2的转矩调节器，该目标驱动力矩小于液压机4的所求取到的目标转矩Msoll。驱动功率的仅一部分因此由变频器14提供，其他的部分则通过转子和旋转连接部的减速通过液压机4来传递。
公开了一种电液单元，该电液单元具有：能转速可变地控制的电机；能由该电机驱动的、具有能调节通过零的排出体积的液压机；以及控制单元，该控制单元用于在转速、驱动力矩和制动力矩方面操控电机并且在液压机的排出体积方面操控该液压机，其中，用于存储负载件的压力介质能量的惯性矩仅由电机和液压机的转子形成。
此外公开了一种用于控制这样的单元的方法，其中，根据从液压机到负载件以及从负载件到液压机的所要求的压力介质体积流量、根据仅由电机和液压机的转子构成的惯性矩来求取电机的必要的转速变化。
附图标记列表：
1 电液单元
2 电机
4 液压机
6 吸取侧
8 压力侧
10 控制阀装置
12 流体静力的负载件
14 变频器
16 电网
18 制动阻力
20 调节单元
22 控制单元
24、26 压力检测单元
28 转速检测单元
30 方法
Vg 排出体积
V 压力介质量
p 工作压力
n 转速
M 转矩
Ma 驱动力矩
Mb 制动力矩
Q 压力介质体积流量
Q+ 供应的压力介质体积流量
Q- 排出的压力介质体积流量。

Claims (18)

1.电液单元，其用于对至少一个流体静力的负载件（12）进行压力介质供给，该电液单元具有：
能以可调节的转速（n）运行的驱动机（2），
与该驱动机耦接或能耦接且能与所述负载件（12）以流体的方式连接的液压机（4），该液压机具有能调节到零和能从零的两侧调节的排出体积（Vg），和
惯性矩，通过该惯性矩的转速变化（Δn）能够回收所述至少一个负载件（12）的压力介质能量（p、V），
其特征在于，
所述惯性矩仅由所述驱动机（2）的转子、所述液压机（4）的转子以及该转子的旋转连接部构成或者能够仅由它们构成。
2.根据权利要求1所述的单元，该单元具有电子的控制单元（22），所述控制单元设定用于，能够通过所述控制单元根据配属于所述至少一个负载件（12）的要求（psoll、+Qsoll；psoll、-Qsoll）来可选地调节所述排出体积（Vg）、所述转速（n）或者这两者（Vg、n）。
3.根据权利要求2所述的单元，该单元具有所述电机（2）的能由所述控制单元（22）为了调节所述转速（n）而操控的变频器（14）。
4.根据权利要求2或者3所述的单元，其中，能够通过所述控制单元（22）根据所述液压机（4）的到所述负载件（12）的压力介质输送（+Qsoll）的要求和所述液压机（4）的转矩（M）来求取目标转速（nsoll）。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的单元，其中，能够通过所述控制单元（22）根据所述负载件（12）的到所述液压机（4）的压力介质排出（-Qsoll）的要求来求取转速提高（+Δn）并且能够将所述目标转速（nsoll）与之相适配（nsoll`）。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的单元，其中，通过所述控制单元（22）能够预测所述要求的转换（+Qsoll/-Qsoll；-Qsoll/+Qsoll）。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的单元，其中，通过所述控制单元（22）能够预测所述液压机（4）的到所述负载件（12）的压力介质输送（+Qsoll）的要求的提高（+ΔQsoll）。
8.根据权利要求7所述的单元，其中，能够通过所述控制单元（22）根据所预测的提高（+ΔQsoll）来求取转速提高（+Δn）并且能够将所述目标转速（nsoll）与之相适配（nsoll`）。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的单元，该单元具有能通过所述控制单元与所述转子中的至少一个转子相耦接的附加惯性矩。
10.用于控制根据上述权利要求中任一项来构造的电液单元的方法，该方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“根据仅转子和该转子的旋转连接部的惯性矩来求取用于回收所述压力介质能量所必要的转速变化（Δn）”。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，通过所述电子的控制单元（22）至少根据所述至少一个负载件（12）的当前的值（pist、Qist）和配属于它的要求（psoll、Qsoll）来可选地调节所述排出体积（Vg）、转速（n）或者这两者（Vg、n），所述方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“根据所述负载件（12）的要求（psoll、Qsoll）和当前的值（pist、Qist）以及液压机（4）的当前的转矩（Mist）来求取目标转速（nsoll）”并且
- 通过所述控制单元（22）“根据从所述负载件（12）到所述液压机（4）的压力介质排出（-Qsoll）的要求来求取转速提高（+Δn）以作为所述目标转速（nsoll）的转速变化”。
12.根据权利要求10或者11所述的方法，该方法具有下述步骤：
- “检测对所述负载件（12）的要求（psoll、Qsoll）”，
- “由此求取用于压力介质输送（+Qsoll）或压力介质排出（-Qsoll）的要求”，并且
- 通过所述控制单元（22）“尤其根据所述转速（n）将所述排出体积（Vg）设定为配属于所要求的压力介质输送（+Qsoll）或压力介质排出（-Qsoll）的值（Vg+、Vg-）”。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，该方法具有用于从所述负载件（12）的压力介质排出（-Qsoll）的要求，所述方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“利用为零或者近似零的目标制动力矩（Mbsoll）来操控所述电机（2）的转矩调节器”。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法具有下述步骤：
- 通过转速检测单元（28）“检测所述电机（2）的经提高的当前的转速（nist）”，
- 通过所述控制单元（22）“将所述当前的转速（nist）设置为所述电机（2）的目标转速（nsoll）”，并且
- 通过所述控制单元（22）“由此来操控所述电机（2）的转速调节器（14）”。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，该方法具有对到所述负载件（12）的压力介质输送（+Qsoll）的正的预先给定或要求，所述方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“利用小于所述液压机（4）的目标转矩（Msoll）的目标驱动力矩（Masoll）来操控所述电机（2）的转矩调节器”。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，该方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“由下述模型来求取所述驱动机（2）的当前有效的转矩，通过该模型根据当前的排出体积（Vgist）、当前的工作压力的（pist）和当前的转速（nist）来说明所述驱动机（2）和所述液压机的损失。
17.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，该方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“由电机的电流和该电机（2）的损失模型来求取构造为电机（2）的驱动机的当前有效的转矩”。
18. 根据权利要求16或者17所述的方法，该方法具有下述步骤：
- 通过所述控制单元（22）“由转子和该转子的旋转连接部的当前有效的转矩以及惯性矩来求取目标加速度或者目标减速度”，并且
- 通过所述控制单元（22）“利用所述目标加速度将所述电机（2）的目标转速（nsoll）提高超过所述电机（2）的对于当前的运行点所必要的目标转速，以用于存储动力学的旋转能量”，并且
- 通过所述控制单元（22）“利用所述目标减速度将所述电机（2）的过高的目标转速（nsoll）降低回到对于当前的运行点所必要的目标转速，以用于释出所存储的动力学的旋转能量”。
CN202211038807.5A 2021-08-30 2022-08-29 用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法 Pending CN115727029A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021209477.5 2021-08-30
DE102021209477.5A DE102021209477B4 (de) 2021-08-30 2021-08-30 Elektrohydraulische Einheit zur Druckmittelversorgung und Verfahren zur Steuerung einer elektrohydraulischen Einheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115727029A true CN115727029A (zh) 2023-03-03

