DE102007011130A1 - Hydrauliksystem mit Mechanismus zum Entlasten von in einem Stellorgan eingeschlossenem Druck - Google Patents

Hydrauliksystem mit Mechanismus zum Entlasten von in einem Stellorgan eingeschlossenem Druck Download PDF

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Joseph L. Wauwatosa Pfaff
Keith A. Richfield Tabor
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Husco International Inc
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Abstract

Eingeschlossener Druck bzw. ein Druckeinschluss in einem inaktiven hydraulischen Stellorgan kann darin resultieren, dass sich das Stellorgan in einer Richtung bewegt, die entgegengesetzt zu der gewünschten bei einer nachfolgenden Aktivierung ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt einen eingeschlossenen Druckzustand und ergreift eine Abhilfe, bevor das hydraulische Stellorgan für die Bewegung aktiviert wird. Die Druckdifferenzen über Ventile, die die Fluidströmung zu und von dem hydraulischen Stellorgan steuern, werden verwendet, um einen eingeschlossenen Druckzustand zu ermitteln. In Reaktion auf diese Ermittlung wird ein gewähltes Ventil anfänglich geöffnet in einer Art und Weise, demnach der eingeschlossene Druck entlastet bzw. reduziert wird, während eine Bewegung in der gewünschten Richtung erzeugt wird. Nachdem der eingeschlossene Druckzustand beseitigt ist, wird eins oder werden mehrere weitere Ventile betätigt, um die gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans zu erzeugen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Hydrauliksysteme zum Betreiben von Maschinen, und insbesondere eine elektronische Schaltung zum Betätigen von Ventilen zum Steuern des Fluiddurchsatzes in derartigen Hydrauliksystemen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine große Vielzahl von Maschinen weisen Bestandteile auf, die durch ein hydraulisches Stellorgan bewegt werden, wie etwa eine Zylinder/Kolbenanordnung, das bzw. die durch einen Ventilaufbau gesteuert wird. Herkömmlicherweise wird ein manuell betätigtes Spulen-Hydraulikventil verwendet, um den Fluiddurchsatz bzw. die Fluidströmung in das Stellorgan hinein und aus diesem heraus zu steuern. Aktuell besteht eine Neigung zur elektronischen Steuerung und der Verwendung von solenoidbetätigten Ventilen. Mit dieser Art von Steuerung wird ein unter Druck stehendes Fluid von einer Pumpe in eine Kammer des Hydraulikzylinders zugeführt durch Öffnen eines ersten solenoidbetätigten Proportionalspindelventil, und gleichzeitig wird ein zweites solenoidbetätigtes Proportionalspindelventil geöffnet, um das Fluid in der anderen Zylinderkammer zum Systemtank zurückströmen zu lassen.
  • Wenn diese Ventile schließen, das heißt, wenn die Bewegung des Kolbens in dem Hydraulikzylinder nicht erwünscht ist, wird Druck häufig in den Zylinderkammern eingeschlossen, wodurch der Arbeitsanschlussdruck der Ventilbaugruppe beeinträchtigt wird. Der eingeschlossene bzw. zurückgehaltene Druck besitzt ein signifikantes Ausmaß und kann eine ungewünschte Bewegung hervorrufen, wenn die Ventile erneut öffnen, um das Hydraulikstellorgan zu aktivieren. Beispielsweise "schwindet" Last, wenn die eingeschlossenen Drücke freigegeben werden, wenn beide Ventile moduliert werden, ohne den anfänglichen Arbeitsanschlussdruck in Betracht zu ziehen. Abhängig von den eingeschlossenen Arbeitsanschlussdruckzuständen, den Zufuhr- und Rückführdrücken, der Abmessbetriebsart und der Richtung der befohlenen Bewegung, kann dieser Zustand dazu führen, dass sich der Kolben anfänglich geringfügig in der falschen Richtung bewegt, wenn kleine Durchsätze zu dem Hydraulikstellorgan übertragen werden. Hierdurch kann das durch das Hydraulikstellorgan angetriebene Maschinenelement während einer Übergangsperiode flattern, während sich der Druck normalisiert. Eine derartige unerwartete Bewegung der durch den Hydraulikmotor angetriebenen Bestandteile ist für die Bedienperson der Maschine störend.
  • Das Vorliegen des eingeschlossenen Drucks bzw. eines Druckeinschlusszustands, der in einer derartigen unerwünschten Bewegung folgend auf die Betätigung des zugeordneten Hydraulikstellorgans resultieren kann, wird vorliegend als "eingeschlossener Druckzustand" bezeichnet. Der eingeschlossene Druckzustand kann hervorgerufen werden durch die relativen Schließzeiten der Einlass- und Auslassventile, durch ein Entspannungsventil, das für eine der Zylinderkammern, jedoch nicht für die andere Kammer öffnet, durch thermische Effekte und durch Ventil- und Zylinderleckage.
  • Bisherige herkömmliche Spulenventile haben diese Effekte teilweise kompensiert, die durch die eingeschlossener Drücke hervorgerufen werden, und zwar durch Öffnen des Rückführdurchlasses von dem Arbeitsanschluss zum Tank durch die Spule, kurz bevor der Durchlass von der Zufuhr- bzw. Versorgungsleitung zu dem anderen Arbeitsanschluss geöffnet wird. Dies führt jedoch lediglich zu einer Kompensation des Bootstrap-Effekts.
  • Heutzutage elektrisch gesteuerte Hydraulikfunktionen nutzen getrennte Paare von solenoidbetätigten Ventilen zur Verbindung jeder Zylinderkammer mit den Fluidzufuhr- und -rücklaufleitungen. Diese Anordnung erlaubt die Verwendung von mehr Dosierbetriebsarten als das standardmäßig kraftgesteuerte Ausfahren und kraftgesteuerte Einfahren des Zylinders, bereitgestellt durch herkömmliche Spulenventile. Insbesondere stehen mehrere Regenerationsbetriebsarten zur Verfügung durch Öffnen der solenoidbetätigten Ventile in unterschiedlichen Kombinationen, wie im US-Patent Nr. 6775974 erläutert. Eine der mehreren Zumessbetriebsarten bzw. Dosierbetriebsarten kann genutzt werden, um dieselbe Bewegung des Hydraulikstellorgans zu erzeugen, und zwar mit der speziellen Betriebsart, demnach abhängig von den Betriebszuständen zu einem bestimmten Zeitpunkt verfahren wird. Die Bereitstellung der Fähigkeit, aus mehreren Dosierbetriebsarten eine Auswahl zu treffen, verkompliziert signifikant das Mildern unerwünschter Effekte auf Grund eines eingeschlossenen Druckzustands.
  • Es besteht deshalb nach wie vor ein Bedarf an einem Mechanismus zur Verringerung oder Beseitigung des Flattern oder anderer Effekte, die hervorgerufen sind durch im Hydraulikzylinder eingeschlossenen Druck, wobei der Mechanismus gewährleis ten können soll, dass sich das Maschinenelement ausschließlich in der befohlenen Richtung bewegt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein beispielhaftes Hydrauliksystem unter Einschluss der vorliegenden Erfindung weist ein erstes Steuerventil auf, das ein Hydraulikstellorgan mit einer Versorgungsleitung verbindet, die unter Druck stehendes Fluid enthält, und ein zweites Steuerventil, das das Hydraulikstellorgan mit einer Rücklaufleitung verbindet, die mit einem Tank in Verbindung steht. Ein zusätzliches Steuerventil kann gegebenenfalls zugunsten einer bedirektionellen Bewegung des Stellorgans vorgesehen sein.
  • Das Verfahren zum Gegenwirken der unerwünschten Effekte aus eingeschlossenem Druck im inaktiven Hydraulikstellorgan wird ausgeführt beim Empfangen eines Befehls, der eine gewünschte Bewegung des Hydraulikstellorgans anzeigt. Eine erste Druckdifferenz, die über dem ersten Steuerventil vorliegt, und eine zweite Druckdifferenz, die über dem zweiten Steuerventil vorliegt, werden ermittelt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Druckdifferenzen ermittelt durch Erfassen der Drücke auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Ventile und Berechnen der Differenz zwischen den erfassten Drücken. Ob ein eingeschlossener Druckzustand in dem Hydraulikstellorgan existiert, wird aus zumindest einer der ersten und zweiten Druckdifferenzen ermittelt, in welchem Fall eine aktive Anzeige des eingeschlossenen Druckzustands erzeugt wird. Unter der Voraussetzung einer gewünschten Geschwindigkeit und einer Dosierbetriebsart ist die gleich bleibende Richtung der Druckdifferenz, die vorliegen sollte, bekannt. Wenn die Druckdifferenzrichtung entgegengesetzt zu einer gemessenen Druckdifferenz ist, liegt demnach ein eingeschlossener Druck vor.
  • Wenn die Anzeige aktiv ist, wird entweder das erste Steuerventil oder das zweite Steuerventil geöffnet, um den eingeschlossenen Druck zu entlasten. Welches Ventil geöffnet ist bzw. wird, wird ermittelt durch die Dosierbetriebsart, in der das Hydraulikstellorgan betätigt werden soll. Daraufhin erfolgt eine Ermittlung auf Grund einer Änderung von zumindest entweder der ersten oder der zweiten Druckdifferenz, wobei dann, wenn der eingeschlossene Druckzustand nicht mehr vorliegt, das andere dieser Ventile, das erste oder zweite Ventil, geöffnet wird, um die gewünschte Bewegung des Hydraulikstellorgans zu erzeugen. Die vollständige Öffnung der Ventile und damit die Betätigung des Hydraulikstellorgans tritt nur auf, nachdem der eingeschlossene Druck auf einen Pegel gemildert ist, bei dem eine Bewegung des Hydraulikstellorgans ausschließlich in gewünschter Weise auftritt.
  • Wenn die Anzeige inaktiv ist, das heißt, wenn ein eingeschlossener Druckzustand nicht vorliegt, wenn es erwünscht ist, das Hydraulikstellorgan zu betätigen, werden sowohl das erste Steuerventil wie das zweite Steuerventil sofort geöffnet, um die befohlene Bewegung des Hydraulikstellorgans zu erzeugen.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenwirken der Effekte eines eingeschlossenen Druckzustands wird auch im Hinblick auf eine Hydraulikfunktion erläutert, bei der zwei Paare von Ventilen vorgesehen sind, die mit jeder Kammer eines doppelt wirkenden Zylinders verbunden sind, um eine bidirektionelle, unabhängige Zumess- und Abmessbetätigung bereitzustellen. Eine Milderung des eingeschlossenen Druckzustands wird auch im Hinblick auf mehrere Dosierbetriebsarten erläutert, einschließlich standardmäßiger, kraftgesteuerter Dosierbetriebsarten sowie mehrerer Regenerationsdosierbetriebsarten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Hydrauliksystem, das mehrere Hydraulikfunktionen besitzt;
  • 2 zeigt ein Steuerdiagramm für eine der Hydraulikfunktionen;
  • 3 zeigt ein Zustandsdiagramm des Prozesses zur Ermittlung eines Wirkleitwertkoeffizienten bzw. Konduktanzkoeffizienten für jedes Steuerventil einer Hydraulikfunktion;
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm des Prozessschritts, der in jedem Zustand in 3 stattfindet;
  • 5 zeigt eine Tabelle zur Definition der Wirkleitwertkoeffizienten für mehrere Zustände in dem Diagramm von 3; und
  • 6 zeigt eine Tabelle zur Definition alternativer Wirkleitwertkoeffizienten für mehrere der Zustände im Diagramm von 3.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Wie in 1 gezeigt, weist eine Maschine ein Hydrauliksystem 10 auf, das mehrere Hydraulikfunktionen bereitstellt, die verschiedene Bestandteile der Maschine mittels mit Fluid kraftbetätigter Stellorgane betätigt, wie etwa mittels eines Zylinders 16 oder mittels Rotationsmotoren. Beispielsweise steuern unterschiedliche Hydraulikfunktionen die Bewegung eines Auslegers, eines Arm und eines Löffels eines Löffelbaggers, der für Bauprojekte eingesetzt wird. Das beispielhafte Hydrauliksystem 10 umfasst eine Zwangsverdrängungspumpe 12, die durch eine Maschine oder einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben wird, um Hydraulikfluid aus einem Tank 15 anzusaugen und das unter Druck stehende Hydraulikfluid zu einer Versorgungsleitung bzw. Zufuhrleitung 14 zuzuführen. Die Versorgungsleitung 14 ist mit einer Tankrückführleitung bzw. Tankrücklaufleitung 18 durch ein Entladerventil bzw. Entlastungsventil 17 verbunden und die Rücklaufleitung 18 ist über ein Rückschlagventil 19 mit dem Systemtank 15 verbunden. Die Entlastungs- und Tanksteuerventile werden dynamisch betätigt, um den Druck in der zugeordneten Leitung zu steuern.
  • Die Versorgungsleitung 14 und die Tankrücklaufleitung 18 sind mit den mehreren Hydraulikfunktionen der Maschine verbunden, die mit dem Hydrauliksystem 10 versehen ist. Eine dieser Funktionen 20 ist im Einzelnen dargestellt und die anderen Funktionen 11 weisen ähnliche Komponenten auf. Das Hydrauliksystem 10 ist vom verteilten Typ, demnach die Ventile für jede Funktion und der Steuerschaltkreis zum Betätigen dieser Ventile benachbart zu einem Stellorgan für diese Funktion angeordnet sind.
  • In einer gegebenen Funktion 20 ist die Versorgungsleitung 14 durch ein Einlassrückschlagventil 29 mit einem Knoten "s" einer Ventilbaugruppe 25 verbunden, die einen Knoten "r" aufweist, der mit der Tankrücklaufleitung 18 verbunden ist. Die Ventilbaugruppe 25 umfasst einen Arbeitsanschlussknoten "a", der durch eine erste Hydraulikleitung 30 mit der Kopfkammer 26 des Zylinders 16 verbunden ist, und einen weiteren Arbeitsknoten "b", der durch eine zweite Leitung 32 mit der Stangenkammer 27 des Zylinders verbunden ist. Vier elektrohydraulische, vorgesteuerte Proportionalventile 21, 22, 23 und 24 steuern die Strömung bzw. den Durchsatz des Hydraulikfluids zwischen den Knoten des Ventilaufbaus 25 und damit die Steuerfluidströmung bzw. den Steuerfluiddurchsatz zu und ausgehend von dem Zylinder 16. Das erste elektrohydraulische Proportionalventil 21 ist zwischen den Knoten "s" und "a" in Verbindung gebracht und mit den Buchstaben "sa" bezeichnet. Das erste elektrohydraulische Proportionalventil 21 steuert dadurch die Fluidströmung zwischen der Versorgungsleitung 14 und der Kopfkammer 26. Das zweite elektrohydraulische Proportionalventil 22, das durch die Buchstaben "sb" bezeichnet ist, ist zwischen den Knoten "s" und "b" in Verbindung gebracht und steuert die Fluidströmung zwischen der Versorgungsleitung 14 und der Zylinderstangenkammer 27. Das dritte elektrohydraulische Proportionalventil 23, das durch die Buchstaben "ar" bezeichnet ist, ist zwischen dem Knoten "a" und dem Knoten "r" in Verbindung gebracht, um die Strömung zwischen der Kopfkammer 26 und der Rücklaufleitung 18 zu steuern. Das vierte eletrohydraulische Proportionalventil 24, das zwischen den Knoten "b" und "r" in Verbindung gebracht und mit den Buchstaben "br" bezeichnet ist, vermag die Strömung zwischen der Stangenkammer 27 und der Rücklaufleitung 18 zu steuern.
  • Die Hydraulikkomponenten für die gegebene Funktion 20 umfassen außerdem zwei Drucksensoren 36 und 38, die die Drücke Pa und Pb im Kopf und den Stangenkammern 26 und 27 des Zylinders 16 ermitteln. Ein weiterer Drucksensor 40 misst den Versorgungsleitungsdruck Ps, während ein Sensor 42 den Rücklaufleitungsdruck Pr am Knoten "r" der Ventilbaugruppe 25 ermittelt.
  • Die Drucksensoren 36, 38, 40 und 42 stellen Eingangssignale für einen Funktionscontroller 44 bereit, der Signale erzeugt, die die vier elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 betätigen. Der Funktionscontroller 44 ist eine Mikrocomputerbasierte Schaltung, die weitere Eingangssignale von einem Systemcontroller 46 empfängt, wie nachfolgend erläutert. Ein Softwareprogramm, das durch den Funktionscontroller 44 ausgeführt wird, reagiert auf diese Eingangssignale durch Erzeugen von Ausgangssignalen, die selektiv die vier elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 um spezifische Ausmaße öffnen, um den Zylinder 16 korrekt zu betätigen.
  • Der Systemcontroller 46 überwacht den Gesamtbetrieb des Hydrauliksystems 10 unter Austausch von Daten und Befehlen mit den Funktionscontrollern 44 über eine Kommunikationsverbindung 55 unter Verwendung eines herkömmlichen Mitteilungsprotokolls. Der Systemcontroller 46 empfängt außerdem Signale von einem Drucksensor 40 am Auslass der Pumpe 12 und von einem Rücklaufleitungsdrucksensor 51. Das Entlastungsventil 17 wird durch den Systemcontroller 46 in Reaktion auf diese Drucksignale betätigt.
  • Wie in 2 gezeigt, sind die Steuerfunktionen für das Hydrauliksystem 10 zwischen den Controllern 44 und 46 verteilt. Unter Berücksichtigung einer einzigen Funktion 20 werden die Ausgangssignale von dem Joystick 47 für diese Funktion in den Systemcontroller 46 eingegeben. Insbesondere wird das Ausgangssignal von dem Joystick 47 an eine Eingangsschaltung 50 angelegt, die das Signal, das die Joystickposition anzeigt, in ein Bewegungssignal umsetzt, und zwar in Form eines Geschwindigkeitsbefehls, der eine gewünschte Geschwindigkeit für das Hydraulikstellorgan 16 anzeigt.
  • Der resultierende Geschwindigkeitsbefehl wird zu dem Funktionscontroller 44 übertragen, der die elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 betätigt, die das Hydraulikstellorgan 16 für die zugeordnete Funktion 20 steuern. Wenn die Funktion einen Zylinder 16 und einen Kolben 28 wie in 1 aufweist, wird Hydraulikfluid der Kopfkammer 26 zugeführt, um die Kolbenstange 45 aus dem Zylinder auszufahren, oder der Stangenkammer 27 zugeführt, um die Kolbenstange 45 einzuziehen. Die gewünschte Geschwindigkeit der Stange in einer dieser Richtungen kann erzielt werden durch Dosieren von Fluid durch die Ventile 21-24 in mehreren unterschiedlichen Pfaden, auf diesen Vorgang als Dosier- bzw. Zumessbetriebsarten Bezug genommen wird.
  • Die grundsätzlichen Dosierbetriebsarten, bei denen Fluid von der Pumpe 12 einer der Zylinderkammern 26 oder 27 zugeführt wird oder Fluid zu der Rücklaufleitung von der anderen Kammer abgezogen wird, werden als "kraftgesteuerte Dosierbetriebsarten" oder "Standarddosierbetriebsarten" bezeichnet und insbesondere als Standardausfahr- und -einziehbetriebsarten. In diesen Dosierbetriebsarten wird eines der Ventile 21 oder 22 geöffnet, um Fluid von der Versorgungsleitung 14 zu einer Kammer des Zylinders 16 zu fördern und eines der Ventile 24 oder 23 wird geöffnet, um Fluid von der anderen Zylinderkammer zu der Rücklaufleitung 18 zu fördern. Die Hydraulikfunktion 20 kann außerdem in einer Regenerationsdosierbetriebsart arbeiten, in der Fluid, das aus einer Zylinderkammer austritt, durch die Ventilbaugruppe 25 rückgeführt wird, um die andere Zylinderkammer zu versorgen, die expandiert. In einer Regenerationsbetriebsart kann das Fluid zwischen den Kammern durch entweder den Versorgungsleitungsknoten "s" strömen, der als "hohe Seite" bezeichnet wird, oder durch den Rücklauflei tungsknoten "r", der als "niedrige Seite" bezeichnet wird. Es wird bemerkt, dass in der niedrigseitigen Einziehbetriebart ein größeres Fluidvolumen aus der Kopfkammer 26 abläuft, als erforderlich ist, die kleinere Stangenkammer 27 zu füllen. In diesem Fall gelangt überschüssiges Fluid in die Rückführleitung 18, aus der das Fluid weiterhin entweder zum Tank 15 oder zur anderen Funktion 11 strömt. Wenn das Hydrauliksystem in der hochseitigen Ausfahrbetriebsart arbeitet, in der Fluid regenerativ aus der Stangenkammer 27 gedrängt wird, muss zusätzliches Fluid zur Füllung der größeren Kopfkammer 26 von der Versorgungsleitung 14 zugeführt werden.
  • Der Einsatz der Dosierbetriebsart wird gewählt durch einen Dosierbetriebsartwähler 54 für die zugeordnete Hydraulikfunktion. Der Dosierbetriebsartwähler 54 ist durch einen Softwarealgorithmus implementiert, der durch den Funktionscontroller 44 ausgeführt wird, um die optimale Dosierbetriebsart für die vorliegenden Betriebsbedingungen zu ermitteln. Die Software wählt die Dosierbetriebsart in Reaktion auf die Zylinderkammerdrücke Pa und Pb und die Versorgungs- und Rücklaufleitungsdrücke Ps und Pr mit einer speziellen Funktion. Sobald sie gewählt ist, wird die Dosierbetriebsart dem Systemcontroller 46 sowie weiteren Routinen des jeweiligen Funktionscontrollers 44 kommuniziert. Die Wahl der Dosierbetriebsart kann den im US-Patent Nr. 6880332 erläuterten Prozess nutzen, auf das hiermit Bezug genommen wird.
  • Ventilsteuerung
  • Der Funktionscontroller 44 führt außerdem Softwareroutinen 56 und 57 aus, um zu ermitteln, wie die elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 betätigt werden müssen, um die befohlene Geschwindigkeit und die benötigen Arbeitsanschluss drücke zu erzielen. Der Hydraulikkreiszweig für die Funktion 20 kann modelliert werden durch einen einzigen Koeffizienten (Keq), der den äquivalenten Wirkleitwert dieses Zweigs in der gewählten Dosierbetriebsart darstellt. Der Kreislaufzweig für die exemplarische Hydraulikfunktion 20 umfasst die Ventilbaugruppe 25, die mit dem Zylinder 16 verbunden ist. Der äquivalente Wirkleitwertkoeffizient Keq wird daraufhin dazu verwendet, einen Satz individueller Ventilwirkleitwertkoeffizienten (Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr) zu berechnen, die die Fluidströmung bzw. den Durchsatz durch jedes der vier elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 und damit das Ausmaß, falls vorhanden, charakterisieren, mit dem jedes Ventil offen steht. Dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik erschließt sich, dass anstelle dieser Wirkleitwertkoeffizienten die hierzu in inverser Beziehung stehenden Durchsatzbeschränkungskoeffizienten herangezogen werden können, um den Durchsatz bzw. die Fluidströmung zu charakterisieren. Sowohl der Wirkleitwertkoeffizient wie der Beschränkungskoeffizient charakterisieren den Durchfluss bzw. die Fluidströmung in einer Sektion bzw. einer Komponente des Hydrauliksystems und es handelt sich bei ihnen um invers zu einander in Beziehung stehenden Parametern. Die Begriffe "äquivalenter Strömungskoeffizient" und "Ventilströmungskoeffizient" werden vorliegend verwendet, um beide dieser Koeffizienten, den Wirkleitwertkoeffizient und den Beschränkungskoeffizient abzudecken.
  • Die Nomenklatur, die verwendet wird, die Algorithmen zu beschreiben, die die vorliegende Steuertechnik implementieren, ist in Tabelle 1 angeführt. TABELLE 1 – NOMENKLATUR
    a bezeichnet Elemente in Bezug auf die Kopfseite des Zylinders
    b bezeichnet Elemente in Bezug auf die Stangenseite des Zylinders
    Kvsa bezeichnet den Wirkleitwertkoeffizient für das
    Ventil sa zwischen der Versorgungsleitung und dem Knoten a
    Kvsb bezeichnet den Wirkleitwertkoeffizient für das
    Ventil sb zwischen der Versorgungsleitung und dem Knoten b
    Kvar bezeichnet den Wirkleitwertkoeffizient für das
    Ventil ar zwischen dem Knoten a und der Rücklaufleitung
    Kvbr bezeichnet den Wirkleitwertkoeffizient für das
    Ventil br zwischen dem Knoten b und der Rücklaufleitung
    Keq bezeichnet den äquivalenten Wirkleitwertkoeffizient
    Pa bezeichnet den Zylinderkopfkammerdruck
    Pb bezeichnet den Zylinderstangenkammerdruck
    Ps bezeichnet den Versorgungsleitungsdruck
    Pr bezeichnet den Rücklaufleitungsdruck
    x . bezeichnet die befohlene Geschwindigkeit des Kolbens (positiv in der Ausfahrrichtung)
  • Die mathematische Ableitung des äquivalenten Wirkleitwertkoeffizienten (Keq) und des Satzes individueller Ventilwirkleitwertkoeffizienten (Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr) für jedes elektrohydraulische Proportionalventil 21-24 ist im Einzelnen im US-Patent Nr. 6775974 erläutert, auf welche Erläuterung hiermit Bezug genommen wird. Die Ableitung der Wirkleitwertkoeffizienten hängt von der Dosierbetriebsart ab, die für die Hydraulikfunktion 20 gewählt ist. Insbesondere wird der äquivalente Wirkleitwertkoeffizient (Keq) durch den Funktionscontroller 44 erzeugt, der die Softwareroutine 56 ausführt. Der äquivalente Wirkleitwertkoeffizient wird daraufhin durch die Ventilkoeffizientenroutine 57 zusammen mit der Dosierbetriebsart und den erfassten Drücken verwendet, um einen Anfangswertesatz für die Ventilwirkleitwertkoeffizienten Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr zu berechnen.
  • Anstatt den Anfangssatz von Ventilwirkleitwertkoeffizienten zu verwenden, um die Ventile zu betätigen, wie im Fall des im vorstehend genannten US-Patent erläuterten Systems, ermittelt die vorliegende Ventilkoeffizientenroutine 57, ob ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt, und falls dies der Fall ist, stellt sie die Ventilwirkleitwertkoeffizienten so ein, wie erforderlich, so dass die Ventile anfänglich derart arbeiten, dass der eingeschlossene Druck gemildert wird. Wenn der eingeschlossene Druckzustand nicht mehr vorliegt, wird der anfängliche Satz von Ventilwirkleitwertkoeffizienten direkt genutzt, um die Steuerventile 21-24 zu betätigen.
  • Die Ventilkoeffizientenroutine 57 ist in Gestalt einer Zustandsmaschine implementiert, die durch das Zustandsdiagramm von 3 dargestellt ist. Der Funktionscontroller 44 führt in jedem Zustand eine Reihe von Schritten aus, die im Flussdiagramm 70 von 4 gezeigt sind. Der Prozess beginnt mit der Ermittlung, ob sich der Geschwindigkeitsbefehl geändert hat, in welchem Fall ein neuer Satz anfänglicher Ventilwirkleitwertkoeffizienten im Schritt 72 berechnet wird.
  • Damit die gewünschte Bewegung der Kolbenstange 45 auftritt, erfordert eine gegebene Dosierbetriebsart, dass der Durchsatz bzw. die Fluidströmung in einem speziellen Pfad durch die Ventilbaugruppe 25 auftritt, wobei in diesem Fall die Fluidquelle einen größeren Druck aufweisen muss als der Bezieher der Strömung bzw. des Durchsatzes. Diese Druckbeziehung ist als positive Druckdifferenz über jedem Ventil definiert, das offen steht. Die Druckdifferenzen sind mit ΔPa für das aktive Ventil bezeichnet, das mit dem Knoten "a" der Ventilbaugruppe 25 verbunden ist, und mit ΔPb für das aktive Ventil, das mit dem Knoten "b" verbunden ist. Wenn die jeweilige Druckdifferenz negativ ist, was der Fall sein kann, wenn der eingeschlossene Druck im Zylinder vorliegt, strömt das Fluid durch das zugeordnete Ventil in der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf diejenige, die erforderlich ist, die gewünschte Beziehung zu erzeugen.
  • Im Schritt 74 werden deshalb die Drücke an den Knoten "a", "b", "s" und "r" in der Ventilbaugruppe 25, die durch die Sensoren 36, 38, 40 und 42 gemessen werden, durch den Funktionscontroller 44 gelesen. Daraufhin werden die geeigneten Druckdifferenzen im Schritt 75 unter Verwendung der erfassten Drücke in der Ventilbaugruppe berechnet. Die Druckdifferenzen für die gewählte Dosierbetriebsart sind durch die nachfolgenden Gleichungen gegeben:
  • Geringes Ausfahren:
    • ΔPa = Pr – Pa
    • ΔPb = Pb – Pr
  • Standardgemäßes Ausfahren:
    • ΔPa = Ps – Pa
    • ΔPb = Pb – Pr
  • Starkes Ausfahren:
    • ΔPa = Ps – Pa
    • ΔPb = Pb – Ps
  • Geringes Ausfahren:
    • ΔPa = Pa – Pr
    • ΔPb = Pr – Pb
  • Standardgemäßes Ausfahren:
    • ΔPa = Pa – Pr
    • ΔPb = Ps – Pb
  • Die Ventilkoeffizientenroutine 57 nutzt daraufhin die beiden Druckdifferenzen und den Geschwindigkeitsbefehl, um zu ermitteln, ob ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt und daraufhin dazu, die Ventilwirkleitwertkoeffizienten so einzustellen, dass dieser Zustand gemildert wird. Unter Bezug auf das Zustandsdiagramm in 3 wird eine Ermittlung in dem aktuellen aktiven Zustand durchgeführt, ob die vorbestimmten Zustände für den Übergang in einer anderen Zustand existieren. Eine Betätigung im Zustand 0 findet statt, wenn die Bedienperson keine Bewegung der Hydraulikfunktion 20 befiehlt, wodurch der Anfangssatz individueller Ventilwirkleitwertkoeffizienten (Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr) nicht eingestellt werden muss. In diesem Zustand ändert der Schritt 76 des Flussdiagramms 70 nicht die anfänglichen Wirkleitwertkoeffizienten, die daraufhin im Schritt 78 durch die Ventilkoeffizientenroutine 57 an den Signalkonverter 58 in 2 ausgegeben werden.
  • Wenn die Bewegung durch eine Betätigung des Joysticks 47 befohlen wird, analysiert die Ventilkoeffizientenroutine 57 den Geschwindigkeitsbefehl und die beiden Druckdifferenzen ΔPa und ΔPb, die auf Grundlage der gewählten Dosierbetriebsart berechnet wurden. Abhängig vom Ergebnis dieser Evaluierung findet ein Übergang vom Zustand 0 zu einem der anderen sechs Zustände statt, wie im Diagramm in 3 gezeigt. Wenn der Geschwindigkeitsbefehl eine Bewegung in der positiven Richtung befiehlt, die willkürlich definiert ist dadurch, dass sich die Kolbenstange so erstreckt bzw. so ausgefahren ist, wie durch den x .-Pfeil in 1 bezeichnet, läuft die Ventilkoeffizientenroutine 57 entweder im Zustand 1, 2 oder 3 in der unteren Hälfte des Zustandsdiagramms in 3 ab. Alternativ führt eine negativ befohlene Bewegung, das heißt, die Kolbenstange wird eingezogen, zu dem Betrieb im Zustand 4, 5 oder 6 in der oberen Hälfte des Zustandsdiagramms.
  • Ein Übergang vom Zustand 0 zum Zustand 1 tritt dann auf, wenn der Geschwindigkeitsbefehl größer als null ist (das heißt, eine positive Bewegung findet statt) und geringer ist als eine Geschwindigkeitsschwelle, die erfordert, dass der eingeschlossene Druck gemildert wird. Es wird bemerkt, dass dann, wenn die Bedienperson eine relativ hohe Geschwindigkeit befiehlt, die Ventile um einen derart großen Grad öffnen, dass die Bewegung in der gewünschten Richtung rasch abläuft, wodurch die Notwendigkeit, den eingeschlossenen Druck zu mildern, entschärft ist, da die umgekehrte Bewegung im Vergleich zu der befohlenen Bewegung ziemlich gering ist. Die Ventilkoeffizientenroutine 57 stellt deshalb die Ventilwirkleitwertkoeffizienten nur dann ein, wenn die befohlene Geschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeitsschwelle ist, die mit GESCHWINDIGKEITMIN TP bezeichnet ist, Der Übergang vom Zustand 0 zum Zustand 1 erfordert außerdem, dass die Druckdifferenz ΔPa geringer als null ist, und dass die Druckdifferenz ΔPb größer oder gleich null ist.
  • Wenn der Zustand 1 vorliegt, werden die Ventilwirkleitwertkoeffizienten im Schritt 76 gemäß der Definition in der Logik tabelle A in 5 eingestellt, bei der es sich um eine zweidimensionale Tabelle mit unterschiedlichen Sätzen von Einstellfaktoren in jeder Tabellenzelle handelt. Die Wahl einer speziellen Zelle zur Verwendung mit einem gegebenen Zustand wird festgelegt auf Grundlage der Werte der beiden Druckdifferenzen, die eine Zeile der Logiktabelle A wählen sowie auf Grundlage der aktiven Dosierbetriebsart, die eine Tabellenspalte wählt. Die Zelle am Schnittpunkt dieser Zeile mit dieser Spalte stellt die Definition für die Ventilwirkleitwertkoeffizienteneinstellungen bereit. Im Zustand 1 ist ΔPa kleiner als null und ΔPb ist größer oder gleich null, was anzeigt, dass die Zellen in der oberen Zeile der Logiktabelle A genutzt werden. Beispielsweise unter der Annahme, dass die Dosierbetriebsart mit geringem Ausfahren aktiv ist, stehen die Ventile 21, 23 und 24 offen, so dass Fluid von der Stangenkammer in die Kopfkammer geleitet wird, wobei zusätzliches Fluid aus der Versorgungsleitung 14 zugeführt wird. In dieser Situation werden die Koeffizientenwerte in der oberen linken Zelle 60 der Logiktabelle A genutzt. Dies führt in den anfänglichen Nicht-null-Werten für die Ventilwirkleitwertkoeffizienten Kvsa und Kvar dazu, dass sie auf null eingestellt werden, während die Ventilwirkleitwertkoeffizienten Kvsb und Kvbr auf ihren anfänglichen Werten im Schritt 76 bleiben. Es wird bemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt der Anfangswert von Kvsb null ist.
  • Der eingestellte Satz von Ventilwirkleitwertkoeffizienten wird im Schritt 78 an den Signalkonverter 58 angelegt, der den Koeffizienten für jedes Ventil in ein Signal übersetzt, das den Strompegel anzeigt, der an der zum Öffnen des Ventils um ein vorbestimmtes Ausmaß angelegt bzw. zugeführt werden muss. Die Ventiltreiber 59 erzeugen die jeweiligen Strompegel, die an die zugeordneten Ventile 21-24 angelegt werden.
  • Im vorliegenden Beispiel führt der eingestellte Satz von Ventilwirkleitwertkoeffizienten lediglich im vierten elektrohydraulischen Proportionalventil 24 zu einem Öffnen, weil lediglich der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvbr einen Nicht-null-Wert bzw. einen Wert unterschiedlich null aufweist. Ein Öffnen dieses Ventils führt zu einer Verbindung der Stangenkammer 27 des Zylinders 16 mit dem Knoten "r", wodurch Fluid in der Stangenkammer in die Rücklaufleitung 18 ablaufen kann. Hierdurch bewegt sich der Kolben 28 in 1 aufwärts auf Grund des Drucks, der in der Kopfkammer 26 eingeschlossen ist, welche Wirkung dazu führt, dass die Größe der Kopfkammer zunimmt, wodurch der in dieser eingeschlossene Druck verringert wird. Wenn das Stangenkammerfluid in dem Knoten "r" freigegeben wird, nimmt der Druck in diesem Knoten zu. Gleichzeitig nimmt der Druck im Knoten "a", der mit der Kopfkammer in Verbindung steht, ab. Gegebenenfalls gleichen sich die Drücke an den Knoten "a" und "r" aus, zu welchem Zeitpunkt der eingeschlossene Druckzustand beseitigt worden ist.
  • Durch Einstellen der Ventilwirkleitwertkoeffizienten, wie in den Zellen der Logiktabelle A in 5 dargestellt, wird der eingeschlossene Druck in dem Hydraulikzylinder 16 bei der Ausführung der befohlenen Bewegung entspannt. Dies verhindert, dass der eingeschlossene Druck eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen erzeugt, die durch die Bedienperson bezeichnet ist.
  • Wenn der eingeschlossene Druckzustand nicht mehr vorliegt, findet ein Übergang in einen anderen Zustand statt, im vorliegenden Beispiel in den Zustand 2, in dem die nicht eingestellten Ventilwirkleitwertkoeffizienten (Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr) verwendet werden, um die elektrohydraulischen Proportionalventile 21-24 zu betätigen, wie nachfolgend erläu tert. In bestimmten Situationen erzeugt die Änderung der eingestellten Ventilwirkleitwertkoeffizienten eine Geschwindigkeitsdiskontinuität ausgehend von dem gegebenen Ventil, das geschlossen gehalten worden war und daraufhin öffnet. Obwohl diese Diskontinuität den Maschinenbetrieb nicht beeinträchtigt, ist sie für die Maschinenbedienperson unangenehm. Die Lösung besteht darin, einen kleinen Strom an das gegebene Ventil anzulegen, das geschlossen ist, während der eingeschlossene Druck entlastet wird. Beispielsweise wird dieser Strompegel erzielt durch Einstellen des eingestellten Ventilwirkleitwertkoeffizienten für den gegebenen Wert auf einen konstanten Wert, der 0,05 Prozent des Koeffizienten für die vollständig offene Stellung entspricht. Dieser Vorbereitungskoeffizientenwert ist mit KvPRE bezeichnet. Der resultierende Strom betätigt den Servo- bzw. Steuerventilabschnitt des elektrohydraulischen Proportionalventils 21, 22, 23 oder 24, ohne die Hauptventilspindel zu öffnen, wodurch das Ventil dahingehend vorkonditioniert wird, nachfolgend zu öffnen, ohne eine Geschwindigkeitsdiskontinuität zu erzeugen.
  • In Hydrauliksystemen, in denen eine Geschwindigkeitsdiskontinuität von Bedeutung ist, kann die Logiktabelle B in 6 anstelle derjenigen in 5 herangezogen werden. Mit dieser alternativen Logiktabelle B werden die Ventilwirkleitwertkoeffizienten so eingestellt, wie in der oberen linken Zelle 82 definiert, wenn sich die Ventilkoeffizientenroutine 57 im Zustand 1 befindet und die Dosierbetriebsart mit geringem Ausfahren gewählt ist. Der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvsa wird dabei auf ein Minimum eingestellt oder auf einen noch kleineren Wert in Bezug auf den Anfangswert des vorbereitenden Koeffizientenwerts KvPRE. Der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvsa wird deshalb so eingestellt, dass eine kleinere Spindelventilbewegung, der vorbereitende Wert KvPRE oder der voraus ermittelte, anfängliche Wert des Ventilwirkleitwertkoeffizienten bereitgestellt wird. Gleichzeitig wird der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvar gleich dem Maximum oder auf einen größeren Wert eingestellt in Bezug auf den anfänglichen Ventilwirkleitwertkoeffizienten oder auf den negativen, vorbereitenden Koeffizientenwert KvPRE. In der regenerativen Dosierbetriebsart mit geringem Ausfahren strömt das Fluid durch das dritte elektrohydraulische Proportionalventil 23 ("br") ausgehend vom Rücklaufleitungsknoten "r" zum Arbeitsanschlussknoten "a", welche Strömung entgegengesetzt zu der normalen Strömungsrichtung verläuft und durch negative Ventilkoeffizienten bezeichnet bzw. festgelegt ist. Der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvsb wird auf null gehalten und der Ventilwirkleitwertkoeffizient Kvbr wird auf seinem anfänglichen Wert ungeändert belassen.
  • Wie in 3 und 5 gezeigt, wird alternativ dann, wenn die Dosierbetriebsart mit standardgemäßem Ausfahren gewählt ist, während der Zustand 1 vorliegt, ein geringfügig unterschiedlicher Ventilwirkleitwertkoeffizientenerzeugungsprozess abhängig davon durchgeführt, ob ein Einlassrückschlagventil 28 zwischen der Ventilbaugruppe 25 und der Versorgungsleitung 14 vorliegt. Ein derartiges Rückschlagventil verhindert, dass Fluid durch entweder das Ventil 21 oder das Ventil 22 in die Versorgungsleitung zurückströmt. Eine Steuerung des ersten und des zweiten elektrohydraulischen Proportionalventils 21 bzw. 22 in bestimmten Dosierbetriebsarten muss deshalb durch die Ventilkoeffizientenroutine 57 nicht eingestellt werden, und die zugeordneten Ventilwirkleitwertkoeffizienten werden mit ihren anfänglichen Werten gewählt. Es wird bemerkt, dass Kvar und Kvsb in der Betriebsart mit standardgemäßem Ausfahren null betragen. Wenn die Vorrichtung jedoch kein Einlassrückschlagventil 29 nutzt, werden die Ventilwirkleitwertkoef fizienten für die standardgemäße Ausfahrbetriebsart im Zustand 1 so eingestellt, wie im unteren Abschnitt der Tabellenzelle gezeigt. Insbesondere wird in der Tabelle A der Ventilwirkleitwertkoeffizienten Kvsa mit null gewählt, während der Zustand 1 vorliegt. In der entsprechenden Zelle von Tabelle B (6) wird Kvsa mit dem Minimum des vorbereitenden Koeffizientenwerts KvPRE oder dem anfänglich abgeleiteten Wert Kvsa abhängig davon gewählt, welcher kleiner ist.
  • Ähnliche Einstellwerte sind in der Logiktabelle A von 5 für die Dosierbetriebsart mit starkem Ausfahren zur Verwendung in den Zuständen 1 und 3 gezeigt und für die Dosierbetriebsarten mit geringem Einziehen bzw. mit standardgemäßem Einziehen zur Verwendung in den Zuständen 4 und 6, wenn eine Bewegung in negativer Richtung befohlen ist. Die übrigen Zellen der Logiktabelle B in 6 stellen Einstellung für die Ventilwirkleitwertkoeffizienten bereit, die die Geschwindigkeitsdiskontinuitätswirkung der Ventile beseitigen, wenn die normale Steuerung folgend auf die Entlastung des eingeschlossenen Drucks beginnt.
  • Wenn die Bedienperson den Joystick 47 freigibt, um die Bewegung der Hydraulikfunktion 20 zu stoppen, befindet sich die Ventilkoeffizientenroutine 57 unter erneuten Bezug auf 3 im Zustand 1, der Ventilbefehl geht auf null, wodurch ein Übergang zurück in den Zustand 0 hervorgerufen wird. Während der Zustand 1 vorliegt, wird der Geschwindigkeitsfehl alternativ gleich oder größer als die Geschwindigkeitsschwelle für den eingeschlossenen Druck (GESCHWINDIGKEITMIN TP) oder der vorausgehend negative Wert für die Druckdifferenz ΔPa wird positiv und ein Übergang in den Zustand 2 tritt als Kompensation für die Effekte auf, dass der eingeschlossene Druck nicht länger erforderlich ist. Nach dem Übergang in den Zustand 2 werden die Anfangswertventilwirkleitwertkoeffizienten, die in dem früheren Verarbeitungsschritt durch die Ventilkoeffizientenroutine 57 erzeugt wurden, direkt zu dem Signalkonverter 58 in 2 zur Nutzung beim Aktivieren der Ventile 21-24 der Hydraulikfunktion 20 geleitet.
  • Ein Übergang in den Zustand 2 kann auch direkt aus dem Zustand 0 auftreten, wenn der Geschwindigkeitsbefehl entweder zumindest gleich der eingeschlossenen Druckgeschwindigkeitsschwelle (GESCHWINDIGKEITMIN TP) oder größer als null ist oder beide Druckdifferenzen positiv sind. In diesem Fall ist eine Kompensation der Effekte des eingeschlossenen Drucks nicht erforderlich und die anfänglichen Ventilwirkleitwertkoeffizienten werden nicht eingestellt. Die Ventilkoeffizientenroutine 57 verbleibt im Zustand 2, bis der Geschwindigkeitsbefehl von der Eingangsschaltung 50 nicht mehr positiv ist, das heißt, die Bewegung der Hydraulikfunktion befindet sich entweder auf Stopp oder sie verläuft in umgekehrter Richtung.
  • Ein Übergang kann aus dem Zustand 0 in den Zustand 3 in derjenigen Situation auftreten, in der der Geschwindigkeitsbefehl größer als null, jedoch kleiner als die eingeschlossene Druckgeschwindigkeitsschwelle (GESCHWINDIGKEITMIN TP) ist und die Druckdifferenz ΔPa ist nicht negativ, wenn die Druckdifferenz ΔPb kleiner als null ist. Während sich die Ventilkoeffizientenroutine 57 im Zustand 3 befindet, werden die Ventilwirkleitwertkoeffizienten so eingestellt, wie durch die Logiktabelle A oder B in 5 und 6 definiert. Zu diesem Zeitpunkt wird die unterste Zelle von Koeffizientenwerten in der Logiktabelle gewählt, weil ΔPa größer oder gleich null ist und weil ΔPb kleiner als null ist. Die spezielle Zelle entlang der untersten Zeile, die genutzt wird, wird ermittelt auf Grundlage der Dosierbetriebsart, die ausgewählt worden ist. Die Gleichungen innerhalb jeder Zelle spezifizieren, ob ein gegebener Wirkleitwertkoeffizient eingestellt ist, und, falls dies der Fall ist, wie in ähnlicher Weise zu den vorstehend unter Bezug auf den Zustand 1 erläuterten Weise.
  • Wenn der Geschwindigkeitsbefehl in Richtung null geht, während der Zustand 3 vorliegt, tritt ein Übergang zurück in den Zustand 0 auf. Wenn alternativ der Geschwindigkeitsbefehl größer oder gleich der eingeschlossenen Druckgeschwindigkeitsschwelle (GESCHWINDIGKEITMIN TP) wird oder die vorausgehend negative Differenz ΔPb positiv wird, tritt ein Übergang vom Zustand zum Zustand 2 auf. Wie vorstehend erläutert, werden die Anfangswerte der Ventilwirkleitwertkoeffizienten genutzt, um die Ventile 21-24 für den Zustand 2 zu betätigen.
  • Wenn der Geschwindigkeitsbefehl eine Bewegung in der negativen Richtung bezeichnet, das heißt, wenn die Kolbenstange eingezogen wird, läuft die Ventilkoeffizientenroutine 57 in den Zuständen 4, 5 und 6 in der oberen Hälfte des Zustandsdiagramms von 3 ab. Der Betrieb dieser drei oberen Zustände ist ähnlich zu demjenigen, der in Bezug auf die unteren Zustände erläutert ist, wobei Übergänge auftreten auf Grundlage der Größe des Geschwindigkeitsbefehls und der beiden Druckdifferenzen ΔPa und ΔPb. Insbesondere tritt ein Übergang vom Zustand 0 zum Zustand 4 auf, wenn die Geschwindigkeit sowohl negativ wie größer ist als die minimale eingeschlossene Druckgeschwindigkeitsschwelle, das heißt, stärker negativ als der negative Wert von GESCHWINDIGKEITMIN TP. Die Druckdifferenz ΔPa muss außerdem kleiner als null sein und die Druckdifferenz ΔPb muss größer oder gleich null sein. Während des Betriebs im Zustand 4 werden die Ventilwirkleit wertkoeffizienten in Übereinstimmung mit der oberen Zeile der Logiktabellen-Koeffizientenwerte abhängig von der gewählten Dosierbetriebsart eingestellt.
  • Wenn der Geschwindigkeitsbefehl in Richtung null geht, während der Zustand 4 vorliegt, findet ein Übergang zurück zum Zustand 0 statt. Wenn alternativ die eingeschlossene Druckkompensation nicht mehr erforderlich ist, weil der Geschwindigkeitsbefehl nunmehr signifikant größer (stärker negativ) ist als die negative eingeschlossene Druckgeschwindigkeitsschwelle (-GESCHWINDIGKEITMIN TP) oder die vorausgehende negative Druckdifferenz ΔPa nunmehr positiv ist, findet ein Übergang zum Zustand 5 statt.
  • Ein Übergang in den Zustand 5 kann direkt aus dem Zustand 0 auftreten, wenn der Geschwindigkeitsbefehl kleiner oder gleich der minimalen eingeschlossenen Druckgeschwindigkeit oder kleiner als null ist und wenn die beiden Druckdifferenzen ΔPa und ΔPb beide positiv sind. Der zuletzt genannte Zustand tritt auf, wenn der eingeschlossene Druck nicht von Belang ist. Im Zustand 5 werden deshalb die anfänglich abgeleiteten Werte für die Ventilwirkleitwertkoeffizienten (Kvsa, Kvsb, Kvar und Kvbr) ungeändert belassen und direkt genutzt, um die Ventile zu steuern. Ein Übergang tritt vom Zustand 5 zum Zustand 0 auf, wenn entweder die Bewegung zu stoppen ist (wenn der Geschwindigkeitsbefehl gleich null ist), oder wenn die Bewegung in der entgegengesetzten Richtung auftreten soll (wenn der Geschwindigkeitsbefehl größer als null ist).
  • Ein Betrieb im Zustand 6 der Ventilkoeffizientenroutine 57 tritt bei einem Übergang aus dem Zustand 0 auf. Dies ist der Fall, wenn der Geschwindigkeitsbefehl kleiner als null ist, und wenn er größer ist als die negative eingeschlossene Druckgeschwindigkeitsschwelle (-GESCHWINDIGKEITMIN TP), während ΔPa größer als oder gleich null ist und ΔPb kleiner als null ist. Während der Zustand 6 vorliegt, werden die Ventilwirkleitwertkoeffizienten in Übereinstimmung mit der untersten Zeile von Zellen in der Logiktabelle ausgeführt, wobei eine spezielle Zelle gewählt ist auf Grundlage der speziellen Dosierbetriebsart, die aktiv ist. Ein Übergang findet statt vom Zustand 6 zurück zum Zustand 0, wenn die Bewegung der Hydraulikfunktion zu Ende geht, das heißt, wenn der Geschwindigkeitsbefehl gleich null ist. Alternativ findet ein Übergang vom Zustand 6 zum Zustand 5 statt, wenn der Geschwindigkeitsbefehl kleiner als oder gleich der negativen minimalen eingeschlossenen Druckgeschwindigkeit ist oder wenn der vorausgehend negative Differenzdruck ΔPb positiv wird. Im Fall der ersten dieser Situationen ist die befohlene Geschwindigkeit signifikant groß genug, um die Effekte des eingeschlossenen Drucks zu überwinden, während im zweiten Fall dieser Situationen der eingeschlossene Druck entlastet bzw. vermindert worden ist.
  • Die Ventilkoeffizientenroutine 57 erkennt das Vorliegen des eingeschlossenen Drucks im Hydraulikzylinder 16, wodurch die Bewegung in der befohlenen Richtung beeinträchtigt werden könnte. In Reaktion auf diese Erkennung werden die Ventilwirkleitwertkoeffizienten zu Beginn der Zylinderbewegung zum Entlasten des eingeschlossenen Drucks eingestellt. Hierbei erzeugt der eingeschlossene Druck keine Bewegung in der Richtung entgegengesetzt zu derjenigen, die durch die Bedienperson befohlen ist.
  • Die vorstehende Erläuterung ist primär auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gerichtet. Obwohl verschiedene Alternativen im Umfang der Erfindung berücksichtigt wurden, wird davon ausgegangen, dass der Fachmann auf diesem Gebiet der Technik zusätzliche Alternativen verwirklichen kann, die sich aus der vorstehenden Offenbarung der Erfindung ergeben. Beispielsweise kann die aktuelle Kompensationstechnik mit anderen Arten hydraulischer Stellorgane als mit einem Zylinder/Kolbenstellorgan und mit anderen Ventilbaugruppen verwendet werden. Der Umfang der Erfindung ist durch die vorstehende Offenbarung nicht beschränkt und ausschließlich durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein eingeschlossener Druck bzw. Druckeinschlusszustand in einem inaktiven hydraulischen Stellorgan darin resultieren kann, dass sich das Stellorgan in einer Richtung bewegt, die entgegengesetzt zu der gewünschten bei einer nachfolgenden Aktivierung ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt einen eingeschlossenen Druckzustand und ergreift eine Abhilfe, bevor das hydraulische Stellorgan für die Bewegung aktiviert wird. Die Druckdifferenzen über Ventilen, die die Fluidströmung zu und von dem hydraulischen Stellorgan steuern, werden verwendet, um einen eingeschlossenen Druckzustand zu ermitteln. In Reaktion auf diese Ermittlung wird ein gewähltes Ventil anfänglich geöffnet in einer Art und Weise, demnach der eingeschlossene Druck entlastet bzw. reduziert wird, während eine Bewegung in der gewünschten Richtung erzeugt wird. Nachdem der eingeschlossene Druckzustand beseitigt ist, wird eins oder werden mehrere weitere Ventile betätigt, um die gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans zu erzeugen.

Claims (25)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems mit einem ersten Steuerventil, das ein erstes hydraulisches Stellorgan mit einer Versorgungsleitung verbindet, die unter Druck stehendes Fluid enthält, und mit einem zweiten Steuerventil, das das hydraulische Stellorgan mit einer Rücklaufleitung verbindet, die mit einem Tank verbunden ist, aufweisend die Schritte: Empfangen eines ersten Befehls, der eine gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans bezeichnet, Ermitteln einer ersten Druckdifferenz, die über dem ersten Steuerventil vorliegt, Ermitteln einer zweiten Druckdifferenz, die über dem zweiten Steuerventil vorliegt, Sicherstellen aus zumindest entweder der ersten Druckdifferenz oder der zweiten Druckdifferenz, dass ein eingeschlossener Druckzustand in dem hydraulischen Stellorgan vorliegt, in dem Fall eine aktive Anzeige erzeugt wird, wobei dann, wenn die Anzeige aktiv ist, (a) entweder das erste Steuerventil oder das zweite Steuerventil zur Entlastung des eingeschlossenen Drucks öffnet, und (b) aus einer Änderung von zumindest der ersten Druckdifferenz oder der zweiten Druckdifferenz ermittelt wird, wann der eingeschlossene Druckzustand nicht mehr vorliegt, woraufhin das andere der Ventile, das erste Steuerventil bzw. das zweite Steuerventil, geöffnet wird, um die gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans zu erzeugen, und wenn die Anzeige inaktiv ist, sowohl das erste Steuerventil wie das zweite Steuerventil geöffnet werden, um die gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans zu erzeugen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln einer ersten Druckdifferenz folgende Schritte umfasst: Erfassen eines ersten Drucks auf einer Seite des ersten Steuerventils, Erfassen eines zweiten Drucks auf der anderen Seite des ersten Steuerventils, und Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands auf Grundlage eines arithmetischen Zeichens bzw. Vorzeichens der ersten Druckdifferenz sichergestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Ermitteln einer zweiten Druckdifferenz folgende Schritte aufweist: Erfassen eines ersten Drucks auf einer Seite des zweiten Steuerventils, Erfassen eines zweiten Drucks auf der anderen Seite des zweiten Steuerventils, und Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands auf Grundlage eines arithmetischen Zeichens bzw. Vorzeichens der ersten Druckdifferenz sichergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Änderung von zumindest der ersten Druckdifferenz bzw. der zweiten Druckdifferenz eine Änderung des arithmetischen Zeichens bzw. des Vorzeichens der jeweiligen Druckdifferenz umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Erzeugen einer aktiven Anzeige außerdem erfordert, dass der Befehl eine gewünschte Bewegung anzeigt, die größer ist als eine vorbestimmte Schwelle.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das andere der Ventile, das erste Steuerventil bzw. das zweite Steuerventil, elektrisch betätigt wird, und außerdem aufweisend den Schritt, während entweder das erste Steuerventil oder das zweite Steuerventil zur Entlastung des eingeschlossenen Drucks öffnet, ein elektrischer Strom angelegt wird, der das andere der Ventile, das erste Steuerventil bzw. das zweite Steuerventil, für einen nachfolgenden Öffnungsvorgang vorkonditioniert.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems mit einem ersten elektrohydraulischen Ventil, das einen ersten Anschluss eines hydraulischen Stellorgans mit einem ersten Knoten verbindet, der mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, die unter Druck stehendes Fluid enthält, mit einem zweiten elektrohydraulischen Ventil, das einen zweiten Anschluss des hydraulischen Stellorgans mit dem ersten Knoten verbindet, mit einem dritten elektrohydraulischen Ventil, das den ersten Anschluss mit einem zweiten Knoten verbindet, der mit einer Rücklaufleitung verbunden ist, die mit einem Tank verbunden ist, und mit einem vierten elektrohydraulischen Ventil, das den zweiten Anschluss mit dem zweiten Knoten verbindet, aufweisend die Schritte Empfangen eines Befehls, der eine gewünschte Bewegung des hydraulischen Stellorgans anzeigt, in Reaktion auf den Befehl Wählen, welches der ersten, zweiten, dritten und vierten Steuerventile geöffnet werden soll, wodurch ein erstes ausgewähltes Ventil und ein zweites ausgewähltes Ventil zum Öffnen bezeichnet werden, Ermitteln einer ersten Druckdifferenz, die über dem ersten gewählten Ventil vorliegt, Ermitteln einer zweiten Druckdifferenz, die über dem zweiten gewählten Ventil vorliegt, Öffnen von einem der Ventile, dem ersten gewählten Ventil oder dem zweiten gewählten Ventil, um den eingeschlossenen Druck zu entspannen, bevor Fluid in das hydraulische Stellorgan zur Erzeugung einer Bewegung des hydraulischen Stellorgans angelegt wird, Sicherstellen aus zumindest entweder der ersten Druckdifferenz oder der zweiten Druckdifferenz, ob in dem hydraulischen Stellorgan ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt, und wenn kein eingeschlossener Druckzustand vorliegt, öffnen von sowohl dem ersten gewählten Ventil wie dem zweiten gewählten Ventil zum Erzeugen der gewünschten Bewegung des hydraulischen Stellorgans.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Öffnen des ersten gewählten Ventils und des zweiten gewählten Ventils zum Entspannen des eingeschlossenen Drucks nur dann durchgeführt wird, wenn ein eingeschlossener Druckzustand als existierend sichergestellt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das erste elektrohydraulische Ventil, das zweite elektrohydraulische Ventil, das dritte elektrohydraulische Ventil und das vierte elektrohydraulische Ventil Proportionalventile sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei das Wählen, welche der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Ventile zu öffnen sind, den Schritt aufweist, eine Dosierbetriebsart aus einer standardmäßigen Ausfahrbetriebsart, einer standardmäßigen Einziehbetriebsart, einer Betriebsart mit geringem Ausfahren, einer Betriebsart mit starkem Ausfahren und einer Betriebsart mit geringem Einziehen ausgewählt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Wählen, welche der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Ventile zu öffnen sind, in Reaktion auf die Dosierbetriebsart gewählt wird, die ausgewählt worden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Druckdifferenz ΔPa und die zweite Druckdifferenz ΔPb durch Gleichungen für die gewählte Dosierbetriebsart ermittelt werden, die in der folgenden Tabelle gegeben ist: Ausfahren mit geringem Ausmaß ΔPa = Pr – Pa ΔPb = Pb – PrStandardgemäßes Ausfahren ΔPa = Ps – Pa ΔPb = Pb – PrStarkes Ausfahren ΔPa = Ps – Pa ΔPb = Pb – PsStandardgemäßes Einziehen ΔPa = Ps – Pr ΔPb = Ps – PbGeringes Einziehen ΔPa = Pa – Pr ΔPb = Pr – Pbwobei Ps der Druck am ersten Knoten ist, wobei Pr der Druck am zweiten Knoten ist, wobei Pa der Druck am ersten Anschluss des hydraulischen Stellorgans ist, und wobei Pb der Druck am zweiten Anschluss des hydraulischen Stellorgans ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands auf Grundlage eines arithmetischen Zeichens bzw. Vorzeichens der ersten Druckdifferenz ΔPa sichergestellt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands auf Grundlage eines arithmetischen Zeichens bzw. Vorzeichens der zweiten Druckdifferenz sichergestellt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei das Öffnen von einem der Ventile, dem ersten gewählten Ventil bzw. dem zweiten gewählten Ventil, zum Entspannen des eingeschlossenen Drucks außerdem erfordert, dass der Befehl eine gewünschte Bewegung anzeigt, die größer ist als eine vorbestimmte Schwellenhöhe.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei dann, wenn ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt, elektrischer Strom angelegt wird, um das andere der Ventile, das erste gewählte Ventil bzw. das zweite gewählte Ventil, für das Öffnen zu einem Zeitpunkt vorzubereiten, wenn der eingeschlossene Druckzustand nicht mehr vorliegt.
  19. Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems mit einem ersten elektrohydraulischen Proportionalventil, das einen ersten Anschluss eines hydraulischen Stellorgans mit einem ersten Knoten verbindet, der mit einer Versorgungsleitung verbunden ist, die unter Druck stehendes Fluid enthält, mit einem zweiten elektrohydraulischen Proportionalventil, das einen zweiten Anschluss des hydraulischen Stellorgans mit dem ersten Knoten verbindet, mit einem dritten elektrohydraulischen Proportionalventil, das den ersten Anschluss mit einem zweiten Knoten verbindet, der mit einer Rücklaufleitung verbunden ist, die mit einem Tank verbunden ist, und mit einem vierten elektrohydraulischen Proportionalventil, das den zweiten Anschluss mit dem zweiten Knoten verbindet, aufweisend die Schritte: Ermitteln eines ersten Drucks Pa, der am ersten Anschluss vorliegt, Ermitteln eines zweiten Drucks Pb, der am zweiten Anschluss vorliegt, Ermitteln eines dritten Drucks Ps, der am ersten Knoten vorliegt, Ermitteln eines vierten Drucks Pr, der am zweiten Knoten vorliegt, Empfangen eines Befehls, der eine gewünschte Geschwindigkeit bezeichnet, mit das hydraulische Stellorgan betätigt werden soll, Gewinnen von Ventilströmungskoeffizienten bzw. -durchsatzkoeffizienten für jedes der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Proportionalventile in Reaktion auf den Befehl, den ersten Druck und den zweiten Druck, Ermitteln einer ersten Druckdifferenz, die zwischen dem ersten Anschluss und entweder dem ersten Knoten oder dem zweiten Knoten vorliegt, Ermitteln einer zweiten Druckdifferenz, die zwischen dem zweiten Anschluss und dem anderen der Knoten, dem ersten Knoten bzw. dem zweiten Knoten, vorliegt, Sicherstellen aus der ersten Druckdifferenz und der zweiten Druckdifferenz, wann ein eingeschlossener Druckzustand in dem hydraulischen Stellorgan vorliegt, während ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt: (a) Einstellen der Ventilströmungskoeffizienten zum Erzeugen eingestellter Ventilströmungskoeffizienten, und (b) Steuern der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Proportionalventile in Reaktion auf die eingestellten Ventilströmungskoeffizienten, wodurch der eingeschlossene Druckzustand gemildert wird, und wenn ein eingeschlossener Druckzustand nicht vorliegt, Steuern der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Proportionalventile in Reaktion auf die Ventilströmungskoeffizienten zum Bewegen des hydraulischen Stellorgans mit der gewünschten Geschwindigkeit.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Gewinnen von Ventilströmungskoeffizienten für jedes der ersten, zweiten, dritten und vierten elektrohydraulischen Proportionalventile außerdem in Reaktion auf den dritten Druck und den vierten Druck stattfindet.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Gewinnen von Ventilströmungskoeffizienten das Wählen einer Dosierbetriebsart aus einer standardgemäßen Ausfahrbetriebsart, einer standardgemäßen Einziehbetriebsart, einer Betriebsart mit geringem Ausfahren, einer Betriebsart mit starkem Ausfahren und einer Betriebsart mit geringem Einziehen umfasst.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die erste Druckdifferenz ΔPa und die zweite Druckdifferenz ΔPb ermittelt werden durch Gleichungen für die gewählten Dosierbetriebsarten, die gegeben sind in der folgenden Tabelle: Ausfahren mit geringem Ausmaß ΔPa = Pr – Pa ΔPb = Pb – PrStandardgemäßes Ausfahren ΔPa = Ps – Pa ΔPb = Pb – PrStarkes Ausfahren ΔPa = Ps – Pa ΔPb = Pb – PsStandardgemäßes Einziehen ΔPa = Ps – Pr ΔPb = Ps – PbGeringes Einziehen ΔPa = Pa – Pr ΔPb = Pr – Pbwobei Ps der Druck am ersten Knoten ist, wobei Pr der Druck am zweiten Knoten ist, wobei Pa der Druck am ersten Anschluss des hydraulischen Stellorgans ist, und wobei Pb der Druck am zweiten Anschluss des hydraulischen Stellorgans ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands in Reaktion auf ein arithmetisches Zeichen bzw. ein Vorzeichen der ersten Druckdifferenz ΔPa sichergestellt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Vorliegen eines eingeschlossenen Druckzustands auf Grundlage eines arithmetischen Zeichens bzw. Vorzeichens der zweiten Druckdifferenz ΔPb sichergestellt wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das Sicherstellen, wann ein eingeschlossener Druckzustand vorliegt, außerdem erfordert, dass der Befehl eine gewünschte Geschwindigkeit anzeigt, die größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7827787B2 (en) 2007-12-27 2010-11-09 Deere & Company Hydraulic system
US8430016B2 (en) * 2009-06-09 2013-04-30 Husco International, Inc. Control valve assembly with a workport pressure regulating device
DE102012203390A1 (de) * 2012-03-05 2013-09-05 Robert Bosch Gmbh Hydraulisches Antriebsystem mit gesonderten Zu- und Ablaufventilen und einer Regenerationsleitung
US8997479B2 (en) 2012-04-27 2015-04-07 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having energy recovery
WO2017187934A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
JP6944627B2 (ja) 2016-10-03 2021-10-06 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
JP6868166B2 (ja) * 2016-10-03 2021-05-12 Smc株式会社 シリンダの動作状態監視装置
US20200049173A1 (en) * 2018-08-10 2020-02-13 Cnh Industrial America Llc Valve System For Flushing Contaminated Hydraulic Fluid
CN117255881A (zh) * 2021-03-26 2023-12-19 胡斯可国际股份有限公司 用于压力控制的液压系统及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138838A (en) * 1991-02-15 1992-08-18 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit and control system therefor
JP3352124B2 (ja) * 1992-10-07 2002-12-03 カヤバ工業株式会社 建設機械の油圧回路
JP3691994B2 (ja) * 1999-10-08 2005-09-07 新キャタピラー三菱株式会社 流体圧アクチュエータ制御方法および流体圧アクチュエータ制御装置
US6662705B2 (en) * 2001-12-10 2003-12-16 Caterpillar Inc Electro-hydraulic valve control system and method
US6691603B2 (en) * 2001-12-28 2004-02-17 Caterpillar Inc Implement pressure control for hydraulic circuit
US6880332B2 (en) 2002-09-25 2005-04-19 Husco International, Inc. Method of selecting a hydraulic metering mode for a function of a velocity based control system
US6718759B1 (en) 2002-09-25 2004-04-13 Husco International, Inc. Velocity based method for controlling a hydraulic system
US6732512B2 (en) 2002-09-25 2004-05-11 Husco International, Inc. Velocity based electronic control system for operating hydraulic equipment
US6775974B2 (en) 2002-09-25 2004-08-17 Husco International, Inc. Velocity based method of controlling an electrohydraulic proportional control valve
US6705079B1 (en) * 2002-09-25 2004-03-16 Husco International, Inc. Apparatus for controlling bounce of hydraulically powered equipment

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JP5614914B2 (ja) 2014-10-29

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