Family

ID=83081839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211038807.5A Pending CN115727029A (zh) 2021-08-30 2022-08-29 用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4141265A1 (zh)
CN (1) CN115727029A (zh)
DE (1) DE102021209477B4 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309641A1 (de) 1992-03-27 1993-09-30 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulischer Antrieb für eine Presse, insbesondere für eine Blechformpresse
DE19701671B4 (de) 1997-01-18 2008-02-14 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für eine Hydropumpe und Verfahren zur Versorgung mindestens eines einen veränderlichen Leistungsbedarf aufweisenden Verbrauchers mit hydraulischer Energie
DE102009018071B4 (de) 2009-04-20 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Regelvorrichtung zur Regelung einer Druckmittelzufuhr für einen hydraulischen Aktor
CA2883185A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Ekso Bionics, Inc. Hydraulic actuator system
DE102013006137B4 (de) 2013-04-10 2024-04-18 Robert Bosch Gmbh Regelung drehzahlvariabler Verstellpumpen mittels modellbasierter Optimierung
DE102015002668A1 (de) 2015-03-02 2016-09-08 Liebherr-Werk Bischofshofen Gmbh Fahrantrieb
EP3514378B1 (en) * 2018-01-19 2022-03-16 Artemis Intelligent Power Limited Displacement of an object with hydraulic actuators

Also Published As

Publication number Publication date
EP4141265A1 (de) 2023-03-01
DE102021209477A1 (de) 2023-03-02
DE102021209477B4 (de) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101324243B (zh) 一种非恒压网络下二次调节传动系统的蓄释能控制方法
CN108180188B (zh) 一种工程机械动臂势能回收与再利用电液控制系统
JP5599504B2 (ja) 液圧式ファン駆動装置
CN107000564B (zh) 具有静流体选择的液压混合推进回路以及操作方法
US8801407B2 (en) Hybrid electro-hydraulic power device
US6454033B1 (en) Electro-hydraulic vehicle with energy regeneration
US8312716B2 (en) Hydraulic drive system
JP2017531769A (ja) 合成整流式可変排出量流体作動機械を備えた産業用システム
CN102561444A (zh) 具有能量回收的挖掘机回转系统及其控制方法
EP2626475A1 (en) Hybrid working machine
JP5322215B2 (ja) 作業機械における制御システム
EP2444555B1 (en) Power shovel
CN105492782A (zh) 作业机械的压力油能量回收装置
US20220307595A1 (en) Hydraulic circuit architecture with enhanced operation efficency
CN108894274A (zh) 一种挖掘机回转能量回收和再利用系统
CN108138468B (zh) 施工机械
CN115727029A (zh) 用于压力介质供给的电液单元和用于控制电液单元的方法
EP2699818A1 (en) Engine augmentation of hydraulic control system
KR20130113415A (ko) 공작기계에서 구동된 축을 작동시키기 위한 방법 및 장치
CN108915021B (zh) 一种液压挖掘机用多模式回转电液控制系统
CN201980215U (zh) 一种全液压行走机械的辅助制动控制系统
CN201235739Y (zh) 公交汽车并联式二次调节液压混合动力传动装置
US20240123952A1 (en) Method for braking a compaction machine, and compaction machine
CN104067032A (zh) 液压闭环系统
US20240083237A1 (en) Hydraulic regenerative braking system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication